OTL功放設(shè)計解讀課件

分立器件OTL電路設(shè)計OTL(OutputTransformerLess)是無輸出變壓器功率放大器的簡稱。采用OTL電路目的：（1）是簡化電路（省略輸出變壓器）；（2）提高功放效率；（3）單電源供電輸出級采用互補(bǔ)式復(fù)合管結(jié)構(gòu)，分別對正負(fù)半周信號輸出，合成為完整的周期信號；輸出電容較大，同時起到中點浮動電源作用。為了獲得較大的輸出功率，一般由前置級-激勵級（推動級）-功率輸出級組成。分立器件OTL電路設(shè)計OTL(OutputTransfor1設(shè)計要求主要參數(shù)：VCC=12~16V,THD≤1%,RL=8Ω,輸出功率POM=1.5~3瓦；輸入阻抗Ri≥20kΩ頻帶寬度：20~20KHZ（-3dB）效率≥60%；電源提供的能量應(yīng)盡可能地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，以減少晶體管及電路的損失，要注意提高功放的效率（）。

η=POm/PV×100%

Pom：負(fù)載（揚聲器）得到的最大功率。PV：電源向OTL功放電路提供的功率。增益≥30db；增益=20log(vo/vi)設(shè)計要求主要參數(shù)：2功放的分類

1、甲類功放：導(dǎo)通角360度(無交越失真，效率低)2、乙類功放：導(dǎo)通角180度(存在交越失真，效率高)3、甲乙類功放：導(dǎo)通角大于180度(基本無交越失真，效率較高)4、丙類功放：導(dǎo)通角小于180度（有交越失真，效率高，用于高頻功放電路）功放的分類

1、甲類功放：導(dǎo)通角360度(無交越失真，效率低3VB1tVTtiBIBQ甲乙類放大的波形關(guān)系：ICQiCVBEiBib特點：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時間大于半個周期，基本不失真。iCQVceVCC/RLVCCIBQVB1tVTtiBIBQ甲乙類放大的波形關(guān)系：ICQiCVB4OTL電路設(shè)計思路1、前置級要求有較大的輸入阻抗，Ri≥20kΩ；晶體管工作電流一般為0.5ma左右;2、激勵級要有較大的增益，提供足夠的驅(qū)動電流，并引入自舉電路提高驅(qū)動能力，滿足輸出幅度的需要；晶體管工作電流一般為2~3ma左右，需防自激；3、輸出級工作處于甲乙類狀態(tài)，克服交越失真采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出，需具有較大的電流放大能力,一般用復(fù)合管結(jié)構(gòu)；OTL功放最大輸出功率與電源電壓的關(guān)系滿足：Pom=(Vcc-2Vces)2/8RL一般情況下(IC≤1000ma)可認(rèn)為：Vces≤1v,由此可知：當(dāng)RL=8Ω，Vcc=12V,Pom=1.5W;Vcc=16V,Pom=3W;Vcc=18V,Pom=4W;以此類推。

4、保持電路性能穩(wěn)定，在輸出級和前置級之間采用交直流負(fù)反饋電路。前置級激勵級功率輸出級交直流負(fù)反饋自舉電路音頻信號負(fù)載OTL電路設(shè)計思路1、前置級要求有較大的輸入阻抗，Ri≥205設(shè)計方法前置級電路的選取特點：引入交直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益并保持一定的帶寬，一般采用差分放大電路，IC1≈IC2=0.5ma。以圖1為例，介紹設(shè)計方法圖1圖2設(shè)計方法前置級電路的選取圖1圖26前置輸入級由Q1Q2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流設(shè)置為0.5ma左右，R1、R2、R3、R4、R5、R6是差分放大電路的偏置電阻，R4、R5阻值相等，流過的電流和Q1的集電極電流Ic相當(dāng)（Q1的β≥80），故Q1的基極近似取得電源的中點電壓。R2為Q1Q2提供1ma的工作電流。R1是差分級的單端輸出負(fù)載電阻，同時又可調(diào)整激勵級Q3的靜態(tài)電流和輸出級的靜態(tài)電壓VD（電源的中點電壓）。Q1的基極電位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可選取低頻小功率管BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤1μaβ≈80~100前置輸入級由Q1Q2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流7激勵級電路的設(shè)計要求特點：滿足增益要求，提供足夠的驅(qū)動電流，為互補(bǔ)對稱輸出級建立甲乙類工作點,Q5靜態(tài)工作電流一般1.5~3ma。Q5、R6、R9、R10、D1、D2、C3組成推動級電路，設(shè)置Q5的工作電流約為2ma左右。R10、D1、D2是為改善輸出級的交越失真而設(shè)置的，D1、D2對復(fù)合輸出管Vbe起溫度補(bǔ)償作用，調(diào)整R10使輸出管工作在甲乙類狀態(tài)（VBC=1.3~1.8V），既消除交越失真又取得較好的輸出效率。C5使得交變信號⊿VBC

