低音炮放大器电路：提高音质的全包方式

您是否正在寻找一种获得无噪音和高品质低音的方法？你需要的是一个低音炮放大器电路。它不仅结构紧凑，而且建造成本低廉。更重要的是，它可以为您的小工具或系统提供持久的服务。

低音炮驱动器

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今天，我们将设计一个低音炮/立体声放大器电路，它可以产生从20Hz到200Hz的低频音频信号。此外，声音输出功率为 100W，使用 4 欧姆扬声器负载运行。

1. 什么是低音炮放大器电路？

低音炮放大器电路是产生低频音频信号的扬声器。换句话说，它们通过放大输入音频信号来确保扬声器的低音质量提高。同样，它们消除了任何谐波失真。

低音炮的一个例子是无源低音炮。它从外部放大器获得电源，但它也有扬声器外壳式设计。

扩音器

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1. 低音炮功放电路原理

低音炮放大器电路的原理涉及放大低频的音频信号。

• 首先，放大器会过滤音频输入信号以消除高频信号。
• 接下来，电压放大器会放大低频信号。
• 之后，多种配置将低电压信号提高到所需水平。
• 最后，晶体管将低频声音的放大版本转换为功率信号。最终，电源信号会产生低音/巨响和最小的噪音。

专业提示

• 为了实现与房间风量的最佳耦合和最佳效率，请将超低音扬声器放置在角落。
• 此外，使用外壳变化有助于降低放大器功率要求并提高低音炮驱动器的效率。
• 使用个人连接时，请确保使用防病毒软件扫描您的设备，以减少设备被感染的机会。

100 瓦低音炮放大器

电路图

100 瓦低音炮放大器的电路图

电路元件

从上图可以看出，制作100瓦立体声功放电路的组件包括：

• 双电源 - +/-30V
• Q1 – 2N222A
• Q2、Q3 – TIP41
• Q4 – TIP147，PNP
• R1、R2 – 6K
• R3 – 130K
• R5 – 15K
• R6 – 3.2K
• R7 – 300 欧姆
• R8 – 30 欧姆
• R9、R10 – 3K
• D1、D2 – 1N4007
• C3、C5、C6 – 10uF，电解液
• C4 – 1uF，电解液
• C1、C2 – 0.1uF、电解液

根据组件的不同，我们将提供放大器子电路的想法，这些想法在您的放大器项目中也会派上用场。

音频滤波器设计

对于第一个设计，您将使用运算放大器 LM7332 构建 Sallen-Key 低通滤波器。

Sallen-key 过滤器拓扑

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现在，假设截止频率为 200 Hz，品质因数为 0.707。此外，让我们让极数等于 1，C1 和 C2 值等于 0.1uF。

因此，要找到 R1 和 R2 的相似值，我们可以通过替换已知值来使用下面的公式。

R1 =R2 =Q/(2*pi*fc*C2)

每个电阻的结果值为 5.6K。但是，我们会为 R2 和 R1 选择 6K 以获得更好的精度。

我们将不包括用于可调低通滤波器的同相端的电阻。这是因为我们需要一个闭环增益滤波器，而不是输出端短路的滤波器。

前置放大器设计

在前置放大器设计中，我们将应用 2N222A 晶体管的 A 类操作。

（晶体管）

我们还需要 30V 的电源电压、4 欧姆的负载电阻和 100W 的输出功率。

我们可以有一个集电极静态电压、一半的电源电压 (15V) 和一个 1mA 的集电极静态电流。那么，在计算负载电阻值时，它应该等于15K。

R5 =(Vcc/2Icq)

基极电流为，Ib =Icq/hfe

如果我们代入上式中的 AC 增益值，则基极电流应为 0.02mA。同样，Ib 或偏置电流通常是基极电流的十倍。因此，它总计高达 0.2mA。

此外，发射极电压/Ve 约为电源电压的 12%，为 3.6V。您现在可以通过将 0.7 添加到 Ve 来获得 Vb/电压基值，即 4.3V。

下面的公式有助于得到R4和R3的值；

R3 =(Vcc – Vb) Ibias 和 R4 =Vb/ Ibias

如果我们替换这些值，R4 将为 22K，而 R3 将为 130K。

发射极电阻器的电阻 (Ve/Ie) 为 3.6K，由 R7 和 R6 共享。

R7 用作反馈电阻，它的作用是降低 C4 的去耦效应。为了仅获得 R7 的值，我们计算增益和 R5 的值，即 300 欧姆。因此，R6值变为3.2K。

最后，C4 的值为 1uF，因为发射极电阻应大于 C4 的容抗。

功率放大器设计

功率放大器 AB 具有使用达林顿晶体管的 AB 类模式操作，即 TIP147 和 TIP142。因此，您选择的偏置二极管应具有与晶体管相似的热特性，即 1N4007。

一个 1N4007 二极管

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3K 的电阻器 R9 是合适的，因为低偏置电流需要高偏置电阻值。此外，功率放大器从驱动级获得高阻抗输入。因此，我们将在 A 类模式操作中使用 TIP41 功率晶体管。

R8 的值等于发射极电流 (0.5A) 和发射极电压 (1/2Vcc- 0.7) 值。最终值变为 28.6 欧姆，但在这种情况下，选择 30 欧姆电阻。

自举电阻 R10 应为晶体管 TIP147 和 TIP142 提供高阻抗。所以推荐3K。

低音炮放大器电路操作

逐步解释给出了低音炮放大器电路操作的基础知识。

• 上述设计中的 Sallen-Key 低通滤波器滤除音频信号。只有等于或低于 200 Hz 的频率通过过滤器，其余的则经过过滤。
• Q1的输入通过耦合晶体管和C3接收低频信号。由于 Q1 在 A 类模式下运行，它将改进其输出的音频输入信号版本。
• 然后，Q2 将放大后的信号转换为高阻抗信号，然后将其传递给 AB 类功率放大器。
• TIP147 和 TIP142 给出一个完整的输出信号周期。一个晶体管导通负半周期，而另一个晶体管导通正半周期。
• 此外，R13 和 R11 减少了匹配晶体管之间的差异。
• 二极管保持最小的交叉失真。
• 最后，高功率输出信号会驱动一个低阻抗（约 4 欧姆）的低音炮/扬声器。

超低音功放电路的应用

低音炮放大器电路的几个应用包括：

• 对于声音应用，您通常会在音乐会、电子舞曲或增强系统应用等场所找到它们。甚至您的汽车、某些精选影院或家庭影院系统也有其中一种电路。

（家庭影院系统）

• 远距离传输，以防您想为远距离天线获取电力。
• 您可以将它们用作最低频率信号的功率放大器。

低音炮放大器电路的局限性

它们包括；

• 首先，我们的电路图是理论上的，输出有时会像原声音乐流派一样出现失真。
• 由于滤波电路有时会提高音频信号的直流电平，因此偏置也可能会产生一些干扰。
• 其他时候，该电路无法像传统扬声器那样消除噪音干扰。
• 最后但并非最不重要的一点是，由于线性器件会导致功耗，因此电路效率会降低。

结论

总之，低音炮放大器电路是产生低频声音的最可靠方法。我们的帖子重点介绍了为实现更好的声音应用质量而采取的步骤。但是，如果您仍有疑问或需要澄清，请联系我们，我们会尽快回复您。