下载文档原格式
OCL互补对称功率放大电路是一种常见的电子电路，它主要应用于音频功率放大器中。
在OCL电路中，功率放大电路通常采用晶体管作为主要的功率放大元件。
在使用OCL电路时，设计者需要对晶体管的功耗进行充分的考虑，以确保电路的稳定和可靠运行。
本文将重点讨论OCl互补对称功率放大电路中晶体管的功耗问题。
1. 晶体管功耗的影响因素晶体管的功耗是由多个因素共同决定的，其中最主要的因素包括工作电压、工作电流和工作温度。
在OCL电路中，晶体管通常需要承受较大的工作电流和电压，同时还要考虑电路的工作温度。
这些因素将直接影响晶体管的功耗，因此在设计OCL电路时，需要全面考虑这些因素。
2. 降低功耗的措施为了降低OCL电路中晶体管的功耗，可以采取多种措施。
可以通过合理的电路设计来减小工作电流和电压，从而降低晶体管的功耗。
可以选择具有低功耗特性的晶体管来替换传统的晶体管，这样可以有效地降低整个电路的功耗。
另外，还可以通过增加散热设备来降低晶体管的工作温度，从而减小功耗。
3. 晶体管功耗的测量方法在实际应用中，需要对OCL电路中晶体管的功耗进行精确的测量。
常见的测量方法包括使用多用表来测量晶体管的电压、电流和温度，然后通过这些数据来计算出晶体管的功耗。
还可以借助专门的功耗测试仪器来直接测量晶体管的功耗，以获取更准确的结果。
4. 功耗与性能的平衡在设计OCL电路时，需要平衡功耗和性能之间的关系。
通过合理的设计和选用适当的元件，可以在不显著牺牲性能的前提下降低电路的功耗。
在设计OCL电路时，需要全面考虑功耗和性能之间的关系，以实现最佳的设计效果。
总结起来，OCL电路中晶体管的功耗是影响电路性能和稳定性的重要因素。
通过合理的电路设计和选材，可以有效降低晶体管的功耗，从而提高整个电路的效率和可靠性。
在今后的设计中，需要更加重视晶体管功耗的问题，以实现更加节能和可靠的OCL功率放大电路。
第一部分：OCL互补对称功率放大电路的管子的功耗问题现代音频功放电路中，OCL互补对称功率放大电路使用的管子功耗一直是设计者非常关心的问题。
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计OCL（开环放大器）音频功率放大器（Power Amplifiers，简称PA）在众多影音系统中具有重要作用，它可以将信号从入口功率放大到输出功率，提供音频设备更大的输出能力。
本文针对OCL音频功率放大器的设计，构成了一套有效的设计方案，以满足多种应用需求。
首先，将放大器分成三个部分，即核心部分、驱动部分和外部部分。
其中，核心部分是使模拟电路正常工作的关键部件，它包括电源模块、放大电路模块和调节模块。
核心部分有效地实现了放大器发挥功能的基本规则，如输入输出参数的设计，过电流、热保护以及通信信号的设计要求。
接着，是放大器的驱动部分，它的电路设计和实现是实现放大器功率放大功能的关键。
其中包括低频网络电路、高频网络电路、振荡网络电路以及功率放大器电路。
驱动部分使用了先进的电子元件，实现了信号功率放大、音质优化和阻抗调整的功能，以便根据不同的工作环境实现平滑的音频效果。
最后，放大器的外部部分，其设计主要包括声音控制、连接端口以及控制按钮等与用户接口相关的内容。
这些设计可以实时调整和监控放大器的工作参数，使用者可以更轻松地使用和控制设备。
通过以上三个部分，完成了OCL音频功率放大器的基本设计方案，并通过实验确认了其输入电平、输出电平、负载阻抗、线性度、信噪比等主要性能指标，以及高。
质量的音频失真和优良的视听效果，达到了实用的应用效果。
本文的研究主要针对OCL音频功率放大器，分析了全面覆盖其主要工作特性的设计要素，并给出了实用的设计思路，以及实验精度调节等具体实现技术，有效解决了放大器在实际应用中的质量问题。
分立元件OCL功率放大电路原理分析OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。
OCL功率放大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。
(1)OCL功率放大器的结构组成功率放大器的结构如图1所示。
OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。
图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。
下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。
1)输入级：输入级主要起缓冲作用。
输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。