≈0，正、負(fù)半周時，輸出級取得相等的激勵信號。C4是防自激相位補(bǔ)償電容，在30~100p之間取值。+C5激勵級電路的設(shè)計要求特點：滿足增益要求，提供足夠的驅(qū)動電流+8Q5的集電極電位VC5≈(1/2VCC)-0.6V;VBC≈1.5~1.8V,IC5取值2ma,R10設(shè)置為300~500Ω可調(diào)；流過R8R9的電流≈IC5=2ma，IC5（R8+R9）=VCC-(5.4+1.8)=4.8V,求得：R8+R9=2.4KΩ,取R8=220Ω，R9=2.2KΩ，R6取100Ω穩(wěn)定工作點；Q5選取低頻中功率管:BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力Q5的集電極電位VC5≈(1/2VCC)-0.6V;9輸出級電路的設(shè)計要求特點：互補(bǔ)對稱（正負(fù)半周），克服交越失真，足夠的輸出幅度，較高的工作效率。Q1Q3組成NPN復(fù)合管，Q2Q4組成PNP復(fù)合管。正半周Q1Q3經(jīng)C2RL形成回路，負(fù)正半周C2經(jīng)Q2Q4RL形成回路。C2實際上是起到中點浮動電源作用，在正半周輸出時，C2經(jīng)充電儲存能量，為負(fù)半周輸出提供足夠的能源。設(shè)計依據(jù)不僅僅是按通頻帶考慮，而是和輸出功率的能耗相關(guān)，取值一般在幾百~千微法數(shù)量級。從輸出端引入交直流負(fù)反饋到前置級，穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益。R8和C1組成自舉電路，促使Q1Q3組成NPN復(fù)合管進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，得到正向最大輸出幅度。VA的靜態(tài)電位一般設(shè)置為VCC-(0.5~1.0V)，靜態(tài)時C1被充電，具有（1/2VCC）-0.5V的電壓。有利于提高正半周的輸出幅度。

+C5輸出級電路的設(shè)計要求特點：互補(bǔ)對稱（正負(fù)半周），克服交越失真10Q1Q3組成的NPN復(fù)合管和Q2Q4組成的PNP復(fù)合管均要求具有足夠的電流放大能力，且特性要求準(zhǔn)對稱。Q1為NPN中功率管，BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100，Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力。Q2為PNP中功率管，BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100，Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力。Q3Q4選取NPN大功率管：（帶散熱片）BVceo≥2VCC,Iceo≤100μa，在Ic電流為0.5A以上時，β≥20~40；一般要求保證功率管的Icm≥2~3(VOM/RL)，取Icm≥4A。且要求功率管的PCM≥0.5~0.8POMR11R12是Q3Q4靜態(tài)分流電阻（動態(tài)分流作用忽略可不計），在甲乙類狀態(tài)下，復(fù)合管的工作電流控制在5~10ma,不出現(xiàn)交越失真時，Q1Q2的靜態(tài)電流一般≤1~1.5ma，VbeQ3≤0.6V,可算出R11=R12≤400Ω,取330Ω。請同學(xué)們在VCC=12V時，確定各級電路的電容耐壓值（原則：選取的耐壓值≥1.5~2實際承受的最大電壓）。Q1Q3組成的NPN復(fù)合管和Q2Q4組成的PNP復(fù)合管均要求11參考電路一參考電路一12參考電路二是用運放作前置級組成的功放電路請同學(xué)們自行分析，也可用此電路設(shè)計。參考電路二是用運放作前置級組成的功放電路請同學(xué)們自行分析，也13OTL互補(bǔ)功放電路原理分析OTL功放前置輸入級由T1T2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流設(shè)置為0.5ma左右，R0、R1、R2、R12、R14、R10是差分放大電路的偏置電阻，R1、R2阻值相等，流過的電流和T1的集電極電流Ic相當(dāng)（T1的β≥60），故T1的基極近似取得電源的中點電壓。R14為T1T2提供1ma的工作電流。R12是差分級的單端輸出負(fù)載電阻，同時又可調(diào)整推動級T3的靜態(tài)電流和輸出級的靜態(tài)電壓VD。R13是T3的交直流負(fù)反饋電阻，既穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益又改善非線性失真。T3、R3、R4、R5、D1、D2、C2、C3、C4組成推動級電路，設(shè)置T3的工作電流約為2ma左右。R5、D1、D2是為改善輸出級的交越失真而設(shè)置的，D1、D2對復(fù)合輸出管Vbe起溫度補(bǔ)償作用，調(diào)整R5使輸出管工作在甲乙類狀態(tài)（VBC=1.5~1.8V），既消除交越失真又取得較好的輸出效率。C3是防自激相位補(bǔ)償電容，在30~100p之間取值。為提高輸出波形正半周的幅度，R3、C2構(gòu)成自舉電路（τ≥1/10s）。將推動級的負(fù)載電阻分離為（R3+R4），VA的靜態(tài)電位設(shè)置為VCC-0.5V，在靜態(tài)時VD調(diào)整為1/2VCC，電容C2上的電壓VC2=1/2VCC-0.5V，信號正半周時，C2提升VA的電位，有助于NPN復(fù)合管進(jìn)入飽和狀態(tài)，大大提高信號正半周的輸出幅度。C4使得交變信號⊿VBC

