OCL功放电路的分析
(完整版)OCL,OTL,BTL,甲类,乙类,甲乙类各种放大电路的原理详解,优缺点分析,以及应用说明
OCL，OTL，BTL，甲类，乙类，甲乙类各种放大电路的原理详解，优缺点分析，以及应用说明清华大学张小斌（教授）一．OCL电路OCL（output capacitor less）的英文本意是说没有电容的输出级（这样可以使输出在低频时变得平滑），你一定认为这个称谓怪怪的，那是因为OCL不是最早的职业输出级电路而是最终的。
OTL（OCL从它发展而来）电路的标配有上一句所说的奇怪的电容。
OTL在后面谈论。
之所以说OCL是“最终的”是因为它是最迎合集成电路趋势的（集成电路中最容易制造的类型）。
OCL电路的基本形式如下图所示：它的最重要的特点是双电源，注意电源在集成电路中可不是什么难题。
正是这个双电源的结构特点让电容下岗了。
Ui作为输出信号，在正的时候T1管发生作用；在负的时候T2管发生作用。
于是能产生一个连续的输出，信号如右图所示。
但是，当信号的电压在-0.6V 到0.6V之间（以硅管为例），T1和T2管的导通就成了问题了，这种状况会造成信号输出的交越失真。
面对这个问题，我们只能设置合适的静态工作点，目的就是，在没有Ui时，T1和T2就已经微导通了，那么这个时候来一点点Ui就可以自由的让T1或T2导通。
这是个很有逻辑的想法。
见下面的电路：这个旨在消除交越失真的电路在从正电源+VCC经R1、D1、D2、R2到负电源——VCC 形成一个直流电流的旅行中，必然使T1和T2的两个基极之间产生电压，电压的大小等于两个二极管的压降之和。
这样T1和T2管就均处于微导通状态了。
这种结构稍显幼稚，我们在实际中喜欢采用（b）中的形式，学名Ube倍增电路（注意要是I2远大于Ib），意思是说，合理选择R3、R4的阻值，可以使Ub1、b2得到（1+R3/R4）Ube的直流电压。
为了增大T1和T2管的电流放大系数，减小前级的驱动电流，常采用复合管的架构，复合管前面已经由gemfield讨论过了。
现在就该讨论OTL的情况了，电路如下图：很明显的是，和OCL相比，它的特点是输出端多了个电容，而且是单电源供电。
OCL功放电路详解与维修
OCL功放电路调试与维修总结本功放采用最简洁的单差分OCL功放电路。
输入级Q1、Q2按惯例采用差分放大级，但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管，这与采用NPN管相比，两管配对容易且一致性好，噪声较低。
第二级Q3为主电压放大级，它提供大部分电压增益。
但未采用常见的“自举”电路，大功率放大器采用“自举”电路，对增大输出功率意义不大，且能省去一个对音质有影响的电解电容，并有利于减少元件简化电路，C12为相位补偿电容。
IC1、R12、D4、C14、R13、Q8、K1 等组成功放过载保护电路，当负载发生短路时，继电器动作切断功放电源，保护功放电路避免故障扩大化。
当负载短路故障排除自动恢复OCL电路常见故障现象及原因电路板上搭锡，线路明显损坏引起的故障可以直接排查解决。
1、现象：无电；解决方案：查找变压器有无电压输出；无，查看保险丝是否损坏；未损坏，则查找变压器有无市电输入；无，察看保险丝管是否接触不良或未接触，查电源线是否损坏。
2、现象：输出小解决方案：查看电阻是否装错，分别查(常见错装为，100K，10K等),100K（常见错装为10K,）；电阻阻值正确的情况下，检查差动放大电路后的C2383是否良好。
3、现象：输出大解决方案：察看电阻是否装错，如100K装为150K等。
4、现象：波形失真解决方案：察看电阻是否装错，如电阻装错，10K电阻装错。
电位器阻值无限大（半波）等。
5、现象：无声音输出解决方案：检查有无管子损坏，输入短路、断路，0欧姆电阻缺失、损坏等。
6、现象：开码后不断自保护解决方案：查有无2N4007虚焊，装反，检测电路板铜线有无断开，5W水泥电阻有无损坏等。
7、现象：开码后，功率瞬时达到最大，又逐渐减小解决方案：查缺电容。
8、现象：交付使用后，出现半夜机鸣，不定时开机解决方案：查功放板缺电容两个。
9、现象：输出声音有电流声解决方案：查7805输出电压波动，将其供电端的1000uF电容更换为2200uF电容（较少出现）。
ocl功放的偏置电路
ocl功放的偏置电路
OCL（Output Capacitor Less）功放是一种无输出电容的功放电路，其偏置电路与普通的功放电路相似，主要目的是将输出信号的交流分量偏置到集电极电压的中心点，以实现输出信号的增强。
OCL功放的偏置电路一般由以下几个部分组成：
