模擬電子技術 課件 25 OTL功率放大電路

模擬電子技術梁長垠教授項目四功率放大電路的制作與測試梁長垠教授OTL功放電路結構01OTL功放電路原理02OTL功放電路參數(shù)03OTL電路交越失真04一、OTL功放電路結構1.OTL功放電路組成無輸出變壓器器功率放大器（OutputTransformerLess，OTL）電路就是Q點設置在乙類或甲乙類，而且沒有輸出變壓器的功率放大電路。T1和T2配對管同樣接成射極輸出形式，兩管的集電極分別接在一組電源的正極和負極。電容C用作輸出信號耦合的同時還充當T2回路等效電源，電容容量常選用幾千微法的電解電容。OTL功放電路結構01OTL功放電路原理02OTL功放電路參數(shù)03OTL電路交越失真04二、OTL功率放大電路原理1.靜態(tài)分析靜態(tài)時，前級電路應使基極電位UB為VCC/2,由于T1和T2的特性對稱，所以也稱UA為中點電壓。（OCL電路的中點電壓為0）2.動態(tài)分析輸入信號ui為正半周時，T1導通，T2截止，電源VCC通過T1、RL向電容C充電；輸入信號ui為負半周時，T2導通，T1截止，電容C(代替電源)向通過T2、RL放電。功放管T1和T2交替工作，在負載上獲得正負半周完整的輸出波形。每只功放管的實際工作電壓為電源電壓的一半，所以負載可獲得的最大功率為OTL功放電路結構01OTL功放電路原理02OTL功放電路參數(shù)03OTL電路交越失真04三、OTL功率放大電路參數(shù)1.

OTL電路參數(shù)（1）最大輸出功率P0m2.

OTL電路參數(shù)計算OTL功放電路參數(shù)主要有輸出功率、管耗、直流電源供給功率、效率等。

（2）直流電源提供的功率PV

（3）效率η

OTL功放電路結構01OTL功放電路原理02OTL功放電路參數(shù)03OTL電路交越失真04四、OTL電路交越失真1.交越失真產(chǎn)生原因由于Q點設置在截止點，當輸入信號ui很小時，三極管工作在輸入特性非線性段，致使ib1和ib2的底部出現(xiàn)失真。經(jīng)放大，iC1和iC2也出現(xiàn)同樣的失真。由于兩管輪流工作，所以在輸出信號正、負半周的交界處便產(chǎn)生了失真（交越失真）。2.交越失真的解決辦法如果給功率三極管設置適當?shù)闹绷髌?，使其工作在甲乙類狀態(tài)，這樣基極電流恰好脫離非線性區(qū)，既克服了交越失真，又兼顧了輸出功率的高效率。四、OTL電路交越失真3.實用OTL電路分析T1為推動級，T2、T3為兩只特性相同、不同類型的功率三極管，共同承擔放大工作，故OTL電路又稱為互補對稱式電路。RP2和D為T2、T3設置合適的靜態(tài)工作點，保證功率三極管工作在甲乙類狀態(tài)。RP1和R1是T1的偏置電阻。圖中的A點稱為“中點”，靜態(tài)時，中點電壓約為電源電壓的一半。

RP1稱為中點電壓調(diào)節(jié)電位器。C2、R4組成“自舉電路”，其作用是在大信號輸入時，保證T2的頂部不出現(xiàn)失真。C1、C4分別為輸入、輸出耦合電容，靜態(tài)時，C4兩端電壓為UCC的一半，且左端為正，右端為負。RL為負截電阻。四、OTL電路交越失真3.實用OTL電路分析在輸入信號ui的正半周時，T1導通，由于三極管的倒相作用，使C、D點電位下降。此時，T2反偏截止，T3正偏導通，T3的直流電源由C4提供，信號經(jīng)T3放大后，形成信號電流ic3，ic3經(jīng)T3的發(fā)射極、集電極自下而上通過負載RL形成回路，在RL兩端產(chǎn)生負半周輸出信號電壓u0。圖中箭頭點劃線方向為iC3的流向。在輸入信號ui的負半周時，T1輸出正極性信號，使C、D點電位上升。此時，T2正偏導通，T3反偏截止，信號經(jīng)T2放大后形成信號電流iC2，iC2經(jīng)T2的集電極、發(fā)射極向C4充電，并通過負載RL形成回路，在RL兩端產(chǎn)生正半周輸出信號電壓u0，圖中箭頭所示右上方的虛線方向為iC2的流向四、OTL電路交越失真3.實用OTL電路分析功率三極管工作點的設置及調(diào)整：功率三極管的直流偏置由RP2和二極管D設置，使T2、T3工作在甲乙類狀態(tài)。RP2、D是T1集電極電阻的一部分。靜態(tài)時，IC1在RP2和D兩端產(chǎn)生電壓降。該電壓降就是兩功率三極管的直流偏置電壓。在兩個偏置元件中，RP2是偏置電阻，用于調(diào)節(jié)偏置電壓，D是溫度補償二極管，用于提供適當?shù)钠秒妷海⒗闷湄摐囟认禂?shù)穩(wěn)定功率管的靜態(tài)工作點。在調(diào)整靜態(tài)工作點時，若RP2太小，將使功率管的工作點偏低，容易出現(xiàn)交越失真；RP2太大，功率管的工作點偏高，靜態(tài)電流增大，使功率管的結溫上升，效率降低。當RP2開路時，直流電流將急劇增大，使功率管損壞。因此，在實際凋整中，應當確保RP2不能開路。四、OTL電路交越失真調(diào)整“中點電壓”：“中點電壓”是通過RP1來調(diào)節(jié)的，其目的是使兩功率管具有相同的放大能力。因此，“中點電壓”應為UCC的一半。當然，調(diào)整偏置電阻RP2也會影響“中點電壓”。為此，“中點電壓”和工作點的調(diào)整應反復進行，直到滿足要求為止。自舉電路：為防止功率管出現(xiàn)飽和失真，電路中設計了由C2和R4組成的自舉電路。當T1的輸出信號電壓正半周的峰值到來時，T2工作在飽和區(qū)附近，uCE2很小，“中點電壓”接近Ucc，致使ib2增加受到限制，如果不采取升壓措施，T2將進入飽和區(qū)，使輸出信號產(chǎn)生削頂失真。接入容量較大的自舉電容C2后，因隔離電阻R4較小，分析可知，C2兩端的電壓接近于EC的一半。當T1輸出信號電壓正半周的峰值到來