≈0，正、負(fù)半周時，輸出級取得相等的激勵信號。OTL互補(bǔ)功放電路原理分析OTL功放前置輸入級由T1T2差分14（續(xù)）T4T6組成NPN復(fù)合管,T5T7組成PNP復(fù)合管,構(gòu)成互補(bǔ)輸出電路，R6、R7是輸出管的靜態(tài)分流電阻，但它對動態(tài)驅(qū)動電流影響極弱，動態(tài)分流作用可忽略。NPN、PNP復(fù)合管需配對使用（要求正負(fù)半周輸出幅度對稱），借助自舉電路工作的NPN復(fù)合管的總電流放大倍率應(yīng)比不借助自舉電路工作的PNP復(fù)合管要小。C5C6是輸出電容，C6改善C5的電感特性，C5實際上是起到中點浮動電源作用，在正半周輸出時，C5經(jīng)充電儲存能量，為負(fù)半周輸出提供足夠的能源，設(shè)計依據(jù)不僅是按通頻帶考慮，而是和最大輸出功率所需的能耗相關(guān)，取值一般在幾百~千微法數(shù)量級。在VCC=12V，RL=8Ω，THD≤1%時，POM≥1.5W。R8、R9是自制電阻，用Φ0.08的漆包線長約200mm繞制在1KΩ以上的電阻上，起保險絲的作用。（需雙線并繞，消除電感效應(yīng)）R10、R11、C9組成交流負(fù)反饋電路，功放的增益≈（1+R10/R11）。由于R10引入了深度直流負(fù)反饋（反饋系數(shù)為1），輸出靜態(tài)電位VD易調(diào)整、較穩(wěn)定。當(dāng)電源電壓為16V時，若維持T1T2和T3的靜態(tài)工作電流不變，只需調(diào)整R14和R4的阻值即可，輸出功率接近3W。（續(xù)）T4T6組成NPN復(fù)合管,T5T7組成PNP復(fù)合管,構(gòu)15OTL功放電路的調(diào)試方法對照原件清單和印刷電路板準(zhǔn)確無誤裝配并將功率管的散熱板固定牢，檢查無虛、漏、錯焊，即可調(diào)試。注意：甲乙類工作點控制支路的R5D1D2焊接不要出現(xiàn)虛焊或二極管極性反接形成開路，否則靜態(tài)時末級功放管電流可達(dá)數(shù)安培以上導(dǎo)致管子過載，甚至損壞。1、靜態(tài)電位的調(diào)整：加入12V電源，調(diào)試前最好測量T1的基極電位，應(yīng)是6V左右，射極電位是6.6V左右。在靜態(tài)條件下測量輸出靜態(tài)電位VD（注：可調(diào)電阻R5調(diào)到最小值，使T4~T7處于截止?fàn)顟B(tài)），若高于1/2VCC，調(diào)整R12，增加它的阻值，使得T3的工作電流加大，VD向減少方向變化，反之亦然。將VD調(diào)整到6V±0.1V即可。如調(diào)整R12靜態(tài)電位VD無變化，需檢查T1、T2是否有虛焊，三極管極間是否有短路等故障。調(diào)整的目的是使VD處于中點電位，大信號時，輸出幅度有對等的變化范圍。若測量輸出靜態(tài)電位VD偏離1/2VCC很多，則需測量R12、R12、R13、R18這些電阻上的壓降，對T1、T2（工作電流0.5ma左右）、T3（工作電流1.5~2ma左右）的工作狀態(tài)檢查，排除故障再調(diào)試。2、輸出級靜態(tài)電流的調(diào)整：VD調(diào)整后，將電流表串入R8回路，調(diào)電阻R5的值，由小調(diào)大，緩慢調(diào)整，使得輸出管工作電流達(dá)到5~10ma(隨輸出管不同，大致的電流范圍，在不出現(xiàn)交越失真的前提下，電流小一點好),再檢測VD，可能偏離原先調(diào)好的值，此時，需再調(diào)電阻R12，對R5和R12反復(fù)調(diào)整幾次即可達(dá)到調(diào)整要求，調(diào)整的目的是給輸出管建立甲乙類工作點。調(diào)好后，測量VA的電位在11.5V左右，VC在5.4V左右,VD

