OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

发表于 2018-03-05 11:18:34 收藏 已收藏
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OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

发表于 2018-03-05 11:18:34

OTL电路为推挽式无输出变压器功率放大电路。通常采用单电源供电,从两组串联的输出中点通过电容耦合输出信号。省去输出变压器的功率放大电路通常称为OTL(OutputTransformerLess)电路。OTL(Outputtransformerless)电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式,以解决阻抗变换问题,使电路得到最佳负载值。

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

省去输出变压器的功率放大电路通常称为OTL(OutputTransformerLess)电路。但是,这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点,目前已较少使用,现在主流是BTL电路与OCL电路。OTL电路不再用输出变压器,而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路,使电路轻便、适于电路的集成化,只要输出电容的容量足够大,电路的频率特性也能保证,是最基础的一种功率放大电路。(右图的电路中有错误,二极管D1的存在是为了抬高T4基极电压,从而使T4处于预导通状态,防止交越失真,这样一个二极管在实际电路中往往是不够的,应该在原电路中再串接一个二极管,或者将二极管换为一个较大的电阻)。

它的特点是:采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致,互补对称,均为射随组态,串联,中间两管子的射极作为输出),有输出电容,单电源供电,电路轻便可靠。“两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致,互补对称,均为射随组态,串联,中间两管子的射极作为输出)。OTL电路的优点是只需要一组电源供电。缺点是需要能把一组电源变成了两组对称正、负电源的大电容;低频特性差。

otl功率放大器电路图(一)

典型电路如下图所示。互补对称式OTL功率放大器的功率放大管由一只NPN型三极管VT2和一只PNP型三极管VT3构成,所以只需要一个基极信号就可以工作,而这个信号就是激励管VT1的集电极输出的电压信号。

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

电源VCC不仅通过偏置电阻R1,R2为激励管VT1的基极提供一定的偏置电压,而且通过R3,R4为放大管VT3,VT2的基极提供偏置电压。当输入信号Ui的负半周信号经C1耦合到VT1的基极,经它倒相放大后,VT3截止,VT2导通,它的集电极电流由VCC经VT2、输出耦合电容C2、扬声器BL到地构成回路,不仅形成输出信号的上半周,而且使C2建立左正、右负的直流电压(电压值为VCC的1/2左右);当Ui的正半周信号通过C1耦合,再经VT1倒相放大后,使VT2截止,VT3导通,它的集电极电流由C4经VT2、BL构成回路,形成输出信号的负半周,这样,就可以得到一个完整的信号。

otl功率放大器电路图(二)

说到功放,那么做简单的一种电路组成形式就是OTL,其电路属于单端推挽式的无输出变压形式的功率放大器。其一般都是采用电源直接供电,首先从电路中串联两组晶体管中输出,然后中点在通过相应的电容输出信号。这种简单的功放比起过去采用变压器耦合方式的大功率放大器,解决了其具有的阻抗变换问题,使得电路达到了最佳的负载值。

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

otl功率放大器电路图(三)

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

当输入信号处于正半周期时,T3导通,T2截止,于是T3以射级输出的形式将信号传递给负载,同时向C0充电,因为C0电容量大,其上的电压基本不变,维持在1/2VCC;当输入信号处在负半周时,T2导通,T3截止,已充电的C0充当T2的电源,同时放电T2也以射级输出形式将信号传输给负载,这样在负载上得到了完整的输出波形。

OTL是“无输出变压器”的英文缩写。世就是说OTL功率放大器不再使用输出变压器。因采用交流输出方式,所以该电路有输出耦合电容。该形式的放大电路具有效率高、功率大、失真小和安全性高、容易集成等优点,所以得到了广泛的应用。OTL功率放大器主要有变压器倒相式、三及管倒相式和互补对称式三种。

otl功率放大器电路图(四)

下图是典形的OTL电路,其工作点的调整有2点:

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

1.中点电位(C点电位)为EC/2.第二,BG2和BG3提供一定的正向偏置电压.首先调整C点电压VC,图3中的R3,R4,R5是BG1的集电极,其中R3和C2组成自举电路,R5则是为了给BG2,BG3提供偏压的.为了避免调整VC时因R5数值不合适而造成BG2,BG3的集电极电流过大,可将R5短接,R1,R2是BG1的偏流电阻,调整R1使VC=EC/2

2. 接着调整BG2,BG3的工作电流,从图3中可看出,BG2,BG3的发射极电压由R5两端的电压所确定,即VA-B=VBE1+VBE2,所以只要调整R5的大小就能达到调整BG2,BG3工作电流的目的.实际调整时因R5数值很小,可用一个100欧的电位器代替,将电流表串联到BG2的集电极与EC之间,一边调节电位器,一边观察电流表的指示,使电流指示为5--10毫安即可.需要说明,VC及BG2,BG3电流在调整时,会相互影响,VC调好后再调IC2,IC3时,VC又要变化,因此还要再调R1使VC再回到EC/2值.而调整R1时,又使IC2,IC3变化,所以需要反复调整几次才行。

otl功率放大器电路图(五)

差动放大电路在OTL音频功率放大器中的应用

图所示为OTL音频功率放大器(无输出变压器的功率放大器)。电路中,VT1、VT2构成差动输入级电压放大器,VT3是推动管,VD4和VD5为功率放大输出管的静态偏置二极管,VT6~VT9构成复合互补对称式o-rL电路,是输出级电路。其中VT6和VT7为两只NPN型同极性复合管,等效成一只NPN型晶体管,VT8和VT9分别是PNP型和NPN型复合管,等效成一只PNP型晶体管。

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

输入信号U经过耦合电容器c1加到VT1管的基极,经放大后从其集电极输出,直接耦合到VT3管的基极,放大后从其集电极输出。VT3管集电极输出的正半周信号经VT6和VT7放大,由C7耦合到SP1中,VT3管集电极输出的负半J习信号经VT8和VT9放大,也由C7耦合到SP1中,在SP1上获得正、负半周一个完整的信号。

VT1和V-12管构成单端输入、单端输出式差动电路,是一级电压放大器。VT1管的基极偏要由Ri提供,V12管的基授偏置由R7提供,R7的右端接输出端,其直流电压为1/2 (-卜V).推动级VT3管的基极电压取自VT1管的集电极,超两极之间采用直接耦合方式。c5是VT3的高频电压并联负反馈式捎振电容器,它电容量较小,对音频信号而言里开路,对于高频信号容抗很小,而具有大的负反馈作用,以抑制放大器可能出现的高频自激。

otl功率放大器电路图(六)

OTL是英文Output Transformer Less 的简写,意思是无输出变压器。OTL功率放大器就是没有输出耦合变压器的功率放大器电路。 OTL功率放大器大多数采用互补推挽输出级电路。

OTL功率放大器电路图大全(六款OTL功率放大器电路设计原理图详解)

下图所示为互补对称式OTL功率放大电路。T2为一只NPN型功率晶体管,T3为一只PNP型晶体管,它们组成互补推挽输出管,T1为电压放大激励管。信号经过C1耦合送入T1进行放大后,从T1集电极产生的信号正半周使T2导通,负半周则使T3导通,经过放大后的信号通过电容C3后输出至扬声器。 电路中电容C2为自举电容,它和R2及R3组成自举电路,使B点的电位随输出电压的增高而增高,扩大了电路的动态范围。

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