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(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。
甲乙类互补对称功率放大电路分析

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引言 引言
由两个射随器组成的乙类互补对称电路 , 实际 并不能使输出很好地反映输入的变化。这是由于没 有直流偏置(即静态时UBEQ= 0 ) , 电路出现了一种称 为 “交越失真”的失真。要解决这个问题 , 必须使 用甲乙类互补对称电路。
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本 节 学 学 习 习 要 要 点 点 和 要 求
1、电路形式 2、消除交越失真原理 3、电路的改进 4、电路的分析计算
Re3 + R*1
T3 T1 NPN
+VCC
ui R 2
- Rc3
++ T4 - + - -
T2 PNP
+
RL
uo
-
甲乙类双电源互补对称放大 电路(OCL)的输出功率Po ,管 耗PT ,电源输出功率 PV 和效 率 都与乙类互补对称功率放 大电路一样 , 自行参考第二节 的内容 ,这里不再赘述。 4.电路的分析计
D
Rc3 b1 D1 C1 R2 b2 D2
T3
+VCC
T1
VCC/2 K
+ -
T2
C
uo
RL
计算输出功率Po , 管耗PT, 电源输出功率PV和效率 ,必 须先分析推挽管T1、T2的CE 极等效电源电压的大小.
ui
b3
R1 Re3
Ce
3.电路的分析计 算
本页完 继续
甲乙类互补对称功率放大电路
一、乙类互补对称功率放大电路的交越失真 二、甲乙类双电源互补对称放大电路(OCL) 三、甲乙类单电源互补对称放大电路(OTL)
甲乙类互补对称功率放大电路
一、乙类互补对称功率放大电路的交越失真 ui=0 时,R1、R2分压使 二、甲乙类双电源互补对称放大电路 (OCL) 同时电源 +V 通过 T1对 CC T3、D1、D2 导通, D1、D2 能够去除“ -VCC” 的关 三、甲乙类单电源互补对称放大电路 (OTL) 输出电容 C 充电 , 使其左 + 的导通可以令T 、T 处于
甲乙类双电源互补对称功率放大电路

知识点: 甲乙类双电源互补对称 功率放大电路
甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1.交越失真 由于BJT输入特性存在死区电压,
+VCC 工作在乙类的互补对称电路将出现
IP甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1.交越失真
由于BJT输入特性存在死区电压,
+VCC 工作在乙类的互补对称电路将出现
O, ci ]
丁3
缺点: 偏
置电压不
静态时,在D]
宓D1
易调整
O
、
D,
Hale Waihona Puke D2上产生的压降 为T]、T2提供了
合适的偏压,
+
10RLVO
状使态之。处于微导通 )
~~ Vcc
'7
利用极管进行偏置的互补对称电路
IP甲乙类双电源互补对称功率放大电路
2.甲乙类双电互补对称电路
利用VBE扩大电路进行偏置的互补对称电路
模拟电子技术
交越失真。
_J T >克服交越失真的方法
是采用甲乙类(接近 ―T*"_』,|妃——j-->-0通v0 常乙可类利)用互二补极对管称或电路。
FnzBnE直扩。大电路进行偏
0
-VCC
毫 甲乙类双电源互补对称功率放大电路
2.甲乙类双电源互补对称电路
T3--前置放大级,
0
它的偏置电路未画出
优点: 克服了交越 失真!
知识点: 甲乙类双电源互补对称 功
率放大电路
A类 B类 AB类 D类功放的区别你真的知道吗

A类B类AB类D类功放的区别你真的知道吗A类B类AB类D类功放的区别,有什么不一样你们知道吗?首先根据功放不同的放大类型可分为:Class A(A类也称甲类)、Class B(B类也称乙类)、Class AB(AB类也称甲乙类)、Class D(D类也称数字类)。
()以上都是汽车上常见的功放器。
1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量,但失真率极低。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB),它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。
当没有信号或信号非常小时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。
当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时,正负通道的工作刚好相反。
AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真,但是相对于它的效率比以及保真度而言,都优于A类和。
模拟电子-功放电路习题解答