1. 偏置电流源：偏置电流源用于提供定值偏置电流，比如使用电阻分压型电流源，通过电阻分压产生一个稳定的电流，以保持输出电流的稳定性。
2. 电压分压器：电压分压器用于将电源电压分压得到适合偏置电路的工作电压，一般通过电阻分压或者二极管分压来实现。
3. 偏置电压稳定器：偏置电压稳定器用于稳定偏置电压，一般使用稳压二极管或者稳压器芯片来实现，以确保输出偏置电压的稳定性。
4. 偏置电流调节器：偏置电流调节器用于调节偏置电流的大小，一般使用电位器来调节，可以根据具体需求来调整功放的工作状态。
综上所述，OCL功放的偏置电路主要是通过偏置电流源、电
压分压器、偏置电压稳定器和偏置电流调节器等部分的协调工作来实现对输出信号的偏置，以保证OCL功放的正常工作。
OCL分立元件功率放大电路的安装与调试原理分析
OCL分立元件功率放大电路的安装与调试原理分析OCL (Output Capacitor-Less) 分立元件功率放大电路是一种常见的用于音频放大的电路。
它广泛应用在音频功放、音箱等设备中。
下面将对OCL 分立元件功率放大电路的安装与调试原理进行详细分析。
1.安装电路元件：首先，需要准备和安装电路所需的各种元件，包括电容、电阻、晶体管、电感等。
这些元件的选用和连接方式对于电路的正常工作至关重要。
在选择元件时，需要根据电路的要求选择合适的额定值和参数，确保元件能够承受电路中的电压、电流等。
在安装元件时，需要注意元件的引脚连接方式和方向，确保元件正确连接，防止引脚接触不良或短路等问题。
2.连接电路：连接电路时，需要按照电路图的要求将各个元件正确连接。
在连接电路时，需要注意信号线和电源线之间的布线方式，尽量避免信号线和电源线的交叉干扰。
同时，还需要留意电线的长度，尽量保持信号线和电源线的长度相等，以减少传输过程中的信号损失。
3.进行电源供应：在连接电路完成后，需要接入适当的电源供应，以提供电路所需的工作电压和电流。
在接入电源时，需要注意电源的极性和电压等级，确保电源的正负极正确连接，防止电源短路。
4.进行调试：在进行调试之前，需要先对电路进行检查，确保连接正确、没有短路或接触不良等问题。
调试过程中，可以使用示波器、信号发生器等仪器，对电路进行测量和分析。
首先可以通过检查电源电压是否正常，确保电路能够正常供电。
然后可以输入一定频率和幅度的信号，检查信号是否能够正确放大输出。
在调试过程中，需要根据实际情况调整电路中的元件数值、增益等参数，以获得期望的电路性能。
5.进行性能测试：在完成电路的调试后，需要进行性能测试，以验证电路的放大功率、频率响应、失真程度等指标是否满足要求。
可以使用电子负载、频率分析仪等设备对电路输出进行准确的测量和分析。
通过对性能的测试，可以进一步调整电路中的元件参数，优化电路性能。
通过以上的安装与调试步骤，可以确保OCL分立元件功率放大电路能够正常工作并达到预期的性能要求。
单差分OCL功放电路理论计算及安装实战
50W 单差分OCL功放电路理论计算及安装实战原理图根据设计目标输出功率，介绍所有元件所起的作用及推算出参数。
为方便定量计算，先假定V+与V-两个是理想电源，待计算出所有元件数值之后，再根据实际情况作出针对性调整。
输出功率设计目标：配合CD音源，不加前级驱动8欧、4欧、乃至更低的2欧负载下，平均连续输出功率都能达到50W。
峰值功率为1.414×50=70.7W≈71W。
电源当峰值输出功率和负载阻抗确定后，就已决定了对电源电压的要求。
根据欧姆定律，由最大负载阻抗计算出最大输出电压，由最小负载阻抗计算出最大输出电流。
正常音箱的阻抗在2—8欧之间，则：通常在Vo max的基础上增加一个大约2--5V的三极管饱和压降(不同的三极管压降不同，本例因电源共用，取值5V)，构成放大器所需的电源电压的基本值：V=±(Vo max+5) ，实际制作电源时，还应计入电网电压的波动和电源的调整率。
无负载时的电源电压值通常高出有负载时的电源电压值15%左右，加上电网电压的波动通常按10%计算。
因此，最终的电源电压为：V=±(Vo max+5)(1+15%+10%)=±36.25V≈±36V换算为桥式整流前的交流电压为：Vac=36.25÷1.3 =27.88V≈28V (1.3为经验系数)变压器必须留有一定余量，一般按峰值输出功率再除以0.75计算。
71÷0.75=94.6W取值100W/声道，故2声道对变压器选型为：200W，双AC 28V。
输出管Q1、Q5一般在使用三极管时都需要降额使用，保险系数一般取极限参数的0.5—0.75倍，大功率管因功耗大，余量需要适当留大一点，按0.5计，小功率管按0.75计。
