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叔叔家一个廉价双声道USB小功放线断了，掉下来一个喇叭。为了废物利用，决定做个功放驱动它。向来对三极管放大电路一知半解。电路图勉强看个大概，但是真让我从头设计一个放大电路，又无从下手。趁此机会再补补基础知识，遂把法宝书籍拿出来研究一番。争取自己设计一个功放电路，不抄现成的。
最基础的就是共射级放大电路。所谓共射级就是三极管的发射极通过某种方式接地，以此为参考对信号放大。
R1，R2分压给基极一个偏置电压（必须大于基极开通电压0.6V），让它导通工作在放大区。集电极电阻Rc和发射极电阻Re设定放大倍数。放大倍数=Rc/Re。也就是2个电阻的比值。输入输出用电容隔直，仅对交流信号进行输入和输出。当然各元件取值还有要求，就不细讨论了。
共射级放大电路输入阻抗高，容易驱动。但是输出阻抗也高，难以直接驱动扬声器。主要是Rc的阻值很大，无法通过大电流。减小Rc的话静态功耗又会很大，并对偏置电路造成压力，得不偿失。也就是它只能把电压放大很多倍，却无法“放大”电流。相当于一个内阻极其大的电源空有电压却带不动灯泡一样。
这里我把4Ω扬声器直接接在集电极，替代Rc，不再隔离直流了；Re取0.5Ω。这样放大倍数约8倍。虽然电流大，静态功耗大，不实用，但是验证了放大电路。接手机放歌，喇叭确实传出了很大的声音。
既然只用共射级放大电路不行，就要学习另一种很重要的放大电路了：推挽射级跟随器。
所谓推挽就是NPN+PNP三极管，NPN导通把负载接VCC，PNP导通则把负载接GND。像拉锯一样两个人一推一拉。
所谓跟随器就是输出电压紧紧跟随输入电压，也就是没有放大能力。虽然没有电压放大能力，但是它输出阻抗极低，相当于能放大电流！
基础知识学完了（实际电路里边还有很多门道，不再详细讨论），就可以开始设计功放了。
先把断线接好，重新接了硅胶软线。这是一个4Ω 3W功率的小喇叭。
经过一顿计算，查书，实际测试，总算设计出来一个电路。所有的元件参数都是自己取值的，没有照抄。
大体分成2个部分，左侧信号接音量电位器，然后电容隔直，输入共射级放大电路，放大340R/(7.5R+7.5R)=22倍。
然后接右侧推挽射级跟随器进行功率放大，接电容驱动扬声器。
附一个注释版给初学者看。第一级用S8050，第二级用TIP31C和TIP32C三极管。分别为小功率和中功率三极管。
电源为12V，数百mA即可。电压不应偏离过多。2个1N4148二极管应和2个功率三极管热耦合，也就是固定在一起，保证温度相同。否则三极管会越来越热，电流越大越大，恶性循环。因为三极管的导通电压会随温度升高而降低，为了保证工作电流不变，必须同步降低偏置电压。
前后两级采用直流耦合，后级的偏置电阻和输入隔直电容就省略了。这也是多级放大电路常用的。
不过，元件参数要精心设计才能保证2级都工作在最佳状态。
用面包板搭了个验证电路，一通试验。花了不少时间，证明电路确实可行。
电源采用小米台灯的12V适配器。
体积小巧，几瓦的功率正合适，不浪费。
外壳用做T12焊台的88*38mm铝壳。
正好兼做散热器用。
元件取值花了很长时间。有些电阻用串并联实现的。从右侧往左侧搭建的，也就是先确定大元件的位置，再确定小元件的位置。右侧大电容输出隔直，左下大电容为电源滤波。
背面比较简洁。
简单接线试试，一点问题没有（其实有问题，有个地方接错了，改正了:lol:）。
安排一下2块板的位置。
打孔，固定2个三极管。注意加绝缘垫片，防止2个管子短路。电源用厚双面胶和704硅胶固定。
前面板右侧是音量电位器，左侧是音频输入接口。
喇叭直接用3M胶粘在上铝壳上。
最大音量功率3.5W左右。因为后级偏置稍大，静态功耗就1.8W左右了，略微费电。
但是不想做复杂的偏置电路了，就这样吧。
白加黑，外观还可以。
背面略丑。
侧面不咋地。
整体看起来不错。插上手机，听得津津有味！
最主要的是有用的知识又增加了！！！
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雷达卡
发表于 2021-6-23 15:53:21
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千斤顶
发表于 2021-6-23 16:21:04
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