【正文】 時(shí)電壓升高，此時(shí)輸入信號(hào)電壓給一管加上正向偏置電壓，所以該管進(jìn)入導(dǎo)通和放大狀態(tài)。電路中，一個(gè)是 NPN型三極管，另一個(gè)是 PNP型三極管，兩只三極管的基極相連，在兩管的基極加一個(gè)音頻輸入信號(hào)作推動(dòng)信號(hào)。如下，輸出級(jí)是采用共射 共射放大電路，以提高放大增益。為保證放大電路能夠不失真地放大交流信號(hào)，放大電路的組成應(yīng)遵循以下原則： 1) 保證三極管 在整個(gè)輸入信號(hào)過(guò)程中 工作在放大區(qū) 2) 保證信號(hào)有效的傳輸 ，不會(huì)產(chǎn)生失真 對(duì)于改設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，用共發(fā)射極基本放大電路作為中間放大級(jí)就可以了，能夠達(dá)到將信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)行放大的目的，設(shè)計(jì)圖如下： 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 17 圖 28中間放大級(jí) 易得，輸入從基級(jí)輸入交流信號(hào)，從集電極輸出信號(hào)，顯然是個(gè)共射級(jí)的放大電路，可以起到中間放大的作用。綜合考慮，中間放大級(jí)采用共發(fā)射極放大電路。 3. 中間放大級(jí) 三極管對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)放大作用時(shí)在電路中可有三種不同的連接方式（或稱三種組態(tài)），即共（發(fā)）射極、共集電極和共基極接法，這三種接 法分別以發(fā)射極、集電極、基極作為輸入回路和輸出回路的交流公共端。設(shè)計(jì)圖如下： 圖 27 差分輸入級(jí) 如圖所示，為觀察信號(hào)的放大，應(yīng)在輸入 端加入一定的交流信號(hào)，觀察其輸出的信號(hào)，所以接上 IO1, IO2 接地端。 對(duì)與該題目“ OCL 功放”，選 擇兩個(gè) 9014 的 NPN 管即可，他們所有的參數(shù)都一樣，構(gòu)成對(duì)管，并在兩管的發(fā)射極的交點(diǎn)處加上一個(gè) 33 千歐 的負(fù)載電阻，提高其共模抑制比，和加入一定的負(fù)反饋。很多系統(tǒng)在差分放大器的一個(gè)輸入端輸入信號(hào)，另一個(gè)輸入端輸入反饋信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋 ，使靜態(tài)工作點(diǎn)趨于穩(wěn)定 。若兩個(gè)輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號(hào)時(shí)，輸出為零， 輸出差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)， 從而克服零點(diǎn)漂移 及輸入信號(hào)變化引起的靜態(tài)工作點(diǎn)的變化， 適于作直流放大器 [8]。 對(duì)一個(gè) OCL 功率放大器而言，考慮到要提供一個(gè)雙電源的穩(wěn)定電壓，可以用一個(gè)帶中心抽頭的變壓器，輸出一正一負(fù)的電壓，再將交流信號(hào)進(jìn)行整流和濾波，可以得到穩(wěn)定的電壓 +18V和 18V，整流電路由四個(gè)二極管 IN4007 組成，濾波電容統(tǒng)一用四個(gè) 1000uF 的電解電容，電路設(shè)計(jì)如下： 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 15 圖 26穩(wěn)壓源電路 如上圖所示，變壓器初級(jí)線圈加了一個(gè) 220V的交流電壓源，在次級(jí)線圈中產(chǎn)生兩個(gè)交流電源 +15V和 15V, 經(jīng)過(guò)四個(gè)二極管整流后，在 A 點(diǎn)得到 +18V 的電壓，在 B 點(diǎn)得到 18V的電壓，提供直流電壓給后級(jí)的電路，為使輸出盡量不失真，又在后面加了四個(gè)濾波電容。 ③ 變換器型。 ② 斬波型。從工作方式上可分為： ① 可控整流型。紋波系數(shù)表示在額定工作情況下，輸出電壓中交流分量的大??；后者表示輸入電壓或負(fù)載急劇變化時(shí)，電壓回到正常值所需時(shí)間。