差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。
这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。
有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和两个三极管组成的镜像恒流源。
输入级采用小功率管，工作在甲类状态，静态电流较小。
2)激励级：激励级的作用是给功率输出级提供足够的激励电流及稳定的静态偏压，整个功率放大器的增益主要由这一级提供。
多数功放机的激励级采用单管放大电路，也有少数机器采用差分对管放大电路。
这一级常采用恒流源负载，不仅能得到较高的电源抑制特性，而且具有工作状态稳定、线性好、失真度低等优点。
激励级也是用小功率管，工作在甲类状态。
另外，激励级还要为后一级（功率输出级）提供稳定的偏置电压。
功率输出级的偏置电压电路有多种类型。
最简单的偏置电路是由激励管的集电极负载电阻构成的，其热稳定性和稳压性都比较差；有些功放采用恒压偏置电路，即由多个二极管串联而成的稳压钳位电路，使功率输出级的偏置电压保持稳定；而更多的则是采用带温度补偿的恒压偏置电路，这种偏置电路由一个三极管和几个电阻组成。
详解OCL功率放大器电路OCL基本功率放大电路(1)电路结构如图10-11所示为OCL基本功率放大电路，图中VT 1 和VT 2 是特性相同但极性不同的配对管。
VT 1 和VT 2 两管的集电极分别与对称的正、负直流电源相连，两管的基极相连是信号的输入端，两管的发射极相连是信号的输出端。
图10-11 OCL基本功率放大电路(2)工作原理静态时，两管均处于截止状态。
由于两管特性相同，内阻一样，又采用对称的直流电源供电，所以输出端 O 点静态电压为0V。
在输入信号正半周时，两管的基极电位同时升高，由于两管的极性不同，基极上的输入信号使VT 1 发射结正向偏置，VT 1 处于放大状态;而正半周的输入信号使VT 2 发射结反偏截止。
此时，流过扬声器的电流方向是自上而下的，如图中的带箭头的实线所示。
在输入信号负半周时，两管的基极电位同时下降，使VT 1 发射结反偏截止，VT 2 进入放大状态。
此时流过扬声器的电方向是自下而上(因地比负电源高)的，如图中的虚线所示。
从以上分析可以看出，OCL功率放大电路利用了NPN型和PNP 型对管的互补特性，用一个信号同时激励晶体管VT 1 、VT 2 轮流导通与截止，分别放大交流信号的正、负半周，负载上得到的是一个放大了的完整信号。
这种电路通常称为无变压器耦合互补推挽放大电路。
(3)电路特点①要采用良好平衡性的对称正、负直流电源供电，电源结构复杂。
②输出端直流电压为0V，不需要输出耦合电容，低频特性好。
③由于扬声器一端接地，直接与放大器相连，故障时直流电压升高，而扬声器的直流电阻很小，所以需加设保护电路。
④负载可获得的最大功率为⑤OCL功率放大电路主要用于输出功率较大的场合，如组合音响、扩音机电路中。
实用OCL功率放大电路OCL基本功率放大电路，由于没有直流偏置电路，在正负半周的交界处，输入电压较低，输出对管都截止，输出电压与输入电压不存在线性关系，存在一小段死区，会出现如图10-4所示的交越失真现象。
1042.10 分立和集成OCL功率放大器电路详解OCL 是英文Output Capacitorless 的简写，其意思为无输出电容，即没有输出端耦合电容的功率放大器。
2.10.1 分立元器件OCL 功率放大器工作原理分析与理解1．电路特点OCL 功率放大器与OTL 功率放大器相比具有下列一些特点。
（1）省去了输出端耦合电容器，扬声器直接与放大器输出端相连，如果电路出现故障，功率放大器输出端直流电压异常，这一异常的直流电压直接加到扬声器上，因为扬声器的直流电阻很小，便有很大的直流电流通过扬声器，损坏扬声器是必然的。
所以，OCL 功率放大器使扬声器被烧坏的可能性大大增加，这是一个缺点。
在一些OCL 功率放大器中为了防止扬声器损坏，设置了扬声器保护电路。
（2）由于要求采用正、负对称直流电源供电，电源电路的结构复杂，增加了电源电路的成本。
所谓正、负对称直流电源就是正、负直流电源电压的绝对值相同，极性不同。
（3）无论什么类型的OCL 功率放大器，其输出端的直流电压都等于0V ，这一点要牢记，对修理十分有用。
检查OCL 功率放大器是否出现故障，只要测量这一点的直流电压是不是为0V ，不为0V 时说明放大器已出现故障。
2．电路分析说明关于OCL 功率放大器的电路分析方法主要说明以下几点。
（1）直流电路分析中注意正、负电源供电电路，电路中+V 端直流电压最高，地端其次，-V 端直流电压最低。
