OCL功放电路的工作原理和交越失真

模拟技术

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功放电路-OCL

前面介绍了功率放大电路的常见类型及要求。今天以OCL电路为例,说明功放电路的分析方法。

OCL电路

1-工作原理

OCL电路

1.1 静态分析

将交流源短路接地,即输入ui =0,三极管Q1与Q2各极的电压及集电极电流如图所示,

OCL电路

可见,此时两三极管均处于截止状态。

OCL电路

1.2 动态分析

设置交流源为10V,1kHz,用示波器观测三极管Q1与Q2的工作情况,蓝色波形为输入波形,红色波形为负载(输出)波形。

①闭合S1,断开S2,则此时示波器测得负载RL的输出信号波形如图所示。

OCL电路

由图可知,在输入信号的正半周期时,Q1导通,Q2截止;

②闭合S1,断开S2,则此时示波器测得负载RL的输出信号波形如图所示。

OCL电路

由图可知,在负半周期时,Q2导通,Q1截止;

像这样,输入端接收交流信号,两个三极管不断地交替导通和截止,两者的输出在负载上合并得到完整周期的输出信号。这种电路称为双电源互补对称功率放大电路OCL(推挽电路)。

OCL电路

为保证工作状态良好,要求电路具有良好对称性,即Q1与Q2特性对称,且正电源+VCC和负电源-VEE也对称。

2-功放管的选择

(1)每个功放管的最大允许管耗

OCL电路

当忽略三极管的饱和压降时,一般取

OCL电路

(2)功放管集电极和发射极的最大电压

OCL电路

(3)功放管的最大集电极电流

OCL电路

3-交越失真

设置交流源为1V,1kHz,示波器得到波形如图所示。

OCL电路

可见,当输入波形在零点附近时,输出波形出现失真。在实际中,当输入电压较低时,输入基极电流很小,故输出电流也小,导致输出电压存在一小段死区,此时的输出电压与输入电压不存在线性关系,称为交越失真。

克服交越失真:避开死区电压,使三极管在静态时都处于微导通,接收动态信号则立即进入线性放大区。如下图所示:

OCL电路

原理:当电路为静态ui=0时,D1、D2正向导通,各自产生一个导通电压,正好用于克服三极管的死区电压,使Q1和Q2均处于微导通状态,只要输入信号稍有变化,立刻导通。一般把这种消除交越失真的电路称为甲乙类功率放大电路。

如下图所示,输入与输出波形完全重合,消除交越失真。

OCL电路

OCL电路的缺点是:双电源供电,增加了电路的复杂度。实际应用中,一个电路两个电源,不现实,那么可否改为单电源供电?请关注明天的更新。

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