≈6±0.1V。T6的集電極電流為5~15ma（以動態(tài)測量時，不出現(xiàn)交越失真，電流小為好）。3、動態(tài)測量（1）在輸出空載下：輸入端接入VPP=100mv,f=1kHZ的正弦信號，用示波器觀察輸出波形有無交越失真，緩慢加大信號幅度，輸出波形幅度也隨之變化，若有交越失真，需適當(dāng)加大R5的值（增加末級輸出管T6的工作電流）,直到失真剛消失為止。當(dāng)幅度達(dá)到臨界飽和時，輸出幅度VPP在10V左右，隨即就可接入負(fù)載測量。（請同學(xué)自己畫出測量接線示意圖）OTL功放電路的調(diào)試方法對照原件清單和印刷電路板準(zhǔn)確無誤裝配16（續(xù)前）（2）帶載條件下：接入負(fù)載RL≥8Ω的揚聲器，逐漸加大信號，觀察輸出幅度VPP是否能接近10V左右，若上半周信號幅度?。海?）說明自舉電路工作不良，檢查C2是否良好，有無虛焊？（2）T6大電流放大能力不夠，飽和壓降偏大。若下半周信號幅度?。海?）T7大電流放大能力不夠，飽和壓降偏大。(4)輸出電容C5實際容值不足。只要輸出幅度VPP在臨界失真下達(dá)到9V以上，接近10V。波形上下半周誰先出現(xiàn)削波失真不用考量。帶載測量時，輸出幅度會比空載略低是正常的。若調(diào)試中輸出幅度偏小，且增益與設(shè)計值偏差較多，則需檢查R10R11的阻值是否正確？確信元件無錯時，可適當(dāng)增加激勵級的增益，將R13減小到68~51Ω。將電路閉環(huán)負(fù)反饋電阻R11適當(dāng)減少(390~510Ω)提高電路增益。（3）輸出工作效率的測量：在滿載工作時，測量出流過VCC的直流電流IVCC和負(fù)載的輸出波形幅度VPP，就可計算出該電路的工作效率η，最好的會接近60%，這和理想狀態(tài)條件下的效率η=78.5%(π/4)有一定的差距，請同學(xué)們分析產(chǎn)生差距的因素。（請同學(xué)自己畫出測量接線示意圖）（4）通頻帶BW/AV增益的測量：用逐點法或掃頻法，同學(xué)們可測量出OTL功放電路的通頻帶（測試時，保持輸入信號幅度（vinPP=100mv）不變，僅改變頻率，測量出對應(yīng)頻率時的輸出幅度）將測量結(jié)果和仿真作對比并分析。。（請同學(xué)自己畫出測量接線示意圖）若你想讓OTL板在16V電壓下工作，只需調(diào)整R14（參考值6.8~7.2K）、R4的阻值（參考值3~3.3K）和R13的阻值（參考值51~100Ω）即可，調(diào)試的方法同前,輸出功率可接近3W；若負(fù)載RL改用4Ω，輸出功率將接近6W。注意；T6、T7大電流（﹥1000ma）時的電流放大系數(shù)（β）和較低的飽和壓降（VCEsat）是提升輸出幅度的重要因素。

