电子常识
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。
1.最大不失真输出功率Pom
理想情况下,Pom=UCC2/8RL,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的POM=UO2/RL。
2.效率=POM/PE100%PE-直流供给的平均电流Idc,从而求得PE=UCCIdc,负载上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以计算实际效率了。
3.频率响应
祥见实验二有关部分内容
4.输入灵敏度
输入灵敏度是指输出最大不失真功率时,输入信号Ui之值。
OTL电路不再用输出变压器,而采用输出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,是目前常见的一种功率放大电路。
它的特点是:采用互补对称电路,有输出电容,单电源供电,电路轻便可靠。
1、输出耦合电容C1在该电路中兼作负电源
静态时直流电源给耦合电容充电,由于电路的对称性,在输出信号负半周,下管导通,上管截止,电源与负载断开,电容放电,代替电源提供能量,在负载上得到负半周信号;在输出信号正半周时。上管导通,下管截止,给电容充电,补充负半周损耗的能量,此时负载上得到正半周信号。
2、推动管的偏置电阻兼作负反馈
在0TL电路中,中点电位的稳定十分重要。为了使中点电位能自动稳定,没有把推动管T3的偏置电阻Rb接在电源上,而是接在了中点电位K上。这样,此电阻既是推动管的偏置电阻,又是负反馈电阻,较好地稳定了中点电位。
3、引入自举升压电容
当输入信号足够大,正半周峰值时,将使推动管饱和,中点电位趋近于零,输出信号负半周的峰峰值;负半周峰值时,中点电位接近于电源电压,也即输出信号正半周的峰峰值。但根据射极跟随器的工作原理可知,Uk=UA-URC-0.7V《p》
所以要增加自举电容和隔离电阻。自举电容C的容量应比较大,使其充放电时间常数远远大于信号周期,保证在整个工作过程中其上的电压始终保持为
Uk=1/2Vcc
小阻值的隔离电阻将电源电压与A点电位隔离开。当输入信号负半周时,随着T1的导通,中点电位逐步向VCC上升。由于自举电容两端电压不能突变,A点电位便被抬高到比VCC还高的电位,使T1管的基极获得高电压,从而使A点的最高值接近VCC,提高了输出信号正半周的幅度,减小了功率失真。
4、功率和效率问题
在0TL电路中经常要遇到这么几个功率:最大不失真输出功率、电源提供的功率、管子最大消耗功率和电路效率,这几个概念之间既有联系又有区别,需要特别注意。
OTL电路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。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。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)。
如图所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级,T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态,它的集电极电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D,给T2、T3提供偏压。调节RW2,可以使T2、T3得到适合的静态电流而工作于甲、乙类状态,以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位UA=1/2UCC,可以通过调节RW1来实现,又由于RW1的一端接在A点,因此在电路中引入直流电压并联负反馈,一方面能够稳定放大器的静态工作点,同时也改善了非线性失真。
当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极,Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0起着电源的作用,通过负载RL放电,这样在RL上就得到完整的正弦波。
C2和R构成自举电路,用于提高输出电压正半周的幅度,以得到大的动态范围。
下图是典形的OTL电路,其工作点的调整有2点:
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。
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