100W低音炮放大器电路

低音炮是一个扬声器，它会产生低频的音频信号。第一个低音炮放大器是由Ken Kreisler于1970年开发的。它基本上用于提高音频信号的低音质量。在这里，我们设计了一个低音炮放大器，该放大器以低频从20 Hz到200Hz生产音频信号，并且输出功率为100W，用于驱动4欧姆负载。

低音炮放大器电路原理

首先对音频信号进行过滤以删除高频信号，并仅允许低频信号通过它。然后使用电压放大器扩增该低频信号。然后，使用晶体管驱动的AB功率放大器扩增该低功率信号。

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100W低音炮放大器的电路图

电路组件：

零件	价值
R1	6k
R2	6k
R3	130k
R4	22k
R5	15k
R6	3.2k
R7	300欧姆
R8	30欧姆
R9，R10	3 k
C1，C2	0.1UF，电解质
C3，C5，C6	10UF，电解质
C4	1UF，电解质
Q1	2n222a
Q2	TIP41
Q3	TIP41
Q4	TIP147，PNP
D1，D2	1N4007
双供应	+/- 30V

低音炮放大器电路设计：

音频过滤器设计：

在这里，我们使用Opamp LM7332设计了Sallen钥匙低通滤波器。假定切断的频率为200Hz，假定质量因子为0.707。同样，假设两极的数量等于1，并且C1值等于0.1UF，则可以计算出C2的值为0.1UF。假设R1和R2是相同的，可以通过在方程式中替换已知值来找到该值

r1 = r2 = q/（2*pi*fc*c2）

对于每个电阻，这给出了5.6K的值。在这里，我们选择6K电阻为R1和R2。由于我们想要一个封闭的循环增益过滤器，因此我们不需要在非反转端子处的电阻，该端子短于输出端子。

放大器设计：

前置放大器基于晶体管2N222A的A类操作。由于所需的输出功率为100W，负载电阻为4欧姆，因此我们需要30V的电源电压。

假设收集器静止电流为1MA，收集器静止电压为供应电压的一半，即15V，则计算负载电阻的值等于15K。

R5 =（VCC/2ICQ）

基本电流由我给出_b= ICQ/H_铁

替换值h_铁或交流电流增益，我们使基本电流等于0.02mA。偏置电流，我_偏见假定是基本电流的十倍，即0.2mA。

假定发射器电压是电源电压的12％，即3.6V。基本电压，VB等于VE +0.7，即4.3V。

然后按给定计算R3和R4的值：

r3 =（vcc - vb）/ i_偏见R4 = vb/i_偏见

代替值，我们的R3等于130 K和R4等于22K

发射器电阻的计算等于3.6K（VE/IE）。但是，这种电阻在两个电阻器R6和R7之间共享，其中R7用作反馈电阻，以降低C4的去耦效果。R7的值由R5和增益的值计算，并发现等于300OHM。然后，R6的值等于3.2k。

由于C4的电容电抗应小于发射极电阻，因此我们计算C4的值等于1UF。

功率放大器设计：

功率放大器是在类AB模式下使用Darlington Transistors TIP142和TIP147设计的。选择了偏置二极管，以使它们的热性能等于达灵顿晶体管的热特性。这里选择1N4007。

由于低偏置电流需要大量的偏置电阻，因此我们选择R9等于3K。

驱动器阶段用于为功率放大器提供高阻抗输入。在这里，我们在A类模式下使用电源晶体管TIP41。发射器电阻R8由发射器电压，VE（1/2VCC-0.7）和发射极电流的值给出，IE（等于收集器电流，即0.5A），被发现等于28.6欧姆。在这里，我们选择一个30欧姆电阻。

自举电阻R10的价值应使得为达灵顿晶体管提供高阻抗。在这里，我们选择R10为3K。

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低音炮放大器电路操作：

音频信号通过Sallen钥匙低通滤波器过滤，以便仅通过以下和等于200Hz的频率并剩余过滤。低频信号通过耦合电容器C3给出了晶体管Q1的输入。晶体管以A类模式运行，并在其输出处产生输入信号的放大版本。然后，通过Q2将此放大信号转换为高阻抗信号，并给予AB级功率放大器。两个达灵顿晶体管的运行，使一个用于正半周期，另一个为负半周期进行，从而产生了完整的输出信号周期。发射器电阻R11和R13用于最大程度地减少匹配晶体管之间的任何差异。二极管用于确保最小的交叉扭曲。然后，该高功率输出信号用于驱动低阻抗的扬声器或低音炮，约4欧姆。请注意，在这里，我们使用了8欧姆电阻来进行测试目的。

低音炮放大器电路的应用：

1. 该电路可以在家庭影院系统中使用，以驱动低音炮来制作高质量的高音音乐。
2. 该电路也可以用作低频信号的功率放大器。

电路的局限性：

1. 滤波电路倾向于增加音频信号的直流水平，从而导致偏置。
2. 线性设备的使用会导致功率耗散，从而降低了电路的效率。
3. 它是一个理论电路，输出包含失真。
4. 该电路没有提供任何删除噪声信号的规定，因此输出可能包含嘈杂的干扰。