（續(xù)前）（2）帶載條件下：接入負(fù)載RL≥8Ω的揚聲器，逐漸17輸出電容C設(shè)計依據(jù)不僅是按通頻帶考慮，而且還和最大輸出功率所需的能耗相關(guān)輸出電容儲存的能量要大于輸出功率在信號負(fù)半周的時間內(nèi)所需的能量，否則也會出現(xiàn)負(fù)半周削波失真。POM：表示輸出最大功率；WC：表示輸出電容貯存的能量；t：表示信號負(fù)半周的時間。由此解出輸出電容的值為：若信號最低頻率為20HZ,則t=1/40s，輸出電容一般在數(shù)千微微法數(shù)量級。返回輸出電容C設(shè)計依據(jù)不僅是按通頻帶考慮，而且還和最大輸出功率所18分析參考電路一，請思考以下問題1、R18在電路中起什么作用？2、T1T3的靜態(tài)IC電流略為0.5ma,R12至少大于多少時才能給激勵級提供1~2ma左右的工作電流？3、電容C0在電路的作用？4、R13在電路中起什么作用？說出設(shè)置和不設(shè)置旁路電容的利弊？5、調(diào)試時，若VD高于1/2VCC，R12應(yīng)調(diào)大還是調(diào)?。繛槭裁?？6、R3在電路中起什么作用？是否可短路？7、指出電路引入了那些負(fù)反饋，各起什么作用？8、若R6R7開路是否對電路有利？為什么？9、電路的增益大概是多少？如何估算？估算值與測量結(jié)果是否基本一致10、C5很大了，為什么還要并接容值較小的C6?11、D1、D2在電路的作用是什么？若虛焊或反接會出現(xiàn)什么問題？12、試說明圖中的三極管T1~T7的主要電參數(shù)（β、BVceo、Iceo、IcM）選取的依據(jù)。13、該電路的工作效率如何測量?η大慨是多少？14、當(dāng)功放電路輸出最大功率時，它的管耗是否也是最大？為什么？分析參考電路一，請思考以下問題1、R18在電路中起什么作用？19OTL功放PCB圖OTL功放PCB圖20OTL功放板簡易電源電路參考參數(shù)初級電壓次級電壓直流輸出電壓IO=0IO=1A220V+10%13.2V17.8V15.6V220V+0%12V16.0V13.9V220V-10%10.8V14.5V12.5V請說出簡易電源的優(yōu)缺點OTL功放板簡易電源電路參考參數(shù)直流輸出電壓IO=0IO=121OTL功放設(shè)計解讀課件22分立器件OTL電路設(shè)計OTL(OutputTransformerLess)是無輸出變壓器功率放大器的簡稱。采用OTL電路目的：（1）是簡化電路（省略輸出變壓器）；（2）提高功放效率；（3）單電源供電輸出級采用互補(bǔ)式復(fù)合管結(jié)構(gòu)，分別對正負(fù)半周信號輸出，合成為完整的周期信號；輸出電容較大，同時起到中點浮動電源作用。為了獲得較大的輸出功率，一般由前置級-激勵級（推動級）-功率輸出級組成。分立器件OTL電路設(shè)計OTL(OutputTransfor23設(shè)計要求主要參數(shù)：VCC=12~16V,THD≤1%,RL=8Ω,輸出功率POM=1.5~3瓦；輸入阻抗Ri≥20kΩ頻帶寬度：20~20KHZ（-3dB）效率≥60%；電源提供的能量應(yīng)盡可能地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，以減少晶體管及電路的損失，要注意提高功放的效率（）。

η=POm/PV×100%

Pom：負(fù)載（揚聲器）得到的最大功率。PV：電源向OTL功放電路提供的功率。增益≥30db；增益=20log(vo/vi)設(shè)計要求主要參數(shù)：24功放的分類

1、甲類功放：導(dǎo)通角360度(無交越失真，效率低)2、乙類功放：導(dǎo)通角180度(存在交越失真，效率高)3、甲乙類功放：導(dǎo)通角大于180度(基本無交越失真，效率較高)4、丙類功放：導(dǎo)通角小于180度（有交越失真，效率高，用于高頻功放電路）功放的分類

1、甲類功放：導(dǎo)通角360度(無交越失真，效率低25VB1tVTtiBIBQ甲乙類放大的波形關(guān)系：ICQiCVBEiBib特點：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時間大于半個周期，基本不失真。iCQVceVCC/RLVCCIBQVB1tVTtiBIBQ甲乙類放大的波形關(guān)系：ICQiCVB26OTL電路設(shè)計思路1、前置級要求有較大的輸入阻抗，Ri≥20kΩ；晶體管工作電流一般為0.5ma左右;2、激勵級要有較大的增益，提供足夠的驅(qū)動電流，并引入自舉電路提高驅(qū)動能力，滿足輸出幅度的需要；晶體管工作電流一般為2~3ma左右，需防自激；3、輸出級工作處于甲乙類狀態(tài)，克服交越失真采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出，需具有較大的電流放大能力,一般用復(fù)合管結(jié)構(gòu)；OTL功放最大輸出功率與電源電壓的關(guān)系滿足：Pom=(Vcc-2Vces)2/8RL一般情況下(IC≤1000ma)可認(rèn)為：Vces≤1v,由此可知：當(dāng)RL=8Ω，Vcc=12V,Pom=1.5W;Vcc=16V,Pom=3W;Vcc=18V,Pom=4W;以此類推。

