甲乙類互補對稱功率放大電路

封面

西藏·嘎拉錯甲乙類互補功率放大電路返回引言由兩個射隨器組成的乙類互補對稱電路,實際并不能使輸出很好地反映輸入的變化。這是由于沒有直流偏置(即靜態(tài)時UBEQ=0),電路出現(xiàn)了一種稱為“交越失真”的失真。要解決這個問題,必須使用甲乙類互補對稱電路。本頁完引言返回學習要點本節(jié)學習要點和要求甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路OCL甲乙類OCL的電路特點及作用甲乙類OCL的工作過程甲乙類OTL電路的特點及優(yōu)缺點理解什么是交越失真自舉電路的作用返回一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真

動畫演示和原理敘述一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路+VCC－VCC+－uiuo+－RLT1NPNT2PNP00繼續(xù)單擊此進入交越失真原理演示乙類互補對稱功率放大電路由于靜態(tài)時偏置為0(即UBEQ=0),而三極管的導通放大有一個門坎電壓,如硅管是0.5V,鍺管為0.1V。這樣輸入信號小于門坎電壓的部分將因三極管處于截止區(qū)而沒有輸出,至使在正負波形的交匯處出現(xiàn)了失真,這種失真稱為交越失真。本頁完

交越失真圖解一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路00繼續(xù)本頁完單擊此進入交越失真原理演示uit0+0.5V-0.5Vt0iBuBE/ViB/A00.5tt灰色為三極管處于截止的區(qū)域,在此區(qū)域內三極管沒有基極電流iB產生。交越失真

硅管的門坎電壓靜態(tài)工作點Quit0+VCC－VCC+－uiuo+－RLT1NPNT2PNP0.5V以下(即灰色區(qū)域)不產生iB。iB不是完整的半個正弦波。

在be間輸入信號二、甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路OCL

1.電路形式

2.消除交越失真原理一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路繼續(xù)本頁完二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、電路形式+－+VCC－VCCuiuo+－RLT1NPNT2PNPD1T3D2Re3Rc32、消除交越失真原理uBE/ViB/A00.5

硅管的門坎電壓靜態(tài)工作點Q,管子處于微導通狀態(tài)。消除交越失真的關鍵是要使兩只推挽管T1、T2沒有截止狀態(tài),即在靜態(tài)時,兩只管應當處于微導通區(qū)域，當有輸入信號ui加至基極時，管子能立即導通放大。所以在靜態(tài)時應有UBE1Q=UBE2Q稍大于0.5V.+－+VCC－VCCuiuo+－RLT1NPNT2PNPD1T3D2Re3Rc3

推挽管微導通過程分析一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、電路形式2、消除交越失真原理在電路圖中的兩只二極管D1、D2和三極管T3就起到了這種作用.當ui=0時,電路處于靜態(tài),三極管T3導通(因為是PNP),D1、D2也導通,有電流通過D1、D2。uBE/ViB/A00.5ui=0D1、D2產生電壓,這個電壓是直接加在T1、T2的基極上并被兩極平分,控制這個電壓稍大于1V,那么每只三極管的BE極間靜態(tài)UBEQ就會稍大于0.5V。繼續(xù)本頁完+－+－+－通過增加了D1D2使兩只推挽管不會產生交越失真兩管處于微導通

硅管的門坎電壓靜態(tài)工作點Q,管子處于微導通狀態(tài)。3.電路改進一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、電路形式2、消除交越失真原理在上述電路中,要控制D1D2使每只推挽管的UBEQ降稍大于0.5V，調整起來不易，為解決此缺點，改進電路如圖所示。新加入的電路其實是一個分壓式偏置電路,只要調整R*1改變T4的靜態(tài)Q點,就可以調整T4的UCEQ亦即T1、T2的BE極間UBEQ,這樣調整起來就方便多了。繼續(xù)本頁完3、電路的改進+－+VCC－VCC+－RLT1NPNT2PNPT3Re3Rc3R*1R2T4+－+－+－uiuo4.電路的分析計算一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、電路形式2、消除交越失真原理繼續(xù)本頁完3、電路的改進+－+VCC－VCC+－RLT1NPNT2PNPT3Re3Rc3R*1R2T4+－+－+－4、電路的分析計算甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)的輸出功率Po，管耗PT，電源輸出功率PV和效率都與乙類互補對稱功率放大電路一樣,自行參考第二節(jié)的內容,這里不再贅述。uiuo

電路缺陷分析一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、電路形式2、消除交越失真原理繼續(xù)3、電路的改進+－+VCC－VCC+－RLT1NPNT2PNPT3Re3Rc3R*1R2T4+－+－+－4、電路的分析計算OCL放大電路輸出的功率大，失真小，保真度高，因此廣泛使用在高保真放大電路中，如較高檔的音響等。

但它要使用兩組電源，制造起來電路較為復雜，且成本較高，所以在要求不太高的電路中,通常使用單電源互補對稱功率放大,以降低成本和減少電路的復雜性。本頁完uiuo三、甲乙類單電源互補對稱功率放大電路OTL

