模拟电子技术 课件 25 OTL功率放大电路

模拟电子技术梁长垠教授项目四功率放大电路的制作与测试梁长垠教授OTL功放电路结构01OTL功放电路原理02OTL功放电路参数03OTL电路交越失真04一、OTL功放电路结构1.OTL功放电路组成无输出变压器器功率放大器（OutputTransformerLess，OTL）电路就是Q点设置在乙类或甲乙类，而且没有输出变压器的功率放大电路。T1和T2配对管同样接成射极输出形式，两管的集电极分别接在一组电源的正极和负极。电容C用作输出信号耦合的同时还充当T2回路等效电源，电容容量常选用几千微法的电解电容。OTL功放电路结构01OTL功放电路原理02OTL功放电路参数03OTL电路交越失真04二、OTL功率放大电路原理1.静态分析静态时，前级电路应使基极电位UB为VCC/2,由于T1和T2的特性对称，所以也称UA为中点电压。（OCL电路的中点电压为0）2.动态分析输入信号ui为正半周时，T1导通，T2截止，电源VCC通过T1、RL向电容C充电；输入信号ui为负半周时，T2导通，T1截止，电容C(代替电源)向通过T2、RL放电。功放管T1和T2交替工作，在负载上获得正负半周完整的输出波形。每只功放管的实际工作电压为电源电压的一半，所以负载可获得的最大功率为OTL功放电路结构01OTL功放电路原理02OTL功放电路参数03OTL电路交越失真04三、OTL功率放大电路参数1.

OTL电路参数（1）最大输出功率P0m2.

OTL电路参数计算OTL功放电路参数主要有输出功率、管耗、直流电源供给功率、效率等。

（2）直流电源提供的功率PV

（3）效率η

OTL功放电路结构01OTL功放电路原理02OTL功放电路参数03OTL电路交越失真04四、OTL电路交越失真1.交越失真产生原因由于Q点设置在截止点，当输入信号ui很小时，三极管工作在输入特性非线性段，致使ib1和ib2的底部出现失真。经放大，iC1和iC2也出现同样的失真。由于两管轮流工作，所以在输出信号正、负半周的交界处便产生了失真（交越失真）。2.交越失真的解决办法如果给功率三极管设置适当的直流偏置，使其工作在甲乙类状态，这样基极电流恰好脱离非线性区，既克服了交越失真，又兼顾了输出功率的高效率。四、OTL电路交越失真3.实用OTL电路分析T1为推动级，T2、T3为两只特性相同、不同类型的功率三极管，共同承担放大工作，故OTL电路又称为互补对称式电路。RP2和D为T2、T3设置合适的静态工作点，保证功率三极管工作在甲乙类状态。RP1和R1是T1的偏置电阻。图中的A点称为“中点”，静态时，中点电压约为电源电压的一半。

RP1称为中点电压调节电位器。C2、R4组成“自举电路”，其作用是在大信号输入时，保证T2的顶部不出现失真。C1、C4分别为输入、输出耦合电容，静态时，C4两端电压为UCC的一半，且左端为正，右端为负。RL为负截电阻。四、OTL电路交越失真3.实用OTL电路分析在输入信号ui的正半周时，T1导通，由于三极管的倒相作用，使C、D点电位下降。此时，T2反偏截止，T3正偏导通，T3的直流电源由C4提供，信号经T3放大后，形成信号电流ic3，ic3经T3的发射极、集电极自下而上通过负载RL形成回路，在RL两端产生负半周输出信号电压u0。图中箭头点划线方向为iC3的流向。在输入信号ui的负半周时，T1输出正极性信号，使C、D点电位上升。此时，T2正偏导通，T3反偏截止，信号经T2放大后形成信号电流iC2，iC2经T2的集电极、发射极向C4充电，并通过负载RL形成回路，在RL两端产生正半周输出信号电压u0，图中箭头所示右上方的虚线方向为iC2的流向四、OTL电路交越失真3.实用OTL电路分析功率三极管工作点的设置及调整：功率三极管的直流偏置由RP2和二极管D设置，使T2、T3工作在甲乙类状态。RP2、D是T1集电极电阻的一部分。静态时，IC1在RP2和D两端产生电压降。该电压降就是两功率三极管的直流偏置电压。在两个偏置元件中，RP2是偏置电阻，用于调节偏置电压，D是温度补偿二极管，用于提供适当的偏置电压，并利用其负温度系数稳定功率管的静态工作点。在调整静态工作点时，若RP2太小，将使功率管的工作点偏低，容易出现交越失真；RP2太大，功率管的工作点偏高，静态电流增大，使功率管的结温上升，效率降低。当RP2开路时，直流电流将急剧增大，使功率管损坏。因此，在实际凋整中，应当确保RP2不能开路。四、OTL电路交越失真调整“中点电压”：“中点电压”是通过RP1来调节的，其目的是使两功率管具有相同的放大能力。因此，“中点电压”应为UCC的一半。当然，调整偏置电阻RP2也会影响“中点电压”。为此，“中点电压”和工作点的调整应反复进行，直到满足要求为止。自举电路：为防止功率管出现饱和失真，电路中设计了由C2和R4组成的自举电路。当T1的输出信号电压正半周的峰值到来时，T2工作在饱和区附近，uCE2很小，“中点电压”接近Ucc，致使ib2增加受到限制，如果不采取升压措施，T2将进入饱和区，使输出信号产生削顶失真。接入容量较大的自举电容C2后，因隔离电阻R4较小，分析可知，C2两端的电压接近于EC的一半。当T1输出信号电压正半周的峰值到来