如何使用音频放大器进行电压分割

现代工业提供种类繁多的齐纳二极管，它们的功耗在0.3W和1.3W之间，基准电压容差为±2%或更好。这些齐纳二极管可以用于实现某些类型的电压分割器。图2显示了三种例子。

　　图2：采用二极管和齐纳二极管实现的电压分割器。a） 使用二极管的电压分割器；b）使用齐纳二极管的电压分割器；c）使用两个并联稳压器（TL431）的电压分割器。

　　图2a显示了使用二极管的简单电压分割器。我们可以串联任意合适数量的二极管或发光二极管（LED），它们将用作分路或并联稳压器。在这个例子中，有两个二极管D1和D2产生正的输出电压+V1，另外一个二极管D3产生负的输出电压-V3。输出地GNDout可以在二极管之间的任何一点。

　　图2b显示了采用齐纳二极管的简单电压分割器。我们可以串联任意合适数量的齐纳二极管，它们将用作分路或并联稳压器。在这个例子中，有两个二极管D1和 D2产生正的输出电压+V1和+V2，另外两个二极管D3和D4产生负的输出电压-V3和-V4。输出地GNDout可以在齐纳二极管之间的任意一点。在这个例子中GNDout位于D2和D3之间。齐纳二极管可以采用相同或不同的种类。

　　我们可以使用像TL431这样的并联稳压器代替二极管和齐纳二极管。这种解决方案的优势是，我们可以通过选择电阻、或微调电位器或其它元件调整输出电压。

　　图2c显示了采用TL431可调并联稳压器的简单电压分割器。在这个例子中，我们用两个TL431或LM341产生正的输出电压+V1和负的输出电压-V3。电压V1可以用微调电位器P1调节，负输出电压-V3可以用P2调节。

　　我们可以串联连接任何合适数量的并联稳压器，如图2a和图2b所示。事实上，这些稳压器可以被看作是可调的齐纳二极管。

　　基于双极结型晶体管（BJT）的电压分割器

　　图2所示的电压分割器没有推挽输出电路，因此在没有负载的情况下会浪费很多功率。我们可以使用基于双极结型晶体管的电压分割器避免这个问题。当我们需要高输出电压、大电流、大功率或当我们不需要非常好的输出电压调节功能时，这种电压分割器尤其适合。

　　作为例子我们随后会讨论几个简单的应用。这些电路都有推挽输出电路和输出电压的简单调节。它们类似于作为直流放大器工作的晶体管型音频放大器电路。

　　图3显示了围绕两个晶体管搭建的两个简单电压分割器例子。

　　图3：采用晶体管搭建的简单电压分割器。

　　图3a中的晶体管T1和T2用于缓冲由电阻R1至R4和二极管D1与D2搭建的分压器输出电压。二极管D1和D2起到温度补偿的作用，但不是必须的。如果使用这两个二极管，D1应该与T1保持热接触，D2应该与T2保持热接触。如果不使用D1和D2，那么相应地要增加R2和R3值。

　　电阻R5、R6和R7提供简单的局部反馈，可起到少许改善和保护电路的作用。R5要比R6和R7大得多。电路中的元件值计算与射极跟随器电路中的元件值计算是相似的。

　　图3b使用了3个晶体管和带负反馈的更有效的输出电压调节电路。电阻R1和微调电位器P1提供的负反馈可以稳定输出电压。输出电压+V1和-V2由P1、R1和R2设定。D1和D2用于温度补偿。电阻R4和R5提供局部负反馈，并在一定程度上保护输出晶体管T2和T3。

　　有时我们需要调整和更有效地调节电压分割器产生的输出电压。在这种情况下，我们可以使用用晶体管搭建的典型差分放大器来解决这些问题。图4显示了基于T1至T5这5个晶体管搭建的电压分割器。

　　图4：在晶体管搭建的差分放大器基础上设计的电压分割器。

　　T1和T2用作差分放大器。T3是输出晶体管T4和T5的放大器和驱动器。电阻R6提供负反馈，用于稳定输出电压。R7*和C2*不是必须的。C1是必须的，因为它要提供电路的频率补偿。

　　输出电压+V1和-V2由R1、R2和P1设定。二极管D1、D2和D3用于输出晶体管的偏置和温度补偿。微调电位器P2用于调整输出晶体管的静态电流，比如从1mA至10mA，具体取决于负载情况。电阻R4和R5提供局部负反馈，并对输出晶体管T4和T5提供一定程度的保护。

　　采用运放和双极结型晶体管的电压分割器

　　如果负载是变化的，或者不是对称的，图3和图4所示的电压分割器可能效果并不好。为了解决这个问题，有时我们会使用基于单运放（如TL071、 OPA134、NE5534/A或LM741）和额外补充的双极结型晶体管（如PN2222A+PN2907A、 BD135+BD136等）设计的电压分割器。图5显示了这种电压分割器的一个例子。

　　图5：采用运放和双极结型晶体管设计的简单电压分割器。

输出电压用P1调节。这种电压分割器工作起来像直流放大器一样，增益Av等于Av=1+R4/R5。R5如果不需要可以省略，此时的增益就是单位1。该电路也可以用作跟随