直流电流是从+V 端流向地端，或流向-V 端，另外地端流出的直流电流流向-V 端。
（2）OCL 功率放大器中的输入级会采用差分放大器，对电路中负反馈电路的分析要倍加小心。
（3）直流电路和交流电路的分析同OTL 功率放大器一样。
（4）OCL 功率放大器已集成化，有专门的OCL 功率放大器集成电路。
3．输出端直流电压分析OCL 功率放大器输出端的直流电压等于0V 。
前面介绍的OTL 功率放大器中，输出端的直流电压等于直流工作电压的一半，而OTL 功率放大器输出端的直流电压为0V 。
OCL功率放大器一、设计任务与要求1、采用全部或部分分立元件设计一种OCL音频功率放大器。
2、额定输出功率W≥。
P10R。
3、负载阻抗Ω=8L4、失真度%γ≤35、设计放大器所需的直流稳压电源二、方案设计与论证根据本课题要求，我们所设计的低功率放大器应由以下几部分组成：直流稳压电源及功率放大。
以下逐一加以设计及论证。
1、直流稳压电源部分本设计的电源通过变压器变为25 V交流电，经整流滤波得到±31 V的直流电；同时直流电再经三端集成稳压电路输出±15 V，供应功率放大器使用。
2、功率放大部分功率放大电路由三部分组成：输入级、推动级和输出级。
输入级由有两个三极管组成差分放大电路，推动级由一个三极管组成，输出级由两个三极管对称构成。
两输出管分别由正、负两组电源供电，扬声器直接接在两输出管的输出端与地之间，同时应使本功放工作在甲乙类状态。
3、总体设计方案框架图：（如下图1-1所示）24 V 的直流电，供功率放大器使用。
输入信号通过功率放大器进行放大。
最后通过输出端输出，即得到所需。
三、单元电路设计与参数计算1、直流稳压电源设计220 V 市电经变压器输出两组独立的25 V 交流电，大电容滤波得到±35 V 直流电，再加一个0.1μF 小电容滤除电源中的高频分量。
考虑到制作过程中电源空载时的电容放电可在输出电容并上1 k Ω大功率电阻。
另外这组直流电还要传给7824、7924来获得 ±24 V 。
万一输入端短路，大电容放电会使稳压块由于反电流冲击而损坏，加两个二极管可使反相电流流向输入端起到保护作用。
（如图1所示）2、功率放大器设计此功率放大器由三部分组成：输入级、推动级和输出级。
其中VT1和VT2构成差分式输入级电路，VT3管构成推动级，VT4和VT5是推挽式互补对称输出级。
电路中，R4和C2是VT1和VT2的电源滤波电路；R5、R6和C3是负反馈网络；C4是高频负反馈电容；VD1是VT4和VT5的静态偏置二极管；C5是高频自励消除电容；R7用于调整复合管的微导通状态；R8、R9和C6构成自举电路；R10和R12构成平衡电阻；R11和R13可减少复合管的穿透电流，提高电路的稳定性；VT4、VT6以及VT5、VT7构成复合管；R14与C9为消振网络，可改善扬声器的高频特性；保险丝用于保护功放管和扬声器；C7与C8能消除直流电源意外产生的交流量；±VCC为直流稳压电源产生的±24V直流电。
ocl放大器工作原理OCL放大器工作原理一、引言OCL放大器（Output Capacitor-Less Amplifier）是一种常用于音频放大的电路，它的特点是可以在输出端不使用电容的情况下实现放大功能。
本文将从OCL放大器的工作原理、特点以及适用范围等方面进行详细介绍。
二、OCL放大器的工作原理OCL放大器主要由差动放大器、级间放大器和输出级组成。
其中，差动放大器负责将输入信号进行放大和相位反转，级间放大器进一步放大信号，并提供给输出级进行最终的放大和驱动。
下面将详细介绍各个部分的工作原理。
1. 差动放大器差动放大器是OCL放大器的核心部分，它由两个晶体管组成。
当输入信号施加在差动放大器的输入端时，晶体管1和晶体管2会根据输入信号的大小和极性进行导通或截止，从而实现对输入信号的放大和相位反转。
差动放大器的输出信号将传递给级间放大器进行进一步放大。
2. 级间放大器级间放大器是差动放大器和输出级之间的连接部分，它主要负责放大差动放大器的输出信号，并将信号传递给输出级。
级间放大器通常由多个晶体管组成，通过级联放大的方式实现对信号的进一步放大。
3. 输出级输出级是OCL放大器的最后一个级别，它负责将输入信号经过差动放大器和级间放大器的放大后，驱动输出负载。
输出级通常采用功率晶体管或功率MOS管来实现较大的输出功率。
由于OCL放大器的特点是不使用输出电容，因此输出电压的直流偏置是通过电阻网络实现的，从而避免了使用输出电容带来的频率响应问题。
三、OCL放大器的特点OCL放大器相比传统的放大器具有以下几个特点：1. 无需输出电容：OCL放大器的最大特点就是可以在输出端不使用电容的情况下实现放大功能。
这样可以避免电容对频率响应的影响，提高放大器的性能。