所以对输出管的要求为：Vceo > 72 V Ic >12A Pd >142 W，Hfe-IC曲线在0—6A范围内尽量平直，综合价格因素及配对难度，决定用ON生产的音频三极管，Q5为NJW0281G ，Q10为NJW0302G。
OCL功率放大器报告
1 绪论功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。
音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
本设计中要求设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度=200mV，负载电阻等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P o≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz，在最大输出功率下非线性失真系数r≤3%。
驱动级应用运算放大器μA741来驱动互补输出级功放电路，功率输出级由双电源供电的OCL互补对称功放电路构成。
为了克服交越失真，由二极管和电阻构成输出级的偏置电路，以使输出级工作于甲乙类状态。
为了稳定工作状态和功率增益并减小失真，电路中引入电压串联负反馈。
本课程设计是一个OCL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用正负两组双电源供电。
综合了模拟电路中的许多理论知识，巩固了用运放和三级管组成电路的应用，负反馈放大电路基本运算电路的性能与作用。
本设计报告首先对音频功率放大器进行了简单的介绍，选择放大电路的设计方案。
选择好合理的方案后对电路的基本构成进行了分析，设计出电路图并且分析该电路，按照课程设计任务书对参数进行分析计算使电路的参数满足设计要求。
并且通过ORCAD软件设计出电路图，并对所设计电路工作原理进行分析。
利用ORCAD软件对所设计的电路进行模拟与仿真分析分别对静态工作点，瞬态波形分析，频率分析等，对ORCAD进行了一定的简介。
然后利用PROTEL软件绘制该电路的PCB印制电路板图，并且对PROTEEL软件进行了一定的简介。
最后对电路在面包板上进行连接和到实验室进行调试。
写出相关总结和心得体会。
2 音频功率放大器音频功放的性能指标音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高。
什么是ocl电路
什么是ocl电路OCL是英文Output Capacitorless的缩写，意思是“没有输出电容器”的功放电路。
OCL电路是指无输出耦合电容的功率放大电路。
OCL 电路的优缺点：OCL 电路具有体积小重量轻，成本低，且频率特性好的优点。
但是它需要两组对称的正、负电源供电，在许多场合下显得不够方便。
OCL电路是一种互补对称输出的单端推挽电路，为甲乙类电路工作方式，是由OTL（无输出变压器）电路改进设计而成的。
它的特点是：前置、推动、功放及至负载扬声器全部都是直流耦合的，即省略了匹配用的输入、输出变压器，也省略了输出电容器，克服了低频时电容器容抗使扬声器低频输出下跌，低频相移的不足，以及浪涌电流对扬声器的冲击，避免了扬声器对电源不对称，使正负半周幅度不同而产生的失真，成为当今大功率放音设备的主流电路。
但是，整个放大电路的直耦方式，也成为电路的最大弊端：当某一级电路某一点出现故障时，多数情况下都将造成其余放大级电路静态工作点的牵连变化，出现无声、声音失真、沙哑甚至烧机，给检测、判断故障增加了很大难度。
有时一个小小的失误或考虑不周，就造成大面积的烧机，损失严重，让人不敢开机。
电路工作原理参见图1。
音频信号经C1输入到BG1进行前置放大，再由c极输出到BG3的b极进行推动放大，然后由BG4、BG5推挽功率放大，再推动扬声器发声。
为了保证功放对管中点恒定为零电位，电路中还加有负反馈电路，由输出中点取样经R4加到差动放大管BG2，其过程是：中点Uo—R4—BG2基极—BG2发射极—BG1发射极—BG1集电极—BG3基极—BG3集电极—Uo，通过相关电压、电流的变化，使中点Uo电压趋于零电位，保证了电路的稳定性。
一、OCL电路具体说明1、高保真OCL功放工作在大电流、大纹波、大电压、大热量状态，必须保证其有高度的稳定性。
因此所加的负反馈电路不是一般的RC电路，而是一个与输出幅度成正比例的差动放大电路，见图2、图3的BG2。
OCL和OTL功放电路分析与测试
2 VCCU o 2 VCC 2 PE 11.5W RL RL
