otl功率放大器

电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展，随着电子技术的进步发展在功率放大器的设计上功能也不断更新。功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛，与我们日常生活有着密切关系。今天我们就来了解一下otl功率放大器。

otl功率放大器概述

无输出变压器的一种推挽放大器，其输出端和扬声器这间只有一只隔直流电容器，使得功率放大器体积变小，易于同集成电路配合，频响宽、失真小、不易自激。其基本部分是互补对称电路，可实现两推挽管交替工作，在负载上输出波形合成，电路效率接近理想。实用电路中需要采用单电源，需要配合调整复合管输出级及其工作点，配合限流以及与前置放大级的连接等，以保证高保真度和适当的功率输出。但由于输出端电容器的影响，低频下限频率受到限制。

OTL功率放大器的特点

普通电子管功率放大器的输出负载为动圈式扬声器，其阻抗非常低，仅为4～16 Q。而一般功放电子管的内阻均比较高，在普通推挽功放中屏极至屏极的负载阻抗一般为5～10kQ，故不能直接驱动低阻抗的扬声器，必须采用输出变压器来进行阻抗变换。由于输出变压器是一种电感元件，通过变压器的信号频率不同，其电感线圈所呈现的阻抗也不同。为了延伸低频响应，线圈的电感量应足够大，圈数也就越多，因此在每层之间的分布电容也相应增大，使高频扩展受到限制，此外还会造成非线性失真与相位失真。为了消除这些不良影响，各种不同形式的电子管OTL无输出变压器功率放大器应运而生，许多适用于OTL功放的新型功率电子管在国外也不断被设计制造出来。电子管OTL功率放大器的音质清澄透明，保真度高，频率响应宽阔，高频段与低频段的频率延伸范围一般可达1OHZ～ 100kHz，而且其相位失真、非线性失真、瞬态响应等技术性能均有明显提高。

1、otl功率放大器原理分析_otl功率放大器基本电路
 
图5.10是采用一个电源的互补对称原理电路， 图中由T3组成前置放大级，T1和T2组成互补对称电路输出级。静态时，一般只要R1、R2有适当
的数值，就可使IC3、VB2和V1达到所需大小，给T1和T2提供一个合适的偏置，从而使K点电位VK=VCC/2。

当有信号vi时， 在信号的负半周， T1导电，有电流通过负载RL,同时向C充电；在信号的正半周，T2导电，则己充电的电容C起着图5.8中电源-VCC的作用，通过负载RL放电，如图5.11所示。只要选择时间常数RLC足够大(比信号的最长周期还大得多)，就可以认为用电容C和一个电源VCC可代替原来的+VCC和-VCC两个电源的作用

 
 2、otl功率放大器原理分析_otl功率放大器电路特点
　
（1）RC3是T3的集电极负载电阻，b1、b2两点的直流电位差始终为1.4V左右，但交流电压的变化量相等；

（2） 静态时RL上无电流 ；

（3）仅需使用单电源，但增加了电容器C,C的选择要满足?
=RLC足够大（比vi的最大周期还要大得多），使VC=0.5VCC；

（4） D1、D2或R，或R、D）供给T1、T2两管一定的正偏压，使两管处于微导通状态，即工作于甲乙类状态；

（5）T3的偏置电压取自K点,具有自动稳定Q点的作用，调节R2可以调整VK

3、otl功率放大器原理分析_otl功率放大器静态工作点的调整
　　　　　　　　　　　　
　　                         电路如图5.12所示。　

 
（1） VC=0.5VCC 的调整
　　用电压表测量K点对地的电压，调整R2使VK=0.5VCC。

（2）静态电流IC1、IC2的调整
首先将RW的阻值调到最小，接通电源后，在输入端加入正弦信号用示波器测量负载RL两端的电压波形，然后调整RW，输出波形的交越失真刚好消失为止。

4、otl功率放大器原理分析_otl功率放大器存在的问题及解决办法

（1）存在问题
上述情况是理想的。实际上，图5.10的输出电压幅值达不到Vom=Vom/2，这是因为当vi为负半周时，T1导电，因而iB1增加，由于RC3上的压降和VBE1的存在，当K点电位向+VCC接近时，T1的基流将受限制而不能增加很多，因而也就限制了T1输向负载的电流，使RL两端得不到足够的电压变化量，致使Vom明显小于VCC/2。

（2）改进办法
如果把图5.10中D点电位升高，使VD＞+VCC，例如将图中D点与+VCC的连线切断，VD由另一电源供给，则问题即可以得到解决。通常的办法是在电路中引人R3、C3等元件组成的所谓自举电路，如图5.13所示。

 
（3）自举电路的作用
静态时　
当R3C3足够大时，VC3不随vi变化，可认为基本不变。这样，当vi为负时，T1导电，vK将由VCC/2向更正方向变化， 考虑到vD=vC3+vK=VC3+vK，显然，随着K点电位升高，D点电位vD也自动升高。因而，即使输出电压幅度升得很高，也有足够的电流iB1，使T1充分导电。这种工作方式称为自举，意思是电路本身把vD提高了。

5、otl功率放大器原理分析_otl功率放大器几点说明

（1）由于互补对称电路中的晶体管都采用共集电极的接法， 所以输入电压必须稍 大于输出电压。为此，输入信号需经1- 2 级电压放大后，再用来驱动互补对称功率放大器。
（2）由于T1、T2的工作电压均为0.5Vcc，因而PO、PT、PV等的计算，只须将乙类互补电路指标计算中的Vcc代之以0.5Vcc即可。
（3）应采取复合管解决功率互补管的配对问题。 异型管的大功率配对比同型管的大功率配对困难。为此，常用一对同型号的大功率管和一对异型号的互补的小功率管来构成一对复合管取代互补对称管 。

复合管的连接形式如5.14~5.16所示，
 
其等效电流放大系数和输入阻抗可以表示为：

 
（4）必要时注意增加功率管保护电路。