2. 线性度好：由于OCL放大器使用了差动放大器作为输入级，可以有效地抑制交流和直流的干扰，从而提高了放大器的线性度。
3. 适用范围广：OCL放大器适用于各种音频放大场合，如音响、电视、无线电等。
带三段均衡的OCL
功率放大器（C题）设计报告
功率放大器
摘要：本设计主要是音频放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，输出的功率尽可能大（功放管的电压和电流变化范围很大），输出信号的非线性失真尽可能的小（在大信号状态下，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区），效率尽可能高（负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比），实现了对功率的放大作用。
功率放大电路的电路形式很多，有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路，等等。
我选用的是双电源供电的OCL互补对称功放电路。
本次设计选用了双运放LM358、二端接口若干、三极管9013、9012、BD237、BD238、TIP41、TIP42、L7812、L7912、电阻若干、电容若干、构成了三段均衡电路和功率放大电路。
经测试成功的使功率放大，达到了对声音的放大效果。
关键字：LM358 功率放大
1 方案比较与论证
方案一：采用LM358双运放设计电路和四个三极管组成，运放为电路的驱动级电路。
差分电压±30V，输入电压±16.5V。
四个三极管构成功率输出级由双电源供电的OCL互补功放电路构成。
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。
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。
功率放大器的作用是给音响放大器的负载（一般是扬声器）提供所需要的输出功率。
方案二：采用LM324通用四运算放大器，双列直插8脚封装，其内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放，输出端V o的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相同。
方案选取：本设计选择方案一采用LM358和三级管就能满足实验要求了，这样设计电路简单，应用简单。
2 方案设计
2.1 设计方案方框图
驱动级应用运算放大器LM358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。
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。
功率放大器的作用是给音响放大器的负载（一般是扬声器）提供所需要的输出功率。
功率放大器的主要性能指标有最大输出不失真功率、失真度、信噪比、频率响应和效率。
目前常见的电路结构有OTL型、OCL型、DC型和CL型。
有全部采用分立元件晶体管组成的功率放大器；也有采用集成运算放大器和大功率晶体管构成的功率放大器；随着集成电路的发展，全集成功率放大器应用越来越多。
由于集成功率放大器使用和调试方便、体积小、重量轻、成本低、温度稳定性好，功耗低，电源利用率高，失真小，具有过流保护、过热保护、过压保护及自启动、消噪等功能，所以使用非常广泛。
2.2 三段均衡部分
这是实现均衡的器件，是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备。
均衡器通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器的缺陷，补
偿和修饰各种声源及其它作用，一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。
三段均衡的主要功能是调整音色、调整声扬、抑制声反馈，调整方法：超低音：20Hz—-40Hz，适当时声音强而有力。
能控制雷声、低音鼓、管风琴和贝司的声音，过度提升会使音乐变得混浊不清。
低音：40Hz-150Hz，是声音的基础部分，其能量占整个音频能量的70%，是表现音乐风格的重要成分。
适当时：低音张弛得宜，声音丰满柔和，不足时声音单薄，150Hz，过度提升时会使声音发闷，明亮度下降，鼻音增强。
中低音：150Hz-500Hz，是声音的结构部分，人声位于这个位置，不足时，演唱声会被音乐淹没，声音软而无力，适当提升时会感到浑厚有力，提高声音的力度和响度。
提升过度时会使低音变得生硬，300Hz处过度提升3-6dB，如再加上混响，则会严重影响声音的清晰度。