1.基本電路

2.工作原理

(1)Q點的確定三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)能夠去除“-VCC”的關鍵是電路中加入了此電容C,其作用替代了一組負電源。一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)繼續(xù)本頁完1、基本電路單擊此進入OTL原理演示+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD2、工作原理OTL是OutputTransformerless(無輸出變壓器）的縮寫C(1)靜態(tài)工作點Q的確定+－輸出電容C一定要容量很大,儲有足夠的電荷準備作為電源使用。調整R1、R2改變T1、T2的工作點使UK=VCC/2(使T1、T2工作狀態(tài)一樣)VCC/2ui=0時，R1、R2分壓使T3、D1、D2導通,D1、D2的導通可以令T1、T2處于微導通狀態(tài)。同時電源+VCC通過T1對輸出電容C充電,使其左+右－。(2)交流工作過程

vi<0時+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理C+－VCC/2uit0uc1t0T1正偏導通T2反偏截止繼續(xù)uot0iL

(2)交流工作過程和輸出電容C的作用。ui<0(輸入信號的負半周)T1導通。T1導通一方面對輸出電容C充電,補充損失的電量,另一方面向負載RL輸出電流iL(向負載輸出功率Po)。本頁完

vi>0時+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理C+－VCC/2uit0uc1t0T2反偏截止T2正偏導通繼續(xù)uot0iL

(2)交流工作過程和輸出電容C的作用。ui>0(輸入信號的正半周)T2導通。T2的導通令輸出電容C有了一個放電通路,C的放電電流反向通過負載RL,形成電流iL,同時向負載輸出功率Po。本頁完

輸出電容C工作分析+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理C+－VCC/2uit0uc1t0繼續(xù)uot0iLT2反偏截止T2正偏導通

(2)交流工作過程和輸出電容C的作用。由分析知:輸出負半周時,電容C作為電源使用。負半周放電損失電量,正半周充電補充電量。為保證C兩端的電壓不因充電或放電時變化太大,C的容量一定要足夠大。本頁完(3)靜態(tài)工作點Q的穩(wěn)定一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理+－VCC/2

(3)靜態(tài)Q點的穩(wěn)定過程電路中R2與T1、T2中點K處連接起來可以起到穩(wěn)定工作點的作用。穩(wěn)定過程如下：繼續(xù)本頁完UK↑→UB3↑→UC3↓→UK↓通過負反饋把UK穩(wěn)定下來,使其基本不受溫度的影響。+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KDC3.電路的分析計算一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理+－VCC/2計算輸出功率Po,管耗PT,電源輸出功率PV和效率,必須先分析推挽管T1、T2的CE極等效電源電壓的大小.繼續(xù)本頁完3、電路的分析計算因為UK=VCC/2，因此每只管CE極的等效電源電壓只有VCC的一半，所以在分析計算電路各量時，只需把VCC/2代替乙類OCL各式中的VCC,即可得出OTL電路的各量值。+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KDCOTL公式一覽表一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)1、基本電路三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)單擊此進入OTL原理演示2、工作原理+－VCC/2OTL電路公式一覽表繼續(xù)本頁完3、電路的分析計算Po12=—·—U2om

RL

18Pom—·—V2CC

RL

PV=UVRLomCCpPVm=2pRLV2CC2pUomVCC—·—=m=p/4PT1m=—·12——VCC24RLPT1m0.2Pom??è?-==4UUVR2P2Pom2omCCL1TT2p??è?+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KDC+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD4.電路存在的問題一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)4、OTL基本電路的缺陷三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)繼續(xù)本頁完uit0uD不變

ube1=ub1-

ue1的增大受到限制ib1反過來限制了ib1的增大最后輸出電流、電壓和輸出功率受到限制分析輸入信號為負半周時電路輸出的情形造成上述缺陷的主要原因是因為D點的電位是恒定的(=VCC),ib1增加致使b1點的電壓ub1下降。若D點的電位隨著ib1增加而上升,則ub1點電位就不會下降,ube1的增加不會受到限制,輸出的增加就不會受到影響。uRC3ib1uk=ue1

ub1+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD5.自舉電路的作用一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)4、OTL基本電路的缺陷三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)繼續(xù)本頁完C3—容量很大的電容器,當充電過程中使其有足夠的電量,在工作中不管是充電或放電,兩端的電壓幾乎保持不變,即UC3=恒量,這樣使D點電位的上升成為可能。5、自舉電路的作用R3C3自舉電路由R3和C3組成,元件的作用如下：UD

R3—把D點與電源VCC隔離開來,使得D點的電位可以變化。+VCCuiuoRLT1T2D1D2Rc3Re3T3R2R1b3b1b2CeC1KD自舉電路的工作過程一、乙類互補對稱功率放大電路的交越失真甲乙類互補對稱功率放大電路二、甲乙類雙電源互補對稱放大電路(OCL)4、OTL基本電路的缺陷三、甲乙類單電源互補對稱放大電路(OTL)繼續(xù)本頁完由圖可得出:5、自舉電路的作用R3C3自舉電路的工作過程：UC3

恒量靜態(tài)時,電源對C3充電使兩端電壓升至UC3，因為C3容量很大，充電后的UC3在工作過程中基本保持恒量。+－UD=UK+UC3UD因為U