OCL和OTL功放电路分析与测试

功放文集(2)-中功率OTL功放电路探究音频功率放大器文集（2）——中功率音频放大器探究上一讲介绍的音频个功率放大器输出功率非常小，只有几百毫瓦，在实际运用中往往需要十几瓦，几十瓦甚至于上百瓦的功率，因此，这一讲我们来谈谈中功率音频功率放大器。

在OTL和OCL电路中，要求NPN与PNP两只互补管的特性一致，一般小功率异型管容易配对，但大功率的异型管配对就比较困难。

若要求较大功率输出时就必须采用复合管，即用两只或两只以上的晶体管适当地连接起来，等效成一只晶体管使用，如图1所示。

图1 两只晶体管组合复合管的4种结构复合管的组成原则是：第一，必须保证两只晶体管各极电流按正确方向流动；第二，复合管的管型取决于与第一个晶体管的管型。

这样，就可以用一对性能相同的异型管小功率管与一对性能相同的同型管组合，得到性能一致的大功率异型管。

复合管的电流放大系数为两只管子的电流放大系数之积，即?=?1?2。

如图2所示为输出级采用复合管的大功率OTL功放电路，其中VT2与VT4组合等效为NPN型，VT3与VT5组合等效为PNP型。

图2 中功率音频功放电路原理图图3 9012或9013封装及引脚图4 TIP41或TIP42封装及引脚静态时，首先调节RP1使Q点电压约为电源电压的一半，即UQ?UCC/2。

然后，调节RP2使A、B两点间的电压UAB≈1.8V，抵消了VT2～VT4发射结压降之和，消除交越失真。

继续增大RP2，UAB增大，VT4、VT5电流随之增大，并出现发热现象。

一般来说，为了防止VT4、VT5工作时过热，除了要给它们加装散热器之外，静态电流也尽量设置小一些，最好不要超过50mA——实际工程中是这样处理的：调节RP2时，用数字万用表200mV挡测量R8（或R9）的两端电压，根据电压的大小与R8（或R9）的比值，估算VT4、VT5的电流。

RP2与VD组成的消除交越失真电路起“电平转移”的作用，A点比B 点高3个发射结压降，R4经“电平转移电路”接VT1集电极，为VT1的交流负载电阻，取值不宜过大也不宜过小：过大，则VT1的静态电流偏小；过小，则VT1的电压放大倍数偏小。

otl功率放大器实验报告(共8篇)OTL功率放大器实验报告课程设计课程名称题目名称专业班级学生姓名学号指导教师二○一三年十二月二十三日目录引言 (2)模拟电子技术功率放大器12网络工程本2郭能51202032019 孙艳孙长伟一、设计任务与要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)二、方案设计...................................................（3）三、总原理图及元器件清单....................................（4）四、电路仿真与调试.............................................（6）五、性能测试与分析..........................................（7）六、总结......................................................（8）七、参考文献 (8)OTL功率放大器引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。

过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。

但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。

OTL 电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。

它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。

两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。

OTL 功率放大器一、 实验目的（一）了解OTL 功率放大器静态工作点的调试方法 （二）掌握功放电路性能指标的测试方法 （三）观察自举电容的作用二、知识要点（一） 最大不失真输出功率P 0m理想情况下，LCCom R U =P 281，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来求得实际的LOom R U =P 2。

（二） 效率η%P P η=Eom P E —直流电源供给的平均功率。

理想情况下，ηmax ＝78.5％ 。

在实验中，可测量电源供给的平均电流I dC ，从而求得P E ＝U CC ·I dC ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。

（三） 频率响应主要研究放大器的幅率特性，为此，可采用前面测A U 的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。

此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。

（四） 输入灵敏度输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。

三、实验电路原理图图10—1 OTL 功率放大器多级放大器的最后一级一般带有一定负载，如扬声器、继电器等，这就需要放大器输出有一定的功率。

这种以输出功率为主要目的的放大电路称为功率放大器。

功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。

变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。

所以目前发展趋势倾向于采用OTL 或OCL 功放电路。

图10—1为实用OTL 电路。

图中1T 、3T 是用NPN 和PNP 管组成输出级。

1w R 是反馈电阻，静态时调节1w R 使B 点电位为C E /2，由于负反馈的作用使A 点电位稳定在这个数值上，此时自举电容2C 上的电压将充电到接近C E /2，1T 通过1w R 取得直流偏置，其静态工作点电流1C I 流经2w R 所形成压降2RW V ≈0.2V 作为2T 和3T 的偏置，使其输出极工作在甲乙类。

OTL功率放大电路实验报告课程名称：电子技术应用设计（1）主讲教师：第5 组姓名：学号：专业：一实验目的：焊接一个可以供音箱使用的音频功率放大电路，同事了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理，进一步加深对模电中所学知识的掌握，并通过对单元电路的分析，了解电路系统设计的组合方法。

