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文檔簡介

4.2.1乙類雙電源互補對稱功率放大電路(OCL電路)1.OCL電路組成電路由一對特性和參數完全相同的PNP管和NPN管組成射極輸出電路,輸入信號接于兩管基極,負載接兩管發射極,由正負雙電源供電。

由于輸出沒有接電容而把這中形式的電路稱為無輸出電容的功率放大電路(OCL)。OCL電路組成1

設兩管的門限電壓均等于零。當輸入信號Ui=0,則ICQ=0,兩管均處于截止狀態,故輸出Uo=0。當輸入信號Ui為正半周時,三極管T2因反向偏置而截止,三極管T1因正向偏置而導通,三極管T1對輸入的正半周信號實施放大,在負載電阻上得到放大后的正半周輸出信號。當輸入信號為負半周時,三極管T1因反向偏置而截止,三極管T2因正向偏置而導通,三極管T2對輸入的負半周信號實施放大,在負載電阻上得到放大后的負半周輸出信號。2.工作原理2

雖然正、負半周信號分別是由兩個三極管放大的,但兩三極管的輸出電路都是負載電阻RL,輸出的正、負半周信號將在負載電阻RL上合成一個完整的輸出信號,因此該電路稱為互補對稱功率放大電路交替工作,能夠得到一個完整的波形。

33.輸出功率和效率負載RL取得的功率就是功放電路的輸出功率,用Po表示,它是負載兩端交流電壓的有效值和交流電流有效值的乘積,用Uom和Iom分表表示交流電流和交流電壓輸出幅值,則:當Uom=UCC,即忽略UCES時,可獲得最大功率:(1)最大輸出功率:4在不計其他耗能元件所耗的功率時,管耗就是直流電源提供的功率與輸出功率的差。每管管耗:(2)集電極最大功耗PTmax:兩管的管耗為

5每管最大管耗和電路的最大輸出功率具有的關系是:最大管耗:用PT1對Uom求導,可獲得集電極最大功耗,當Uom=2/

Ucc時,PT1max為

6(3)直流電源提供的最大平均功率:直流電源提供的功率包括負載得到的功率、功率管消耗的功率。靜態時:PE=0,有信號輸入時:最大功率:

(4)電路的效率

一般情形下的效率:

4.功率管的選擇由以上分析可知,在負載匹配的條件下,增大輸入信號或者提高電源電壓,均能增大輸出功率,但是受到功率管極限參數的限制。理想情況下的效率:7

根據乙類工作狀態及理想條件,管子的極限參數可以分別按照下式選取:84.2.2甲乙類互補對稱功率放大電路1.乙類互補功放的交越失真

由于沒有直流偏置,管子必須在|uBE|大于其門坎電壓時才能導通。當ui低于這個數值時,VT1和VT2管都截止,iC1和iC2基本上為0,負載RL上無電流流過,出現一段死區,如圖4.5所示,這種現象稱為交越失真。

圖4.5乙類互補對稱功放的交越失真

92.甲乙類互補對稱功率放大電路

為了克服交越失真,可給兩互補管的發射結設置一個很小的正向偏置電壓,使它們在靜態時處于微導通狀態。這樣,既消除了交越失真,又使功放工作在接近乙類的甲乙類狀態,效率仍然很高。圖4.6所示就是按照這種要求構成的甲乙類功放電路。

圖4.6甲乙類互補對稱功放電路

104.2.3單電源互補對稱功率放大電路(OTL電路)1.基本電路

雙電源互補對稱功率放大電路采用雙電源供電,但某些場合往往給使用者帶來不便。為此,可采用圖4.7所示的單電源供電的甲乙類互補對稱功放,又稱OTL電路。

圖中VT3為前置放大級,VT1、VT2組成互補對稱輸出級,VD1、VD2保證電路工作于甲乙類狀態。在輸入信號ui

=0時,一般只要R1、R2取值適當,就可使IC3、UB1和UB2達到所需大小,給VT1和VT2提供一個合適的偏置,從而使K點直流電位為UCC/2,則CL兩端靜態電壓也為UCC/2。由于CL容量很大,滿足RLCL>>T(信號周期),故有信號時,電容CL兩端電壓基本不變,它相當于一個電壓為UCC/2的直流電源。此外,CL還有隔直通交的耦合作用。

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在ui為負半周時,VT1導通,而VT2截止,有電流流過負載RL,同時向CL充電;在ui為正半周時VT1截止,VT2導通,此時CL起著負電源的作用,通過負載RL放電。由此我們可以認為電容CL和一個電源UCC可以代替原來的+UCC和-UCC兩個電源的作用,但其電源電壓值應等效為±UCC/2。顯然若把OCL電路性指標中的UCC換成UCC/2,就得到OTL電路的性能指標。

圖4.7OTL電路122.自舉電路

圖4.7電路雖然解決了互補對稱電路工作點偏置和穩定問題,但是,實際上還存在其他方面的問題。在額定輸出功率的情況下,電路存在最大輸出電壓幅值偏小的問題,當ui為正半周最大值時,VT1截止,VT2接近飽和導電,K點電位由靜態時的UCC/2下降為UCES,于是負載上得到最大負向輸出電壓幅值為UCC/2-UCES≈UCC/2。當ui為負半周的最大值時,理想情況下應是VT2截止,VT1接近飽和,K點電位由UCC/2升高至接近UCC,負載上得到最大正向輸出電壓幅值約為UCC/2,但由于iB1流過RC3產生的電壓降使uB1下降,iB1的增加受到限制,從而使VT1達不到飽和,于是負載上的最大正向輸出電壓幅值受到限制,將明顯小于UCC/2。

解決上述問題的措施是把圖4.7中H點的電位升高,使ui為負半周最大值時uH

>UCC,從而使IB足夠大,保證VT1飽和。為此,常采用圖4.8所示帶自舉的OTL電路。

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圖中,R、C組成自舉電路,C的容量很大,靜態時兩端電壓UC=UCC/2-IC3R,且在信號輸入時UC基本不變。當ui為負半周時,VT1導通,uH

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