习题七 功放电路一、判断题 1.低频电压放大器的主要任务是把微弱的信号电压放大,输出功率并不一定大。
( √ ) 2.多级放大器的末级能输出足够大的功率来驱动负载,这类主要用于向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大器。
( √ ) 3.电压放大器是向负载提供不失真的电压信号,讨论的主要是失度真的大小、效率和功率等指标。
( ⨯ )4.低频功率放大器主要是要求输出足够大的不失真(或失真小)的功率信号。
( √ ) 5.从音频功率放大器的框图来看,它可以简单地视作电压放大器与电流放大器的组合。
( √ )6.能作为电压放大级的电路,除了通常采用的共发射极电压放大器,还有共集电极放大器。
( ⨯ ) 7.一般来说,稳定工作点电压放大器比射极跟随器的基极偏置电阻大,所以,前者的基极电流相对于偏置电路的电流可以忽略不计。
( √ ) 8.对于射极跟随器来说,加重负载或增大输入信号时,输出信号负半波会出现削波失真。
( ⨯ )9.互补输出功率放大器,NPN 管负责输出正半周,PNP 管负责输出负半周,两个半周波形叠加,在负载上得到完整的输出波形;既撇开了单管工作时发射极电阻无谓的功耗,又解决了单一型管工作(负载重)时出现的半波削波问题,可谓一举两得。
( √ ) 10.乙类互补对称功放电路存在交越失真。
( √ ) 11.甲乙类互补对称功放电路不能消除交越失真。
( ⨯ ) 12.OTL 互补对称功放由单电源供电,OCL 互补对称功放由正负双电源供电。
( √ )13.静态时,OTL 互补对称功放电路的输出电容两端压降等于电源电压的一半。
( √)14.功率管热击穿的本质原因是其b-e 间电压BE U 的负温度特性。
( √ )15.功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是: (1)都使输出电压大于输入电压。
( ⨯ ) (2)都使输出电流大于输入电流。
( ⨯ ) (3)都使输出功率大于输入功率。
( √ )二、选择题1.下列哪种电路不是功率放大器的组成部分。
AB类D类功放的区别及应用

•A类B类 AB类D类功放的区别,有什么不一样首先根据功放不同的放大类型可分为:Class A(A类也称甲类)、Class B(B类也称乙类)、Class AB(AB类也称甲乙类)、Class D(D类也称数字类)。
以上都是汽车上常见的功放器.....1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量,但失真率极低。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB),它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。
当没有信号或信号非常小时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。
当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时,正负通道的工作刚好相反。
AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真,但是相对于它的效率比以及保真度而言,都优于A类和B类功放,AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
甲乙类互补对称功率放大电路解读

一、克服交越失真的措施
1、电路中增加 R1、D1、D2、R2支路。
静态时: T1、T2两管发射结电位 R1
分别为二极管 D1、 D2的正向 导通压降,致使两管均处于
D1
微弱导通状态,有较小的静
态电流 ICQ;
vi D2
另:静态电流在输出端被抵消, R2 故vi=0,VO=0
,即保持不变,
3
? 当vi为负时,T1导通,
vK由V2CC 向正方向增加,
又vD ? vC3 ? vK ? VC3 ? vK , 则vK ?? vD ? ,
v 可使T1充分导电,Vom达到
VCC 2
。
i
C3 R2
b3
D
Rc3R3
T1
b1
D1
K
D2
b2
T2
T3
+VCC
C
RL
R1
Re
Ce
8.5 集成功率放大器
?
50
D1 vi D2
R2
? iL ? iC1 ? iC 2 ? I cmsi nt
VCC T1
vO iL T2 RL
-VCC
甲乙类放大的波形关系:
iC1
特点: 存在较小的静态
I CQ1 iC2
电流 ICQ 、IBQ 。
t
每管导通时间大于
半个周期,基本不
失真。工作方式称
I CQ2
为“甲乙类放
t
大” 。
iL
K + V- C C RL vo
T2
OTL基本原理电路
3、动态分析
设输入端在
vi
?
VCC 2
失真

