《OTL功放设计》PPT课件

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1、分立器件OTL电路设计OTL(OutputTransformerLess)是无输出变压器功率放大器的简称。采用OTL电路目的：（1）是简化电路（省略输出变压器）；（2）提高功放效率；（3）单电源供电输出级采用互补式复合管结构，分别对正负半周信号输出，合成为完整的周期信号；输出电容较大，同时起到中点浮动电源作用。为了获得较大的输出功率，一般由前置级-激励级（推动级）-功率输出级组成。设计要求主要参数：VCC=12~16V,THD≤1%,RL=8Ω,输出功率POM=1.5~3瓦；输入阻抗Ri≥20kΩ频带宽度：20~20KHZ（-3dB）效率≥60%；电源提供的能量应尽可能地转换给负载，以减

2、少晶体管及电路的损失，要注意提高功放的效率（）。η=POm/PV×100%Pom：负载（扬声器）得到的最大功率。PV：电源向OTL功放电路提供的功率。增益≥30db；增益=20log(vo/vi)功放的分类1、甲类功放：导通角360度(无交越失真，效率低)2、乙类功放：导通角180度(存在交越失真，效率高)3、甲乙类功放：导通角大于180度(基本无交越失真，效率较高)4、丙类功放：导通角小于180度（有交越失真，效率高，用于高频功放电路）VB1tVTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系：ICQiCVBEiBib特点：存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。i

3、CQVceVCC/RLVCCIBQOTL电路设计思路1、前置级要求有较大的输入阻抗，Ri≥20kΩ；晶体管工作电流一般为0.5ma左右;2、激励级要有较大的增益，提供足够的驱动电流，并引入自举电路提高驱动能力，满足输出幅度的需要；晶体管工作电流一般为2~3ma左右，需防自激；3、输出级工作处于甲乙类状态，克服交越失真采用准互补输出，需具有较大的电流放大能力,一般用复合管结构；OTL功放最大输出功率与电源电压的关系满足：Pom=(Vcc-2Vces)2/8RL一般情况下(IC≤1000ma)可认为：Vces≤1v,由此可知：当RL=8Ω，Vcc=12V,Pom=1.5W;Vcc=16V,P

4、om=3W;Vcc=18V,Pom=4W;以此类推。4、保持电路性能稳定，在输出级和前置级之间采用交直流负反馈电路。前置级激励级功率输出级交直流负反馈自举电路音频信号负载设计方法前置级电路的选取特点：引入交直流负反馈稳定静态工作点和增益并保持一定的带宽，一般采用差分放大电路，IC1≈IC2=0.5ma。以图1为例，介绍设计方法图1图2前置输入级由Q1Q2差分放大电路组成，每只三极管静态工作电流设置为0.5ma左右，R1、R2、R3、R4、R5、R6是差分放大电路的偏置电阻，R4、R5阻值相等，流过的电流和Q1的集电极电流Ic相当（Q1的β≥80），故Q1的基极近似取得电源的中点电压。R2

5、为Q1Q2提供1ma的工作电流。R1是差分级的单端输出负载电阻，同时又可调整激励级Q3的静态电流和输出级的静态电压VD（电源的中点电压）。Q1的基极电位Vb1≈6.0V，Ve1≈6.7V;IC1≈IC2=(VCC-Ve1)/2R2，R2取5.1KΩRi=R3//(rbe+2βR2),rbe+2βR2＞＞R3,Ri≈R3,取33KΩQ1Q2可选取低频小功率管BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤1μaβ≈80~100激励级电路的设计要求特点：满足增益要求，提供足够的驱动电流，为互补对称输出级建立甲乙类工作点,Q5静态工作电流一般1.5~3ma。Q5、R6、R9、R10、D1、D2、C3组

6、成推动级电路，设置Q5的工作电流约为2ma左右。R10、D1、D2是为改善输出级的交越失真而设置的，D1、D2对复合输出管Vbe起温度补偿作用，调整R10使输出管工作在甲乙类状态（VBC=1.3~1.8V），既消除交越失真又取得较好的输出效率。C5使得交变信号⊿VBC≈0，正、负半周时，输出级取得相等的激励信号。C4是防自激相位补偿电容，在30~100p之间取值。+C5Q5的集电极电位VC5≈(1/2VCC)-0.6V;VBC≈1.5~1.8V,IC5取值2ma,R10设置为300~500Ω可调；流过R8R9的电流≈IC5=2ma，IC5（R8+R9）=VCC-(5.4+1.8)=4.8

7、V,求得：R8+R9=2.4KΩ,取R8=220Ω，R9=2.2KΩ，R6取100Ω稳定工作点；Q5选取低频中功率管:BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100Icm≥500ma,保证有足够的电流放大能力输出级电路的设计要求特点：互补对称（正负半周），克服交越失真，足够的输出幅度，较高的工作效率。Q1Q3组成NPN复合管，Q2Q4组成PNP复合管。正半周Q1Q3经C2RL形成回路，负正半周C2经Q2Q4RL形成回路