双声道BTL功放电路设计

摘要 (1)

Abstract (1)

第一章绪论 (2)

1.1双声道BTL功放电路设计内容 (2)

1.2 双声道BTL功放电路设计要求 (2)

1.3 国内外发展现状 (2)

第二章 BTL简介 (3)

2.1 BTL功率放大电路简介 (3)

2.2 BTL电路的组成及工作原 (4)

2.3 BTL集成功放电路的构成. (5)

第三章BTL功放工作原理 (6)

3.1 BTL功放电路 (6)

3.2 BTL功放电路工作原理 (6)

3.3. BTL功放电路特点 (6)

3.4 OCL功放电路 (6)

3.5 OCL电路特点 (7)

第四章双声道BTL功放电路原理图设计 (7)

4.1 电路原理结构框图 (7)

4.2 BTL电路原理图 (8)

第五章双声道BTL功放单元电路设计 (9)

5.1 电源电路 (9)

5.2 前置放大电路 (10)

5.3 功率放大电路 (11)

5.4 音量控制电路 (12)

总结 (12)

致谢 (14)

参考文献 (14)

附录 (15)

摘要

分析分立元件BTL电路及输入信号和输出信号的特点，归纳出构成BTL电路的一般原则，同时介绍了集成功放电路在不同用法下如何构成BTL。在实际工作中使用起来更加方便容易。集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点；而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小，特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。由于集成功率放大器具有分立元件不具有的很多优点，近年来集成功率放大器件发展很快，使用相当广泛。集成功放在实际应用中通常接成OCL电路，或OTL电路，接成BTL（Balanced Transformer Less）电路却很少，而BTL电路的优点是电源利用率比前面两种电路高4倍。采用音频电位器控制，通过改变输入音频功放的电压大小，从而改变输出声音大小。整体电路连接，输入小音频信号，接通电源，便可听到放大后的双声音频效果。

关键词：BTL电路、集成功率放大器、电位器

Abstract

BTL circuit analysis division element and the input signal and the characteristics of the output signal, summarized the BTL circuit constitute the general principle, and introduces the integrated amplifier circuit different usage in how to constitute BTL. In practical work convenient for operation easy. Integrated power amplifier has not only because of its small volume, light weight, low cost, peripheral less component, installation and debugging of the advantages of simple and easy to use; And the performance is better than division components, like temperature stability, low consumption, distortion is small, especially integrated internal power amplifier is set overheated, over electric current, over voltage and automatic protection function of the circuit to circuit to make their own protection. Due to the integrated power amplifier has elements have divided in recent years many advantages, and integrated power amplifier

device development soon, use very wide. Set on the practical application of success usually take into OCL circuit, or OTL circuit, then into BTL (Balanced Transformer Less) circuit, and BTL circuit but rarely the advantages of power utilization rate is more than the first two circuit four times as high. The audio potentiometer, through the change control input audio power amplifier, which changes the output voltage size voice size. The whole circuit connection, input small audio signal, switch on the power, and you can hear the audio amplification sees effect.

Keywords: BTL circuit, integrated power amplifiers, potentiometer

第一章绪论

1.1、双声道BTL功率放大器内容：

1、了解双声道BTL功放电路的基本工作原理

2、完成信号双声道BTL功放电路设计并分析计算单元电路，对元器件进行选型。

3、绘制双声道BTL功放电路图

4、组装、调试双声道BTL功放电路

5、进行实物检查、设计答辩并完成设计报告

1．2、双声道BTL功率放大器要求

1、在教师指导下完成双声道BTL功放电路设计

2、组装、调试信号双声道BTL功放电路

3、按指导老师要求撰写课程设计报告，画出完整的电路图

1.3、国内外发展现状

1、中国双声道音频功放电路产业发展环境

2、中国双声道音频功放电路市场发展结构分布

1、国内外产品供给结构

2、国内区域供给结构

第二章BTL简介

2.1 BTL功率放大电路简介

(Bridge-Tied-load)意为桥接式负载。负载的两端分别接在两个放大器的输出端。其中一个放大器的输出是另外一个放大器的镜像输出，也就是说加在负载两端的信号仅在相位上相差180°。负载上将得到原来单端输出的2倍电压。从理论上来讲电路的输出功率将增加4倍。BTL电路能充分利用系统电压，因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当每声道功率超过10w时，大多采用BTL形式。BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放大器放大的信号都是完整的信号，只是两个放大器的输出信号反相而已。用集成功放块构成一个BTL放大器需要一个双声道或两个单声道的功放块。但是并不是所有的功放块都适用于BTL形式，BTL形式的几种接法也各有优劣。典型的功放集成块有TDA2030A LM1875 LM4766 LM3886 TDA1514等.