失真失真概述!;又称“畸变”。
在放大电路中,输出信号波形形状不能重现输入信号波形形状的现象。
信号频率范围内,系统的幅频特性不是常值,相频特性不成线性时造成的输出信号畸变称为“线性失真”;系统中由晶体管、变压器铁芯、扬声器等非线性元件造成的输出信号畸变称为“非线性失真”。
指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。
在理想的放大器中,输出波形除放大外,应与输入波形完全相同,但实际上,不能做到输出与输入的波形完全一样,这种现象叫失真,失真类型按波形失真的不同情况,可分为幅度失真、频率失真、相位失真三种。
对幅度不同的信号放大量不同称为幅度失真。
对频率不同的信号放大量不同称为频率失真。
对频率不同的信号,经放大后产生的时间延迟不同称为相位失真(或时延失真)。
失真是输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位关系及波形形状产生变化的现象。
音频功放的失真分为电失真和声失真两大类。
电失真是由电路引起的,声失真是由还音器件扬声器引起的。
电失真的类型有:谐波失真、互调失真、瞬态失真。
声失真主要是交流接口失真。
按性质分,有非线性失真和线性失真。
线性失真是指信号频率分量间幅度和相位关系的变化,仅出现波形的幅度及相位失真,这种失真的特点是不产生新的频率分量。
非线性失真是指信号波形发生了畸变,并产生了新的频率分量的失真。
音频功放所产生的失真要点如下:一、谐波失真)这种失真是由电路中的非线性元件引起的,信号通过这些元件后,产生了新的频率分量(谐波),这些新的频率分量对原信号形成干扰,这种失真的特点是输入信号的波形与输出信号波形形状不一致,即波形发生了畸变。
降低谐波失真的办法主要有:1、施加适量的负反馈。
2、选用特征频率高、噪声系数小和线性好的放大器件。
3、提高电源的功率储备,改善电源的滤波性能。
二、互调失真两种或多种不同频率的信号通过放大器或扬声器后产生差拍与构成新的频率分量,这种失真通常都是由电路中的有源器件(如晶体管、电子管)产生的。
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甲乙类完全可以没有交越失真
这是单端、推挽与甲类、甲乙类的辨析一文的回帖,单独拿出来
讨论
最近研究成果,晶体管互补射随器甲乙类功放没有交越失真!
充分必要条件是:任何时刻内至少有一边管子有足够电流保持射
随器工况。
首先,另一边管子在导通或截止瞬间,这一边有足够能力吸收它
的冲击,不存在开关时间问题。
其次,任何失真将被补偿,绝不会把失真输出。它们只存在于管
子里。
证明:
射极跟随器100%的单级负反馈,ΔUo=ΔUi-ΔUeb。ΔUeb非常
小,大约在0.1V级别,ΔUo/ΔUeb是开环电压增益,对晶体管来说,
很大,大约100左右。
因此,输出约等于输入。失真仅存在于ΔUeb中。
因此,是一个名副其实的跟随器,即输出电压必须跟随输入电压,
跟踪精度取决于ΔUeb线性度。并且取决于两边导通性更好的那边。
如果一边产生电流冲击,必定刺激这一边的管子作出反应,保持电压
跟随性,于是冲击被吸收,输出仍然约等于输入。ΔUeb非线性度小
于ΔUeb一个数量级,而ΔUeb又比ΔUo小两个数量级,因此跟踪误
差应该在0.x%。
输出电压确定了,电流的问题,让欧姆定律去解决吧。
输出电路是Y型电路,有一路电流已经证明不失真了,而电路必
定是有失真的啊,显然,失真的电流都会出现在另外两个支路里,就
是:两路失真的电流合成了不失真的输出电流!这就是交越期间管子
工况的真实写照,可以用测量和仿真证实的。
交越失真,是小信号失真,如果在声音极小时听出失真,可能是
交越失真。大音量产生的失真都不是交越失真。你们真的听到过交越
失真?那一定是个糟糕的放大器。
有说甲乙类音质差的,多是大音量的体验。剧烈的电流波动导致
电压不稳,扰乱了前级的工况才是元凶!这里指出了提升甲乙类功放
音质的解决之道。
这里也解释了前边朋友提出来的,为什么有些乙类功放声音不错。
写这些主要是让甲乙类功放的用家放心(帮你排除心理障碍),
交越失真不那么可怕的。虽然甲类略微有点好处,我是极力不推荐的,
不绿色,不环保,夏天费空调,冬天当炉子的东西。