4、保持電路性能穩(wěn)定，在輸出級和前置級之間采用交直流負(fù)反饋電路。前置級激勵級功率輸出級交直流負(fù)反饋自舉電路音頻信號負(fù)載OTL電路設(shè)計思路1、前置級要求有較大的輸入阻抗，Ri≥2027設(shè)計方法前置級電路的選取特點：引入交直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益并保持一定的帶寬，一般采用差分放大電路，IC1≈IC2=0.5ma。以圖1為例，介紹設(shè)計方法圖1圖2設(shè)計方法前置級電路的選取圖1圖228前置輸入級由Q1Q2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流設(shè)置為0.5ma左右，R1、R2、R3、R4、R5、R6是差分放大電路的偏置電阻，R4、R5阻值相等，流過的電流和Q1的集電極電流Ic相當(dāng)（Q1的β≥80），故Q1的基極近似取得電源的中點電壓。R2為Q1Q2提供1ma的工作電流。R1是差分級的單端輸出負(fù)載電阻，同時又可調(diào)整激勵級Q3的靜態(tài)電流和輸出級的靜態(tài)電壓VD（電源的中點電壓）。Q1的基極電位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可選取低頻小功率管BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤1μaβ≈80~100前置輸入級由Q1Q2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流29激勵級電路的設(shè)計要求特點：滿足增益要求，提供足夠的驅(qū)動電流，為互補(bǔ)對稱輸出級建立甲乙類工作點,Q5靜態(tài)工作電流一般1.5~3ma。Q5、R6、R9、R10、D1、D2、C3組成推動級電路，設(shè)置Q5的工作電流約為2ma左右。R10、D1、D2是為改善輸出級的交越失真而設(shè)置的，D1、D2對復(fù)合輸出管Vbe起溫度補(bǔ)償作用，調(diào)整R10使輸出管工作在甲乙類狀態(tài)（VBC=1.3~1.8V），既消除交越失真又取得較好的輸出效率。C5使得交變信號⊿VBC

≈0，正、負(fù)半周時，輸出級取得相等的激勵信號。C4是防自激相位補(bǔ)償電容，在30~100p之間取值。+C5激勵級電路的設(shè)計要求特點：滿足增益要求，提供足夠的驅(qū)動電流+30Q5的集電極電位VC5≈(1/2VCC)-0.6V;VBC≈1.5~1.8V,IC5取值2ma,R10設(shè)置為300~500Ω可調(diào)；流過R8R9的電流≈IC5=2ma，IC5（R8+R9）=VCC-(5.4+1.8)=4.8V,求得：R8+R9=2.4KΩ,取R8=220Ω，R9=2.2KΩ，R6取100Ω穩(wěn)定工作點；Q5選取低頻中功率管:BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力Q5的集電極電位VC5≈(1/2VCC)-0.6V;31輸出級電路的設(shè)計要求特點：互補(bǔ)對稱（正負(fù)半周），克服交越失真，足夠的輸出幅度，較高的工作效率。Q1Q3組成NPN復(fù)合管，Q2Q4組成PNP復(fù)合管。正半周Q1Q3經(jīng)C2RL形成回路，負(fù)正半周C2經(jīng)Q2Q4RL形成回路。C2實際上是起到中點浮動電源作用，在正半周輸出時，C2經(jīng)充電儲存能量，為負(fù)半周輸出提供足夠的能源。設(shè)計依據(jù)不僅僅是按通頻帶考慮，而是和輸出功率的能耗相關(guān)，取值一般在幾百~千微法數(shù)量級。從輸出端引入交直流負(fù)反饋到前置級，穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益。R8和C1組成自舉電路，促使Q1Q3組成NPN復(fù)合管進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，得到正向最大輸出幅度。VA的靜態(tài)電位一般設(shè)置為VCC-(0.5~1.0V)，靜態(tài)時C1被充電，具有（1/2VCC）-0.5V的電壓。有利于提高正半周的輸出幅度。