BTL（Balanced Transformer Less）电路，称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的OTL或OCL电路组成，扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间，即扬声器两端都不接地。BTL电路的主要特点有：可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，无直流电流通过扬声器，与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL 电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输出功率，但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。

功率放大器电路形式的判断：可根据功放对管的输出端与扬声器的接法来判断其电路结构形式。OTL功放电路的输出端的直流电位为电源电压的一半，扬声器一端接地，另一端通过大容量耦合电容与功放输出端相接；OCL功放电路采用双电源供电，使其输出端的直流电位为零，扬声器一端接地，另一端直接与功放输出端相接；BTL功放电路采用两个功放对，扬声器直接连接在两个功放对的输出端，不需要耦合电容。

为了实现单电源供电，且不用变压器和大电容，可采用桥式推挽功率放大电路，简称BTL电路。

BTL电路的优点有只需要单电源供电，(但还是有用双电源)且不用变压器和大电容，输出功率高。缺点是所用管子数量多，很难做到管子特性理想对称，且管子总损耗大，转换效率低。

2．2 BTL电路的组成及工作原理

OCL和OTL两种功放电路的效率虽很高，但是它们的缺点就是电源的利用率都不高，其主要原因是在输入正弦信号时，在每半个信号周期中，电路只有一个晶体管和一个电源在工作。为了提高电源的利用率，也就是在较低电源电压的作用下，使负载获得较大的输出功率，一般采用平衡式无输出变压器电路，又称为BTL电路，如图1所示。

（1）该电路仍然为乙类推挽放大电路，利用对称互补的2个电路完成对输入信号的放大；其输出电压的幅值为：U OM V CC 。

最大输出功率为：()()L CC OM OM OM

R V I U P 2

max max 2121==

（2）同OTL 电路相比，同样是单电源供电，在V CC ，R L 相同条件下，BTL 电路输出功率

为OTL 电路输出功率的4倍，即BTL 电路电源利用率高；

（3）BTL 电路的效率在理想情况下，仍近似为78.5%。

2．3 BTL 集成功放电路的构成

1集成功率放大电路构成BTL 电路的条件

在实际工作中经常用到集成功率放大电路，两块对称集成功率放大电路也可构成BTL 电路。用集成电路怎样才能构成BTL 电路。上面已经介绍了分立元件的BTL 电路，首先我们来分析分立元件BTL 电路特点：

（1）由电路结构中可见，BTL 电路由2个互补对称电路构成，A1，A2电路的元件参完全相同；

（2）2个互补放大器输入端电压极性相反，其值大小相等，即为差模信号。

（3）2个互补集成放大电路输出端电压的极性相反，值大小相等，即负载R L 两端电压

大小相等，极性相反。

根据以上特点，可采用2种型号、参数完全相同的集成功率放大电路，且使2个放大输入信号极性相反，同时使负载两端（输出端）的电压极性相反，便可构成BTL 电路，在实际中通常这种方法，容易使电路参数完全对称，一般采用双功率放大电路构成。其原

理框图如图2所示，要求A1，A2输入信号大小相等，放大电路输入、输出回路完全相同，只有这样才能保证负载R

两端电压大小相等；另一方面要求A1，A2都不具有（或都有）倒相作用，保证负载两L

端电压极性相反。另一种方法就是将双端输入改为单端输入，输入、输出信号满足上述

要求即可。

2集成功放构成BTL的方法

根据以上特点集成功率放大电路在BTL电路中可采用以下方法：

(1)电流驱动法

(2)并联接法

(3)电压输出法

(4)双桥电路接法

第三章BTL功放工作原理

3.1 BTL功放电路

BTL是英文Balanced Transformer Less的缩写，意为平衡式无输入变压器。BTL功放

电路又称为桥接推挽功放电路。

3.2 BTL功放电路工作原理

V1和V2是一组OCL电路输出级，V3和V4是另一组OCL电路输出级。

两组功放的两个输入信号的大小相等、方向相反。