瞬态互调失真

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  • 2021-07-01

晶体管具有工作电压低、输出电流大的特点,为开发直连驱动低阻扬声器的功率放大器提供了极大的方便。

现代晶体管音频功率放大器的结构框架出现于上世纪1970年代,这种经典电路的拓扑也叫作OCL(包括BTL)晶体管功率放大器,它的特点是具有非常高的开环放大增益(常常是在80 - 100dB)【注:放大器的开环放大增益A = β123……β为单级晶体管的放大倍数)】,而实际使用音响系统所需要的功率放大器的电压放大大约是26-30倍(30dB左右),所以,这类放大器会有约70 - 80dB的负反馈量。

超大的负反馈量带来的好处:一是使整机的抗温度漂移性能获得极大的提高,功放输出端的中点漂移降低到数毫伏级别;二是它的正弦波表测失真度参数可以低达惊人的0.001%!但是,人们也在实际的听音对比中很快发现了它的缺点,这就是音质偏硬,声音比较噪。

因此,音频电路的开拓者们一直在摸索和改进测试这类晶体管功率放大器的新方法,本文介绍的“瞬态互调失真”测试就是其中的之一。

晶体管功率放大器的拓扑是一个多级放大的大环路,由于晶体管PN多节结构存在着一定的级间电容,在环路结构中产生相移,为了避免大环路放大的自激振荡问题,就需要在前置推动级晶体管的bc极之间并联一只小电容C进行相移补偿。如A7配图a所示。

对于A7配图a所示、采用滞后补偿方法的放大器,在放大变化平缓的正弦波测试信号时,一般都能满足稳定工作的各项条件;但是,当放大器输入的是瞬变的音乐信号时,由于输入信号电压V1的突变性,A7配b(a),B点电位由于受电容C充放电时间的影响,使得B点的电平会出现延迟与滞后(图b),瞬间破坏了环路负反馈的工作条件,这种瞬时的失控,致使输入级瞬时出现严重过载,产生一串串的削波失真,如图(c)所示。我们把大环路深度负反馈功率放大器产生的这种独特失真现象,叫做瞬态互调失真。