+C5輸出級電路的設(shè)計要求特點：互補(bǔ)對稱（正負(fù)半周），克服交越失真32Q1Q3組成的NPN復(fù)合管和Q2Q4組成的PNP復(fù)合管均要求具有足夠的電流放大能力，且特性要求準(zhǔn)對稱。Q1為NPN中功率管，BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100，Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力。Q2為PNP中功率管，BVceo≥1.5~2VCC,Iceo≤10μa，β≥100，Icm≥500ma,保證有足夠的電流放大能力。Q3Q4選取NPN大功率管：（帶散熱片）BVceo≥2VCC,Iceo≤100μa，在Ic電流為0.5A以上時，β≥20~40；一般要求保證功率管的Icm≥2~3(VOM/RL)，取Icm≥4A。且要求功率管的PCM≥0.5~0.8POMR11R12是Q3Q4靜態(tài)分流電阻（動態(tài)分流作用忽略可不計），在甲乙類狀態(tài)下，復(fù)合管的工作電流控制在5~10ma,不出現(xiàn)交越失真時，Q1Q2的靜態(tài)電流一般≤1~1.5ma，VbeQ3≤0.6V,可算出R11=R12≤400Ω,取330Ω。請同學(xué)們在VCC=12V時，確定各級電路的電容耐壓值（原則：選取的耐壓值≥1.5~2實際承受的最大電壓）。Q1Q3組成的NPN復(fù)合管和Q2Q4組成的PNP復(fù)合管均要求33參考電路一參考電路一34參考電路二是用運放作前置級組成的功放電路請同學(xué)們自行分析，也可用此電路設(shè)計。參考電路二是用運放作前置級組成的功放電路請同學(xué)們自行分析，也35OTL互補(bǔ)功放電路原理分析OTL功放前置輸入級由T1T2差分放大電路組成，每只三極管靜態(tài)工作電流設(shè)置為0.5ma左右，R0、R1、R2、R12、R14、R10是差分放大電路的偏置電阻，R1、R2阻值相等，流過的電流和T1的集電極電流Ic相當(dāng)（T1的β≥60），故T1的基極近似取得電源的中點電壓。R14為T1T2提供1ma的工作電流。R12是差分級的單端輸出負(fù)載電阻，同時又可調(diào)整推動級T3的靜態(tài)電流和輸出級的靜態(tài)電壓VD。R13是T3的交直流負(fù)反饋電阻，既穩(wěn)定靜態(tài)工作點和增益又改善非線性失真。T3、R3、R4、R5、D1、D2、C2、C3、C4組成推動級電路，設(shè)置T3的工作電流約為2ma左右。R5、D1、D2是為改善輸出級的交越失真而設(shè)置的，D1、D2對復(fù)合輸出管Vbe起溫度補(bǔ)償作用，調(diào)整R5使輸出管工作在甲乙類狀態(tài)（VBC=1.5~1.8V），既消除交越失真又取得較好的輸出效率。C3是防自激相位補(bǔ)償電容，在30~100p之間取值。為提高輸出波形正半周的幅度，R3、C2構(gòu)成自舉電路（τ≥1/10s）。將推動級的負(fù)載電阻分離為（R3+R4），VA的靜態(tài)電位設(shè)置為VCC-0.5V，在靜態(tài)時VD調(diào)整為1/2VCC，電容C2上的電壓VC2=1/2VCC-0.5V，信號正半周時，C2提升VA的電位，有助于NPN復(fù)合管進(jìn)入飽和狀態(tài)，大大提高信號正半周的輸出幅度。C4使得交變信號⊿VBC

