匹配和调谐音频放大器输出稳定性和声音性能，第二部分

双射极跟随器或达林顿对通常具有高电流增益系数。电流增益系数应与负侧和正侧的电流放大相匹配，以增加输出级的稳定性。

对于并联晶体管配置，请确保中等功率晶体管处于驱动能力。中功率晶体管的输出电流必须大于大功率晶体管的最小驱动电流，以防止中功率晶体管级过载。

输出晶体管的一个重要考虑因素是额定电压。它确保了系统的稳定性并防止它受到任何损坏。VCBO、VCEO 电压最大范围必须大于电源电压轨到轨范围。对于 ±100V 电压的电源放大器，晶体管的额定电压应更高，以确保其在规格范围内工作。

中功率三极管的基极和集电极在工作时会获得大约两倍的Vee或Vcc电压，因此在选择三极管时要保证额定电压足够。

电阻RE

在大功率音频放大器应用中，输出晶体管的匹配、电流平衡和保护对功率放大器的线性度非常重要。推荐使用电阻 RE 来改善输出晶体管的匹配、电流平衡和保护。

因此，建议在实际应用中为大功率音频放大器配备这样的电阻。虽然 RE 与输出晶体管串联也会降低放大器的线性度，但电阻 RE 是交叉失真中的主要失真源，交叉失真发生在输出晶体管的一侧。

在这种情况下，应优化 RE 的值并保持尽可能低，以减少非线性。因此，降低 RE 的电阻是改善交叉失真的一种方法。

对于相同的等效 RE，并联型输出可以降低整体 RE，从而提高线性度。同时，每级较大的RE值可以改善输出晶体管的匹配和电流平衡。

RE也与输出功率损耗有关;更高的输出电流将在相同的 RE 上带来更高的功率损耗。RE 的值取决于并联输出晶体管的数量和扬声器负载。

一般可以使用0.1-0.5欧的足够额定值的电阻。REpower 额定值是根据 R x I2 = W 计算得出的(例如 0.1 ohms x 5A2 =2.5W)。RE 是开环输出阻抗的主要组成部分。

闭环输出阻抗由开环输出阻抗和负反馈系数定义如下：

平均开环输出阻抗为200m-ohms，负反馈系数为29dB或28倍。我们预计闭环输出阻抗约为 7m-ohms。与扬声器系统中的阻抗相比，通常建议闭环阻抗非常低，以提供更高的线性度。

通常，功率放大器的闭环输出阻抗低至10-50m-ohms。对于某个负反馈因子，RE 应保持尽可能低。

输出网络

对于具有典型元件值的功率放大器，一个称为“Zobel”的常用输出网络。各种输出网络只有一个目的——提高稳定性。这个推荐的网络 Zobel 包含一个从放大器输出到地串联的电阻器和一个电容器。电阻器用于将电流限制在某个较高的频率上，以降低对电容器额定值的要求。近似电阻值范围为 4.7 至 10 欧姆。

在大多数情况下，电容约为 0.1 微法拉，以减少高频对输出扬声器的负载效应。Zobel 网络中的电流消耗随着输出水平的增加而增加。

所以输出网络组件的评级在任何情况下都应该足够。例如，在 20Vrms 输出摆幅中，Zobel 网络在 20kHz 时消耗 248mA 或 0.62W。但是，为了确保组件能够保持高功率和高频率内容，Zobel 网络通常建议使用 3W 至 5W 额定功率的组件。

Zobel 网络的另一项功能是保护放大器输出免受扬声器线圈中感抗的影响。扬声器的实际负载阻抗远比简单的并联电阻器和电容器复杂得多。

真实扬声器的频率响应表现为不均匀的阻抗负载，这是放大器输出阻抗与电缆电阻和电感的串联组合。它可能导致高频不稳定。

添加一个与放大器输出串联的小线圈电感会增加不稳定性。它将放大器与并联电容器隔离，而不会在音频上造成明显的损失。电感值通常在 1 到 7 微亨利之间。可以设置一个合适的值来避免在一定的负载阻抗下出现高频滚降。

建议使用空芯电感，以消除磁饱和的可能性。还建议在输出线圈上加一个阻尼电阻，以降低输出 LC 网络的 Q 因数、过冲和振铃。

传统上，为了避免自感，使用几欧姆的绕线型阻尼电阻。较低的欧姆值会带来较少的过冲和振铃。由于输出电流取决于输出功率和负载阻抗，因此应选择1W至5W额定阻尼电阻。一般可以使用0.1-0.5欧姆的足够额定值的电阻。推荐使用 A0.25 欧姆电阻器，一般用于两到三级并行磁带驱动。

设计音频放大器有不同类型的配置。基于理论和实用性的设计考虑可以提高音频系统的性能和稳定性。随着市场向高端音频系统倾斜，专业放大器需要更多的输出功率、更高的线性度和更高的稳定性。