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應(yīng)速度等。 直流穩(wěn)壓電源 又稱直流穩(wěn)壓器。 ④ 感應(yīng)式交流穩(wěn)壓器。 ③ 滑動(dòng)式交流穩(wěn)壓器。 ② 磁放大器式交流穩(wěn)壓器。 一般將交流穩(wěn)壓源可分為 : ① 晶閘管交流穩(wěn)壓器。總體的結(jié)構(gòu)圖如圖 25所示： 圖 25 OCL 立體聲功放 電路的 總體結(jié)構(gòu)圖 中間放大級(jí) 差分輸入級(jí) 互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí) 穩(wěn)壓源電路 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 14 四． 分級(jí)設(shè)計(jì)電路 1. 穩(wěn)壓源電路 交流穩(wěn)壓電源又稱交流穩(wěn)壓器 ，是將 電力網(wǎng)交流電壓變換為電子設(shè)備所需要的穩(wěn)定的直流電源電壓。 三． 總體設(shè)計(jì)思想 進(jìn)一步分析電路后，為 能 給電路提供較為穩(wěn)定的電源，應(yīng)設(shè)置一個(gè)穩(wěn)壓源電路；又因?yàn)椴罘蛛娐?不僅能有效的放大直流信號(hào)，而且能有效的減小由于電源波動(dòng)和晶體管隨溫度變化多引起的零點(diǎn)漂移 ，并且具有很高的共模抑制 比，所以常將差分放大電路作為 功放的輸入級(jí)；要將信號(hào)再進(jìn)行放大 即電壓電流都要放大 ，因此 設(shè)置一個(gè)共射級(jí)的激勵(lì)級(jí) ；最后輸出級(jí)應(yīng)加一個(gè)推挽電路，由 兩 個(gè) 異型 晶體管 組成，可以是 兩個(gè)參數(shù)相同的功率 BJT 管或 MOSFET 管，以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)，電路工作時(shí)， 兩只對(duì)稱的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，損耗小 且 效率高。 (2) 當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí)， ui 0，且大小大于 V2 的偏置電壓 ，三極管 V2 導(dǎo)通， V1 截止，管 V2 的射極電流 ie2 經(jīng)－ VCC 自下而上流過(guò)負(fù)載，在 RL 上形成負(fù)半周輸出電壓， uo0。負(fù)載上無(wú)電流，輸出電壓 uo=0。 二． 簡(jiǎn)單的 OCL 功放電路 圖 24 簡(jiǎn)單的 OCL 功放電路 圖 24 是乙類雙電源互 補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。 它 是一種 雙電源 互補(bǔ)對(duì)稱輸出的單端推挽電路，為甲乙類電路工作方式，是由 OTL（無(wú)輸出變壓器）電路改進(jìn)設(shè)計(jì)而成的。則必須滿足： d. 溫度對(duì) BJT 參數(shù)及特性都有影響，所以要考慮其工作溫度條件。 即集電極最大 允許電流 ，因?yàn)楫?dāng) Ic 過(guò)大時(shí)， β 值將會(huì)下降 ,放大能力差。因?yàn)檫@個(gè)電壓的大小與 BJT 的穿透電流 Iceo 直接相聯(lián)系，當(dāng)管子的 Vce增加，使 Iceo 明顯Lomomπ0 omE ππ)(d)(s i nπ21 RUIttII ??? ? ??CComLCCEE π 22 VURVIP ??2CCLEm π2 VRP ?CCom00Eo 4π100 VUPP ?????0000Emomm 1 0 04π1 0 0 ???? PP?L2omCComLoEV 2π 2 RUVURPPP ????o m a xo m a x2L22ccV m a x PPRVP ???o m a xV m a xV 2 m a xV 1 m a x PPPP ???omVm a xCM PPP ??武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 12 增大時(shí)，導(dǎo)致集電結(jié)出現(xiàn)雪崩擊穿。