一、OTL電路簡(jiǎn)介
OTL電路為推挽式無(wú)輸出變壓器功率放大電路。通常采用單電源供電,從兩組串聯(lián)的輸出中點(diǎn)通過(guò)電容耦合輸出信號(hào)。省去輸出變壓器的功率放大電路通常稱為OTL(OutputTransformerLess)電路。
OTL(Outputtransformerless)電路是一種沒(méi)有輸出變壓器的功率放大電路。過(guò)去大功率的功率放大器多采用變壓器耦合方式,以解決阻抗變換問(wèn)題,使電路得到最佳負(fù)載值。
二、OTL電路的性能指標(biāo)
1.最大不失真輸出功率Pom
理想情況下,Pom=UCC2/8RL,在實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)測(cè)量RL兩端的電壓有效值,來(lái)求得實(shí)際的POM=UO2/RL。
2.效率=POM/PE100%PE-直流供給的平均電流Idc,從而求得PE=UCCIdc,負(fù)載上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以計(jì)算實(shí)際效率了。
3.頻率響應(yīng)
祥見實(shí)驗(yàn)二有關(guān)部分內(nèi)容
4.輸入靈敏度
輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時(shí),輸入信號(hào)Ui之值。
三、OTL電路的特點(diǎn)
OTL電路不再用輸出變壓器,而采用輸出與負(fù)載連接的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,使電路輕便、適于電路的集成化,只要輸出電容的容量足夠大,電路的頻率特性也能保證,是目前常見的一種功率放大電路。
它的特點(diǎn)是:采用互補(bǔ)對(duì)稱電路,有輸出電容,單電源供電,電路輕便可靠。
四、OTL電路的特殊性
1、輸出耦合電容C1在該電路中兼作負(fù)電源
靜態(tài)時(shí)直流電源給耦合電容充電,由于電路的對(duì)稱性,在輸出信號(hào)負(fù)半周,下管導(dǎo)通,上管截止,電源與負(fù)載斷開,電容放電,代替電源提供能量,在負(fù)載上得到負(fù)半周信號(hào);在輸出信號(hào)正半周時(shí)。上管導(dǎo)通,下管截止,給電容充電,補(bǔ)充負(fù)半周損耗的能量,此時(shí)負(fù)載上得到正半周信號(hào)。
2、推動(dòng)管的偏置電阻兼作負(fù)反饋
在0TL電路中,中點(diǎn)電位的穩(wěn)定十分重要。為了使中點(diǎn)電位能自動(dòng)穩(wěn)定,沒(méi)有把推動(dòng)管T3的偏置電阻Rb接在電源上,而是接在了中點(diǎn)電位K上。這樣,此電阻既是推動(dòng)管的偏置電阻,又是負(fù)反饋電阻,較好地穩(wěn)定了中點(diǎn)電位。
3、引入自舉升壓電容
當(dāng)輸入信號(hào)足夠大,正半周峰值時(shí),將使推動(dòng)管飽和,中點(diǎn)電位趨近于零,輸出信號(hào)負(fù)半周的峰峰值;負(fù)半周峰值時(shí),中點(diǎn)電位接近于電源電壓,也即輸出信號(hào)正半周的峰峰值。但根據(jù)射極跟隨器的工作原理可知,Uk=UA-URC-0.7V《p》
所以要增加自舉電容和隔離電阻。自舉電容C的容量應(yīng)比較大,使其充放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)周期,保證在整個(gè)工作過(guò)程中其上的電壓始終保持為
Uk=1/2Vcc
小阻值的隔離電阻將電源電壓與A點(diǎn)電位隔離開。當(dāng)輸入信號(hào)負(fù)半周時(shí),隨著T1的導(dǎo)通,中點(diǎn)電位逐步向VCC上升。由于自舉電容兩端電壓不能突變,A點(diǎn)電位便被抬高到比VCC還高的電位,使T1管的基極獲得高電壓,從而使A點(diǎn)的最高值接近VCC,提高了輸出信號(hào)正半周的幅度,減小了功率失真。
4、功率和效率問(wèn)題
在0TL電路中經(jīng)常要遇到這么幾個(gè)功率:最大不失真輸出功率、電源提供的功率、管子最大消耗功率和電路效率,這幾個(gè)概念之間既有聯(lián)系又有區(qū)別,需要特別注意。
五、OTL電路的工作原理