中音：500Hz-2KHz，包含大多数乐器的低次谐波和泛音，是小军鼓和打击乐器的特征音。
适当时声音透彻明亮，不足时声音朦胧。
过度提升时会产生类似电话的声音。
中高音：2KHz-5KHz，是弦乐的特征音（拉弦乐的弓与弦的摩搡声，弹拔乐的手指触弦的声音某）。
不足时声音的穿透力下降，过强时会掩蔽语言音节的识别。
高音：7KHz-8KHz，是影响声音层次感的频率。
过度提升会使短笛、长笛声音突出，语言的齿音加重和音色发毛。
极高音：8KHz-10KHz，合适时，三角铁和立*的金属感通透率高，沙钟的节奏清晰可辨。
过度提升会使声音不自然，易烧毁高频单元。
2.3 功率放大器部分
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。
非线性失真尽可能小。
功放的性能指标参数如下：
（一）灵敏度
对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度；对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加1W的输入功率, 在喇叭正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。
（二）阻尼系数
负载阻抗与放大器输出阻抗之比。
使用负反的晶体管放大器输出阻抗极低，仅零点几欧姆甚至更小，所以阻尼系数可达数十到数百。
（三）反馈
也称为回授，一种将输出信号的一部分或全部回送到放大器的输入端以改变电路放大倍数的技术。
负反馈
导致放大倍数减小的反馈称为负反馈。
负反馈虽然使放大倍数蒙受损失，但能够有效地拓宽频响，减小失真，因此应用极为广泛。
正反馈
使放大倍数增大的反馈称为正反馈。
正反馈的作用与负反馈刚好相反，因此使用时应当小心谨慎。
（四）动态范围
信号最强的部分与最微弱部分之间的电平差.对器材来说,动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。
（五）响应
频率响应
简称频响，衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。
对器材频响的要求有两方面，一是范围尽量宽，即能够重播的频率下限尽量低，上限尽量高；二是频率范围内各点的响应尽量平坦，避免出现过大的波动。
瞬态响应
器材对音乐中突发信号的跟随能力。
瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应，信号一停就嘎然而止，决不拖泥带水。
（六）信噪比(S/N)
又称为讯噪比，信号的有用成份与杂音的强弱对比，常常用分贝数表示。
设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
（七）屏蔽
在电子装置或导线的外面覆盖易于传导电磁波的材料，以防止外来电磁杂波对有用信号产生干扰的技术。
（八）阻抗匹配
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。
对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好；对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。
2.5 三段均衡原理图
功率放大原理图
2.4 PCB板
3 系统测试
电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标调试。
本电路在调试过程中，音频输出效果基本符合题目要求，功放各种音频信号声音洪亮清晰，无噪音，失真度几乎没有。
但在话筒信号输入部分电路中，出现了放大倍数不够，导致了功放话筒声音小，而且有噪音。
改进方法应为加大放大倍数，接上滤波电容，提高话筒前置放大能力。
4 设计总结
经过一段时间的努力，我们终于顺利的完成了改放大器，达到了大赛的题目要求，基本达到预期效果，本系统还存在一定的扩展功能。
电子制作中调试时关键也是难点，是这次设计中最重要的部分，一定要爆出锲而不舍、坚持不懈的精神。
团结就是力量。
比赛三人既要分工明确，又要保持时刻沟通、联系，彼此都要了解彼此的进度和情况。
协作得好通常能起到事半功倍的效果。
通过这次课设，我也深刻体会到了自己知识的匮乏。
意识到自己所学的知识的肤浅，只是一个表面性的，理论性的，根本不能够解决在现实中还存在的很多问题。
因此，学习中应多与实际应用相联系。
总之，通过这次设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。
而且提高了我分析问题及动手操作的能力。
使我的综合能力有了一个很大的提高。