1 P ( PE Pom ) 1.25W V1 2 （2） U( BR)CEO 2VCC 24V
PCM 0.2Pom 1.8W V I CM CC 1.5 A RL
音频功率放大器的设计与制作 二、功放电路的主要技术指标
⒈ 输出功率 1 Po U o I o 2 其中 U o 和 I o分别为输出电压和电流幅度 ⒉ 效率
Po PE
其中Po为输出功率，PE为直流电源提供的功率
PE P O P C
1 PC 2
0
iC uCE dt 称为集电极耗散功率
音频功率放大器的设计与制作
3. 交越失真的产生与消除
u I (t )
0.7V 0.7V
A
t
B
uO (t )
当 0.7V uI (t ) 0.7V
t
V1和V2均截止，形成交越失真
解决方法：给A、B两点设置1.4V直流偏置电压，使放大器直流时恰好导 通。 此时，乙类功放变成甲乙类功放。
音频功率放大器的设计与制作 三、功放电路工作状态的选择
⒈ 工作状态分类
Q Q
VCC VCC
甲类 导通角 360
静态功耗大，失真小
乙类 导通角 180
静态功耗为0，存在失真
音频功率放大器的设计与制作
甲类
iC
I CQ
t
乙类
360 导通角 集电极效率 C 50% 理想值
1.互补对称功放电路基本概念 （1） 电路构成及工作原理
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§（OCL）功放电路的分析教案
授课人：周克建
学习目标：1、分析该电路的工作特点
2、分析该电路的工作原理
计划课时：2学时
教学重点：分析该电路的工作原理
教学难点：分析该电路的工作原理
教学方法：当堂练习、小组讨论、软件仿真投影教学
〖本节课的学习目标〗
1、学生了解该电路的工作特点
2、学生能分析该电路的工作原理
教学过程
课前通过预习卡预习
一、课堂引入（5分钟）
通过仿真了解OCL功率放大器放大现象让同学知道本节课的主要内容。
Q1
2N2102
Q2
2N2904
VDD
12V
VEE
-12V
V1
1 Vpk
500 Hz
0°
XSC1
Tektronix
1234T
G
P
7
VDD
2
VEE
了解其优点
二、课堂自学讨论并提问（15分钟）
利用以下的问题引出今天上课的重点内容
1、功放电路的主要要求是什么?
A、有足够的输出功率
B、功放管散热要好
C、非线性失真要小
D、效率要高
2、怎么设计才能满足第一要求？
A．功放管应该工作在极限状态
B．输入到功放电路的信号电压要足够的强3、怎么设计才能满足第二要求?
A．采用大功率三极管
B．给功放管装散热片
C．采用过载保护措施
4、怎么设计才能满足第三要求?
设计原理是什么？
设立静态工作点三极管工作于放大状态
回忆以前讲解的共射放大电路其实就是一种典型的功放
只有给放大电路设立合适的静态工作点就能避免三极管所带来的非线性失真
利用仿真来观察其波形了解其特点
5、怎么设计才能满足第四要求?
设计原理是什么？
不设立静态工作点，三极管工作于截止状态
根据效率公式：PO／PDC
可知只有减小静态工作点所带来的损耗才能提高效率
利用仿真来观察其波形了解其特点
6、综合以上所设计的电路都存在各自的什么优缺点？
A ．虽然无失真当效率低只有50%（甲类）
B ．虽然效率高达87.5%但出现了失真（交越失真）（乙类）
通过仿真来了解它们各自的特点
7、怎么设计才能设计完美的功放电路？
既要减小失真又要提高效率 设计原理是什么？
根据上面两种电路可知要满足以上的要求只有把静态工作点设计在放大状态与截止之间（微导通状态）（甲乙类）
三、老师与同学们一起在课堂讨论解决难点、重点
采用乙类状态效率最高， 但严重失真，如何解决？
CC
（OCL功放电路的工作特点与原理）（重点）（15分钟）利用仿真来观察其波形了解其特点
下面分析重要电路（OCL）
1、电路特点：采用双电源供电
2、电路的组成：T1 T2 功放对管
D1 D2 由二极管提供正向偏压
3、效率的计算公式
负载上交流输出功率P O
效率η=
电源供给的功率P E
η＝78.5%
4、工作原理：
该问题老师与同学们一起在课堂讨论解决 （难点、重点）
四、课堂练习（5分钟）
思考：怎么设计可以采用单电源供电的功放电路？ 提问解决
五、反馈（学生提问，老师作答）（5分钟）
1、小组共性问题反馈
2、个人知识盲点的反馈
六、课后练习
练习书90第4题
静态时(输入端电位为零)：输出端电位为零 信号正半周时：T 1导通 ，T 2截止，+U C C 供电 信号负半周时：T 1截止， T 2导通, -U C C 供电
信号变化一周时：i C 1、i C 2以相反方向流过负载，R L 上获得完整波形。