二实验电路原理分析实验电路元器件清单该电路采用互补对称结构减小了交越失真，并且采用差分输入方式抑制了共模信号的输入，提高了输入信号的质量。

电路分为差分输入级、中间放大级、互补输出级。

电路中C1部分采用了电容耦合,这样前级的输入信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端了.差分输入级由Q1、Q8、R3、R13及R4组成,R3和R13分别是Q8和Q1的偏置电阻,R4的作用是抑制零漂, R2为基极提供了有效地偏置, Q3的作用是激励放大,对前级输出的信号进行再次的放大,提高增益.两个二极管为Q9和Q4提供了较稳定的电压,适量管在静态时微导通,有效地消除了交越失真; R11是Q4的偏执电阻,给Q4提供一个导通的条件,R7和R9的作用是减小了对Q6和Q7的穿透电流增加了Q6和Q7的击穿电压, 同时Q4、Q6、Q7和Q9组成了准互补放大形式, R10和C4是为模匹配而加的,做为输出级驱动的扬声器,它本身是由线圈组成的,具有感性成分,而电容又具有容性成分,这样就可以达到最大输出的模匹配,是放大达到了最大.做为R2和C5它们构成了交流电压负反馈.能有效的减小非线性失真.电容C3和C5为防止自激而加的补偿电容。

三焊接首先尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。

带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。

最好加线间地线，以免发生反馈藕合。

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。

ocl功放电路分析与维修技巧由于OCL功放电路优越的性能和较高的稳定性和可靠性，长期以来被各生产厂家广泛采用。

但在使用中由于种种原因经常出现烧毁攻放管、复合管及电阻等元件的现象。

因OCL电路是直接耦合，电路前后相互牵扯，在维修判断故障时存在一些难度。

经常造成反复烧管的现象，给维修带来不必要的损失，使不少维修工望而却步。

下面是我多年来维修攻放的经验总结，写出来供大家参考，希望能对你有所帮助并为你减少不必要的损失。

常见的OCL功放电路如下图所示：图中Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及R12、R13、R14经常同时烧毁。

在维修时不要盲目的更换上述元件后就通电，因为此时故障可能没有彻底排除，可能会再次烧毁。

应仔细检查前面的管子及电阻等元件是否损坏，W1是否开路或阻值变大等。

然后再采取下面的方法更安全稳妥：将新的测量过的Q6、Q7、Q9、R12、R13、R14焊好，而Q8和Q10功放管，集电极先不要焊接(这一点非常重要)，只焊接基极和发射极，以保证直流负反馈构成回路(否则差分对管不正常工作)，以防止由于输出不平衡时烧毁功放管。

这时一定不要接扬声器。

通电检测输出端的静态对地电压，正常值为0V≤±20mV，越小越好。

如偏差较大应立即关机，重新仔细检查。

若测得输出电压正常时，再测量Q7和Q9基极间的电压，预调W1使其在1.5—2V之间。

确认以上电压全都符合要求，再将Q7、Q9的集电极焊好，电调整W1测量功放电路部分的总电流应为25～30mA(或功率管集电极电流～20mA)。

即可接上扬声器试机(注意在接扬声器前要仔细检查其好坏，以免再次烧毁)。

另外，如果输出端的静态电压偏差大于50mV时，要重点检查Q1、Q2是否配对(两管放大系数应基本相等，误差要小于5%)，R4、R5是否变值，重新配对和更换电阻后可排除故障。

有些功放经常莫名其妙的烧毁，几次修复都用不了多长时间。

其原因大多是印刷电路布线不合理，电源线没有按照由后向前的原则布线，使电路在大音量输出时产生寄生振荡，严重时就会烧毁攻放。

湖北师范学院计算机科学与技术学院实验报告课程：电子技术基础（模拟部分）姓名：学号：专业：班级：1204时间：2013 年12月15日七．OTL功率放大电路一、实验目的1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路二、试验原理图7－1所示为OTL低频功率放大器。

其中由晶体三极管T1组成推动级，T2,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。

由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。

T1管工作于甲类状态，它的集电极电流I c1的一部分流经电位器R W2及二极管D，给T2.T3提供偏压。

调节R W2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。

静态时要求输出端中点A的电位U A=1/2U CC，可以通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号U i时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,U i的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载R L,同时向电容C0充电,在U i的正半周,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0起着电源的作用,通过负载R L放电,这样在R L上就得到完整的正弦波.C2和R构成自举电路,用于提高输出电压正半周的幅度,以得到大的动态范围.OTL电路的主要性能指标1.最大不失真输出功率P om理想情况下,P om=U CC2/8R L,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的P OM=U O2/R L。

2.效率=P OM/P E 100% P E－直流电源供给的平均功率理想情况下,功率M ax=78.5%.在实验中,可测量电源供给的平均电流I dc,从而求得P E=U CC I dc,负载上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以计算实际效率了。

