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功放输出直流电压原因分析

 西北望msm66g9f 2021-04-09
大家都知道功放输出的是交流信号,对于扬声器来说,它的工作方式只对交流信号产生阻抗,对于直流信号它不产生任何的阻抗(等于零阻抗),这时的电流就为无穷大,因此扬声器线圈在直流信号下就等同于一根发热丝会被迅速烧毁。
不过不要担心,功放一般都会设置直流保护电路。功放的直流保护启动值一般设定在2V,当大于或等于这个值的时候功放会切断输出,保护扬声器。
所以,当功放输出直流信号的时候,首先确认一下直流保护电路是否正常。
第二,静态偏置发生偏移,可能输出直流信号。
用三极管举例: 
所谓的静态偏置就是为三极管提供正常的静态工作点,使三极管工作在线性放大状态。
如图,R2,R4分压为基极提供直流偏置电压。什么叫直流偏置?简单来说,就像人要吃饭一样,要求三极管工作,必须要提供一定的工作条件,为三极管提供工作电压。这个电源VCC是直流,所以叫直流偏置。

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放大电路,就是将输入信号放大后输出。先说我们要放大的信号,放大的是交流信号,以正弦波为例。这时,我们要求静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半,为什么?如下图:这是为了使信号正负能有对称的变化空间。

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我们把Uce当做一条水平线,作为一个参考点。
为了保证放大后的波形不失真,输出直流电压Uce=VCC/2。其中,
Ub={R4/(R2+R4)}*VCC
Ie=(Ub - Ube)/R5(Ube导通压降约为0.7V)
因Ic≈Ie,所以Uce≈VCC - Ic *(Rc+Re)
如下图,分别是Uce=(1/3)*VCC、
Uce=(1/2)*VCC和Uce=(2/3)*VCC的波形。

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其中,图b是要求的输出Uce=(1/2)*VCC,正负半轴波形对称。a,c静态偏置发生偏移,波形明显发生畸变,可能有直流输出。
如果双电源供电,就不需要设置静态工作点,直接输入交流信号,就不会有直流输出。如下图:

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第三、隔直电容击穿
如图一,输出有(1/2)*VCC的直流电压,所以需要串联电容,根据电容的基本特性“隔直通交”,将直流电压阻断,只让交流信号通过。如果这个隔直电容击穿,那么也会有直流输出。但这种可能性比较小。

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