故每個(gè) 直流電源轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的 平均電流為： () 因此兩個(gè)電源提供的功率為： () 輸出最大功率時(shí)，電源提供的功率也最大： () 3) 效率 η 輸出功率與電源提供的功率之比稱為功率放大器的效率。 1).輸出功率 Po 由于在輸出端獲得的電壓和電流均為正弦信號(hào)，根據(jù)功率的定義得 () 式中， Uom、 Iom 分別是負(fù)載上電壓和電流的峰值。 上圖所示的偏置電路是克服交越失真的一種方法，靜態(tài)時(shí)，在二極管 VD VD2上產(chǎn)生的降壓為 VT1和 VT2管提供了適當(dāng)?shù)钠珘?，使之處于微?dǎo)通狀態(tài)。 三． OCL 功率放大電路 1. 基本 OCL 功率放大器 即雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 圖 23 基本 OCL功率放大器 圖 23電路中， VT1和 VT2管分別是 NPN 型管和 PNP 型 管， 調(diào)節(jié)電路使 VD1和 VD2兩端的電壓滿足 VT1和 VT2處于微導(dǎo)通狀態(tài)， 當(dāng)輸入信號(hào)處于正弦信號(hào)正半周時(shí)， VT2截止 但必小與反向擊穿電壓 U(BR)CEO， VT1承擔(dān)放大作用，有電流通過(guò)負(fù)載 RL；當(dāng)輸入信號(hào)處于正弦信號(hào)負(fù)半周時(shí)， VT1截止， VT2承擔(dān)放大作用，仍有電流通過(guò)負(fù)載 RL， 在克服交越失真時(shí) 輸出電壓 uo為完整的正弦波。此外，由于電路的對(duì)稱性，使得同相輸入干擾能基本上互相抵消，把偶次諧波武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 10 干擾也減到最小程度，電路的交流聲和失真度極小。 BTL 電 路的電流利用率高，可在低電源電壓下得到較大的輸出功率。使 VT VT3導(dǎo)通，信號(hào)電流 ic2流經(jīng) RL產(chǎn)生負(fù)半周輸出信號(hào)，其流向?yàn)椋?Vcc 正級(jí) → VT3的 C極→ VT3 的 E 極 →R L→ VT2 的 E極 → VT 2的 C 極 →Vcc 負(fù)極，且 Icm2 的大小也為 Vcc/RL。這時(shí)， VT VT4 導(dǎo)通；ICM1=Vcc/RL。 動(dòng)態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)由倒相電路分離，在同一時(shí)間內(nèi)，分別輸出正、負(fù)半周信號(hào)去推動(dòng)這兩組輸出電路 (即 VT VT2 和 VT VT4)。即用一組電源 Vcc(Vcc 的大小與原 OTL 電路一樣 )供電，把兩個(gè) OTL 放大器的功率輸出管 VT VT2 和 VT VT4 組成橋式接法，四只功率管分別是橋的四臂 [5]。 二 . BTL 功放電路 1. BTL 電路的 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 BTL(Bridge Transformer Less)功放電路又稱作橋式平衡功放電路。 C2和 R 構(gòu)成自舉電路 ,用于提高輸出電壓正半周的幅度 ,以得到大的動(dòng)態(tài)范圍 [4]。 靜態(tài)時(shí) 根據(jù)零輸入零輸出特性 要求輸出端中點(diǎn) A 的電位 UA=1/2UCC，可以通過(guò)調(diào)節(jié) RW1 來(lái)實(shí)現(xiàn)，又由于 RW1 的一端接在 A 點(diǎn)，因此在電路中引入腳 .直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，一方 面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)也改善了非線性失真。 T1 管工作于甲類狀態(tài)，它的集電極電流 Ic1 的一部分流經(jīng)電位器 RW2 及二極管 D 給 T2， T3提供偏壓。 ： 其中由晶體三極管 T1 是推動(dòng)級(jí)， 共放射級(jí)電路，對(duì)前級(jí)電壓電流進(jìn)行放大，T2 ,T3是一對(duì)參數(shù)對(duì)稱的 NPN 和 PNP 型晶體三極管，它們組成互補(bǔ)推挽 OTL 功放電路。