≈0，正、負(fù)半周時，輸出級取得相等的激勵信號。OTL互補(bǔ)功放電路原理分析OTL功放前置輸入級由T1T2差分36（續(xù)）T4T6組成NPN復(fù)合管,T5T7組成PNP復(fù)合管,構(gòu)成互補(bǔ)輸出電路，R6、R7是輸出管的靜態(tài)分流電阻，但它對動態(tài)驅(qū)動電流影響極弱，動態(tài)分流作用可忽略。NPN、PNP復(fù)合管需配對使用（要求正負(fù)半周輸出幅度對稱），借助自舉電路工作的NPN復(fù)合管的總電流放大倍率應(yīng)比不借助自舉電路工作的PNP復(fù)合管要小。C5C6是輸出電容，C6改善C5的電感特性，C5實際上是起到中點浮動電源作用，在正半周輸出時，C5經(jīng)充電儲存能量，為負(fù)半周輸出提供足夠的能源，設(shè)計依據(jù)不僅是按通頻帶考慮，而是和最大輸出功率所需的能耗相關(guān)，取值一般在幾百~千微法數(shù)量級。在VCC=12V，RL=8Ω，THD≤1%時，POM≥1.5W。R8、R9是自制電阻，用Φ0.08的漆包線長約200mm繞制在1KΩ以上的電阻上，起保險絲的作用。（需雙線并繞，消除電感效應(yīng)）R10、R11、C9組成交流負(fù)反饋電路，功放的增益≈（1+R10/R11）。由于R10引入了深度直流負(fù)反饋（反饋系數(shù)為1），輸出靜態(tài)電位VD易調(diào)整、較穩(wěn)定。當(dāng)電源電壓為16V時，若維持T1T2和T3的靜態(tài)工作電流不變，只需調(diào)整R14和R4的阻值即可，輸出功率接近3W。（續(xù)）T4T6組成NPN復(fù)合管,T5T7組成PNP復(fù)合管,構(gòu)37OTL功放電路的調(diào)試方法對照原件清單和印刷電路板準(zhǔn)確無誤裝配并將功率管的散熱板固定牢，檢查無虛、漏、錯焊，即可調(diào)試。注意：甲乙類工作點控制支路的R5D1D2焊接不要出現(xiàn)虛焊或二極管極性反接形成開路，否則靜態(tài)時末級功放管電流可達(dá)數(shù)安培以上導(dǎo)致管子過載，甚至損壞。1、靜態(tài)電位的調(diào)整：加入12V電源，調(diào)試前最好測量T1的基極電位，應(yīng)是6V左右，射極電位是6.6V左右。在靜態(tài)條件下測量輸出靜態(tài)電位VD（注：可調(diào)電阻R5調(diào)到最小值，使T4~T7處于截止?fàn)顟B(tài)），若高于1/2VCC，調(diào)整R12，增加它的阻值，使得T3的工作電流加大，VD向減少方向變化，反之亦然。將VD調(diào)整到6V±0.1V即可。如調(diào)整R12靜態(tài)電位VD無變化，需檢查T1、T2是否有虛焊，三極管極間是否有短路等故障。調(diào)整的目的是使VD處于中點電位，大信號時，輸出幅度有對等的變化范圍。若測量輸出靜態(tài)電位VD偏離1/2VCC很多，則需測量R12、R12、R13、R18這些電阻上的壓降，對T1、T2（工作電流0.5ma左右）、T3（工作電流1.5~2ma左右）的工作狀態(tài)檢查，排除故障再調(diào)試。2、輸出級靜態(tài)電流的調(diào)整：VD調(diào)整后，將電流表串入R8回路，調(diào)電阻R5的值，由小調(diào)大，緩慢調(diào)整，使得輸出管工作電流達(dá)到5~10ma(隨輸出管不同，大致的電流范圍，在不出現(xiàn)交越失真的前提下，電流小一點好),再檢測VD，可能偏離原先調(diào)好的值，此時，需再調(diào)電阻R12，對R5和R12反復(fù)調(diào)整幾次即可達(dá)到調(diào)整要求，調(diào)整的目的是給輸出管建立甲乙類工作點。調(diào)好后，測量VA的電位在11.5V左右，VC在5.4V左右,VD

≈6±0.1V。T6的集電極電流為5~15ma（以動態(tài)測量時，不出現(xiàn)交越失真，電流小為好）。3、動態(tài)測量（1）在輸出空載下：輸入端接入VPP=100mv,f=1kHZ的正弦信號，用示波器觀察輸出波形有無交越失真，緩慢加大信號幅度，輸出波形幅度也隨之變化，若有交越失真，需適當(dāng)加大R5的值（增加末級輸出管T6的工作電流）,直到失真剛消失為止。當(dāng)幅度達(dá)到臨界飽和時，輸出幅度VPP在10V左右，隨即就可接入負(fù)載測量。（請同學(xué)自己畫出測量接線示意圖）OTL功放電路的調(diào)試方法對照原件清單和印刷電路板準(zhǔn)確無誤裝配38（續(xù)前）（2）帶載條件下：接入負(fù)載RL≥8Ω的揚聲器，逐漸加大信號，觀察輸出幅度VPP是否能接近10V左右，若上半周信號幅度?。海?）說明自舉電路工作不良，檢查C2是否良好，有無虛焊？（2）T6大電流放大能力不夠，飽和壓降偏大。若下半周信號幅度?。海?）T7大電流放大能力不夠，飽和壓降偏大。(4)輸出電容C5實際容值不足。只要輸出幅度VPP在臨界失真下達(dá)到9V以上，接近10V。波形上下半周誰先出現(xiàn)削波失真不用考量。帶載測量時，輸出幅度會比空載略低是正常的。