摘 要OCL 电路称为无输出电容直接耦合的功放电路。

VT 1为NPN 型晶体管，VT 2为PNP 型晶体管，当输入正弦信号i u 为正半周时，VT 1的发射结为正向偏置，VT 2的发射结为反向偏置，于是VT 1管导通，VT 2管截止。

此时的11e c i i 流过负载R L 。

当输入信号i u 为负半周时，VT 1管为反向偏置，VT 2为正向偏置，VT 1管截止，VT 2管导通，此时有电流2c i 通过负载R L 。

OCL 功率放大电路是一种直接耦合的功率放大器，是指无输出耦合电容的功率放大电路。

它主要由输入级、中间增益、激励级及功率输出级组成。

输入级一般由1级或2级差动放大器构成，具有输入阻抗高、稳定性好、噪声小等特点。

关键词：OCL 功率放大电路；直接耦合；负反馈目录1、绪论 (1)2、方案的确定 (1)3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 (5)4、心得体会 (9)参考文献 (9)附录 (9)1、绪论OCL 电路组成 OCL 电路称为无输出电容直接耦合的功放电路。

如图3所示。

图中VT 1为NPN 型晶体管，VT 2为PNP 型晶体管，当输入正弦信号i u 为正半周时，VT 1的发射结为正向偏置，VT 2的发射结为反向偏置，于是VT 1管导通，VT 2管截止。

由此可见，VT 1、VT 2在输入信号的作用下交替导通，使负载上得到随输入信号变化的电流。

此外电路连成射极输出器的形式，因而放大器的输入电阻高，而输出电阻很低，解决了负载电阻和放大电路输出电阻之间的配合问题。

此时的11e c i i 流过负载R L 。

当输入信号i u 为负半周时，VT 1管为反向偏置，VT 2为正向偏置，VT 1管截止，VT 2管导通，此时有电流2c i 通过负载R L 。

由此可见，VT 1、VT 2在输入信号的作用下交替导通，使负载上得到随输入信号变化的电流。

此外电路连成射极输出器的形式，因而放大器的输入电阻高，而输出电阻很低，解决了负载电阻和放大电路输出电阻之间的配合问题。

功放后级电路的分类（OTL,OCL,BTL）特点介绍功放前级关⼼的是增益，后级关⼼的则是带负载能⼒。

通常的扬声器阻抗都是8欧，若要产⽣10W的输出，后级的电流输出能⼒就必须⼤于1A。

就这⼀点，集成运算放⼤器就不能胜任。

所以必须加接电流放⼤级。

这些电流放⼤级的电压增益甚⾄不到1，⼀般都是使⽤射级跟随器。

功放后级的输出⽅式后变压器输出、OTL（Output TransformerLess，⽆输出变压器，下图（a））、OCL（OutputCapacitorLess，⽆输出电容，下图（b））、BTL（BridgedTransformerLess，桥式，下图（c））等⼏种。

变压器输出⼀般⽤于电⼦管后级很少⽤于晶体管电路，后三种在晶体管和集成电路后级中⼴泛采⽤。

电路采⽤单电源即可⼯作，所以在便携式功放中很常⽤，如果不加输出电容，则稳态时输出电压为0.5Vcc，所以输出电容不可省去。

但是输出电容也影响了电路的低频响应。

为了提⾼低频响应，OCL电路使⽤对称双电源供电，使稳态输出为0V，省去输出电容。

这时，加在负载上的最⼤电压为Vcc。

这样电源电压利⽤率偏低，因为整个电源电压为2Vcc。

提⾼利⽤率的⽅式是使⽤BTL电路，负载接在电桥中，两端的最⼤电压可达2Vcc，相同供电电压下输出功率是OCL的四倍，但是元件数量翻倍。

下图⽰出了BTL电路的原理。

每次都是电桥对侧桥臂上的管⼦同时导通和截⽌。

由于负载中点电压始终在0V，我们可以把BTL电路看成是两个等效负载为0.5RL的OCL电路。

现在没有⼈会⽤分⽴元件组装BTL后级，因为与其消耗多⼀倍的元件搭建电路，不如把电源电压提⾼⼀倍来提⾼输出功率成本低廉。

但是，集成电路⼯艺限制了集成功放芯⽚供电电压的提升。

LM4780的极限⼯作电压为+-42V，已经是很⾼了，通常⼯作在+-35V，这时的输出功率在50W（8欧负载）。

要想获得100W以上的输出功率，只有考虑BTL电路了。

顺便说⼀句，现在的便携式设备如果有扬声器，也偏向于使⽤BTL，因为电池电压低，要提⾼功率，使⽤BTL是上策，因为在集成电路⾥多做⼀个放⼤器成本也增加不了多少。