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè) 論文 8 第二章 OCL功放的設(shè)計(jì)思想 第一節(jié) OTL、 BTL、 OCL功率放大電路的比較研究 一、 OTL 功率放大電路 即單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 如下： 圖 21 互補(bǔ)對(duì)稱式 OTL 功放電原理圖 圖 21 所 示是互補(bǔ)對(duì)稱式 OTL 功放電原理圖。既能提高電路的能量轉(zhuǎn)換效率，又能克服乙類功率放大電路的失真問(wèn)題，目前應(yīng)用較廣泛 [3]。靜態(tài)工作點(diǎn)較低，導(dǎo)通角為 180176。 (3) 甲乙類 ：甲乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)但接近截止區(qū)，如 圖11(c)所示。 (2) 乙類 ：乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)，如圖 11(b)所示。 功放管的管耗大，電路的能量轉(zhuǎn)換效率低。 。表現(xiàn)出 能對(duì)輸入信號(hào)的整個(gè)周期進(jìn)行放大，輸出信號(hào)的非線性失真較小。 二 . 功率放大電路的類型 根據(jù)功率放大電路中三極管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不同，可分成 ： 甲類 、乙類和甲乙類。 第二 節(jié) 功率放大器簡(jiǎn)介 一 . 功率放大電路的特點(diǎn) 功率放大電路的主要要求是獲得一定的不失真 (或失真程度在允許范圍內(nèi) )的輸出功率，電路通常在大信號(hào)狀態(tài)下工作，其工作特點(diǎn)和對(duì)電路的要求與電壓放大電路有所不同，主要有： (1) 功率放大器的輸出功率盡可能大，因而需要輸出電壓和電流的幅值足夠大； (2) 功率放大電路在設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中，必須把非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)； (3) 電路末級(jí)的三極管都采用功率管，它的極限參數(shù) ICM、 U(BR)CEO、 PCM等應(yīng)滿足實(shí)際電路正常工作時(shí)的要求，并要留有一定的余量。但仍 是一種不平衡的設(shè)計(jì)，這一限制來(lái)源于輸入級(jí)。 除 典型的 OCL 放大器外，單管放大的過(guò)載能力也很差，這一系列的缺點(diǎn)是不利于電路的動(dòng)態(tài)性能的。如果以現(xiàn)代的眼光來(lái)審評(píng)，這一電路是顯得過(guò)時(shí)了一點(diǎn)。 最初采用對(duì)稱設(shè)計(jì)的例子要算互補(bǔ)對(duì)稱電路了，一上一下的兩只異極性晶體管作推挽輸出，不僅可以免除笨重的輸出變壓器，而且電路的偶次諧波失真在推挽的過(guò)程中被抵消了，保真度有了很大提高。上面所說(shuō)的都是藝術(shù)，對(duì)稱和平衡給人一種安定完美的感覺(jué)。晶體管功放由于要施加 40dB60dB的負(fù)反饋，所以對(duì)一臺(tái)增益要求為 26dB 的放大器，它的開(kāi)環(huán)增益就要達(dá)到 6686dB。 盡管電子管的擁護(hù)者仍大量存在，人們畢竟能夠比較公正地看待晶體管放大器了，認(rèn)為晶體管機(jī)頻響寬闊，層次細(xì)膩，與電子管機(jī)比較起來(lái)有一種獨(dú)特的艙力，而不是簡(jiǎn)單的誰(shuí)取代誰(shuí)的問(wèn)題 [2]。元器件的進(jìn)步使晶體管功率放大器的技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)生了 質(zhì)的飛躍，在主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)方面，也改變了過(guò)去人們對(duì)晶體管功放的看法，無(wú)論是在廳堂擴(kuò)音、電臺(tái)節(jié)目制作還是家庭重放，晶體管功放都被大量地采用，首次在數(shù)量上以壓倒性的優(yōu)勢(shì)超過(guò) 了電子管功放。最初的大功率 PNP 管是鍺管，而 NPN 管是硅管，兩者的特性差別非常顯著，電路的對(duì)稱性很差，人們更多采用的是準(zhǔn)互補(bǔ)電路，通過(guò)小功率硅管與一只大功率的 NPN 硅管復(fù)合，得到一只