OTL電路OTL電路為推挽式無(wú)輸出變壓器功率放大電路。通常采用單電源供電,從兩組串聯(lián)的輸出中點(diǎn)通過(guò)電容耦合輸出信號(hào)。OTL(Outputtransformerless)電路是一種沒(méi)有輸出變壓器的功率放大電路。過(guò)去大功率的功率放大器多采用變壓器耦合方式,以解決阻抗變換問(wèn)題,使電路得到最佳負(fù)載值。但是,這種電路有體積大、笨重、頻率特性不好等缺點(diǎn),目前已較少使用,現(xiàn)在主流是BTL電路與OCL電路。OTL電路不再用輸出變壓器,而采用輸出電容與負(fù)載連接的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,使電路輕便、適于電路的集成化,只要輸出電容的容量足夠大,電路的頻率特性也能保證,是最基礎(chǔ)的一種功率放大電路。(右圖的電路中有錯(cuò)誤,二極管D1的存在是為了抬高T4基極電壓,從而使T4處于預(yù)導(dǎo)通狀態(tài),防止交越失真,這樣一個(gè)二極管在實(shí)際電路中往往是不夠的,應(yīng)該在原電路中再串接一個(gè)二極管,或者將二極管換為一個(gè)較大的電阻)。
如圖所示為OTL低頻功率放大器。其中由晶體三極管T1組成推動(dòng)級(jí),T2、T3是一對(duì)參數(shù)對(duì)稱的NPN和PNP型晶體三極管,他們組成互補(bǔ)推挽OTL功放電路。由于每一個(gè)管子都接成射極輸出器形式,因此具有輸出電阻低,負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),適合于作功率輸出級(jí)。T1管工作于甲類狀態(tài),它的集電極電流Ic1的一部分流經(jīng)電位器RW2及二極管D,給T2、T3提供偏壓。調(diào)節(jié)RW2,可以使T2、T3得到適合的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類狀態(tài),以克服交越失真。靜態(tài)時(shí)要求輸出端中點(diǎn)A的電位UA=1/2UCC,可以通過(guò)調(diào)節(jié)RW1來(lái)實(shí)現(xiàn),又由于RW1的一端接在A點(diǎn),因此在電路中引入直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋,一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn),同時(shí)也改善了非線性失真。
當(dāng)輸入正弦交流信號(hào)Ui時(shí),經(jīng)T1放大、倒相后同時(shí)作用于T2、T3的基極,Ui的負(fù)半周使T2管導(dǎo)通(T3管截止),有電流通過(guò)負(fù)載RL,同時(shí)向電容C0充電,在Ui的正半周,T3導(dǎo)通(T2截止),則已充好的電容器C0起著電源的作用,通過(guò)負(fù)載RL放電,這樣在RL上就得到完整的正弦波。
C2和R構(gòu)成自舉電路,用于提高輸出電壓正半周的幅度,以得到大的動(dòng)態(tài)范圍。
六、OTL電路典型分析
下圖是典形的OTL電路,其工作點(diǎn)的調(diào)整有2點(diǎn):
1.中點(diǎn)電位(C點(diǎn)電位)為EC/2.第二,BG2和BG3提供一定的正向偏置電壓.
首先調(diào)整C點(diǎn)電壓VC,圖3中的R3,R4,R5是BG1的集電極,其中R3和C2組成自舉電路,R5則是為了給BG2,BG3提供偏壓的.為了避免調(diào)整VC時(shí)因R5數(shù)值不合適而造成BG2,BG3的集電極電流過(guò)大,可將R5短接,R1,R2是BG1的偏流電阻,調(diào)整R1使VC=EC/2
2.接著調(diào)整BG2,BG3的工作電流,從圖3中可看出,BG2,BG3的發(fā)射極電壓由R5兩端的電壓所確定,即VA-B=VBE1+VBE2,所以只要調(diào)整R5的大小就能達(dá)到調(diào)整BG2,BG3工作電流的目的.實(shí)際調(diào)整時(shí)因R5數(shù)值很小,可用一個(gè)100歐的電位器代替,將電流表串聯(lián)到BG2的集電極與EC之間,一邊調(diào)節(jié)電位器,一邊觀察電流表的指示,使電流指示為5--10毫安即可。
需要說(shuō)明,VC及BG2,BG3電流在調(diào)整時(shí),會(huì)相互影響,VC調(diào)好后再調(diào)IC2,IC3時(shí),VC又要變化,因此還要再調(diào)R1使VC再回到EC/2值.而調(diào)整R1時(shí),又使IC2,IC3變化,所以需要反復(fù)調(diào)整幾次才行。
評(píng)論
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