OTL(Outputtransformerless)電路是一種沒有輸出變壓器的功率放大電路。過去大功率的功率放大器多采用變壓器耦合方式,以解決阻抗變換問題,使電路得到最佳負載值。但是,這種電路有體積大、笨重、頻率特性不好等缺點,目前已較少使用。OTL電路不再用輸出變壓器,而采用輸出電容與負載連接的互補對稱功率放大電路,使電路輕便、適于電路的集成化,只要輸出電容的容量足夠大,電路的頻率特性也能保證,是目前常見的一種功率放大電路。它的特點是:采用互補對稱電路(NPN、PNP參數一致,互補對稱,均為射隨組態,串聯,中間兩管子的射極作為輸出),有輸出電容,單電源供電,電路輕便可靠。兩組串聯的輸出中點”可理解為采用互補對稱電路(NPN、PNP參數一致,互補對稱,均為射隨組態,串聯,中間兩管子的射極作為輸出)。
1、設計任務與要求
1.1設計任務
1)學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗,掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟,培養綜合設計與調試能力。
2)培養實踐技能,提高分析和解決實際問題的能力。
3)掌握OTL音頻功率放大器的設計方法,基本工作原理和性能指標測試方法。4.通過一個OTL功率放大器的設計、安裝和調試,進一步加深對互補對稱功率放大電路的理解,增強實際動手能力。
1.2設計要求
1)設計時要綜合考慮實用,經濟并滿足性能指標的要求,合理選用元器件。2.廣泛查閱相關的資料,不懂的地方積極向老師同學請教,討論。認真獨立的完成課題的設計。
3)按時完成課程設計并提交設計報告。
2、方案設計
要求設計一個由二極管,三極管,電容,電阻等元件組合而成的OTL音頻功率放大器。其中,二極管T1構成前置放大級,對輸入信號進行倒相放大,二極管T2,T3的參數一致,互補對稱,且均為共集電極接法,保證了輸出電阻低,負載能力強的優點,作用是對輸入的信號進行功率放大。
在明確了電路接線的基礎上,在電路板上進行仿真模擬,并按照課本上相關的知識對該功放的主要參數計算。電路在12V的直流電壓下工作,在負載為8Ω的情況下保證了P≥2W,失真度γ≤3%,電路中還引入了交直流電壓并聯負反饋(由原理圖中Rw1的一端接在A點引起)從而穩定了放大器的靜態工作點,也改善了非線性失真。電容C1C2為電源濾波電容,用以防止電源引線太長時造成的放大器的低頻自激現象發生。
在元件的選取方面,由于互補對稱的兩個三極管工作在共集電極的狀態下,其電壓增益接近且略小于1,功率增益主要靠它的電流增益來保證,所以電流放大系數β的選擇很重要,一般要求要選的β值大一些,這樣會使的兩互補對稱管的配對性好一些,功率增益提高一些,失真度減少一些。
其中由晶體三極管T1組成推動級(也稱前置放大級),T2、T3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管,它們組成互補推挽OTL功放電路。由于每一個管子都接成射極輸出器形式,因此具有輸出電阻低,負載能力強等優點,適合于作功率輸出級。T1管工作于甲類狀態,它的集電極電流IC1由電位器RW1進行調節。IC1的一部分流經電位器RW2及二極管D,給T2、T3提供偏壓。調節RW2,可以使T2、T3得到合適的靜態電流而工作于甲、乙類狀態,以克服交越失真。靜態時要求輸出端中點A的電位等于Ucc的一半,可以通過調節RW1來實現,又由于RW1的一端接在A點,因此在電路中引入交、直流電壓并聯負反饋,一方面能夠穩定放大器的靜態工作點,同時也改善了非線性失真。
當輸入正弦交流信號ui時,經T1放大、倒相后同時作用于T2、T3的基極,ui的負半周使T2管導通(T3管截止),有電流通過負載RL,同時向電容C0充電,在ui的正半周,T3導通(T2截止),則已充好電的電容器C0起著電源的作用,通過負載RL放電,這樣在RL上就得到完整的正弦波。
3、OTL放大器的總原理圖

OTL音頻放大器
器件清單
其他實驗及測試設備:
+12V直流電源直流電壓表直流毫安表函數信號發生器
雙蹤示波器交流毫伏表頻率計
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