功放后级处理电路OTL.OCL.BTL

OTL、OCL、BTL电路及其判断方法

OTL(Output Transformer Less)电路，称为无输出变压器功放电路。是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路，它是高保真功率放大器的基本电路之一，但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。

OTL电路的主要特点有：

1采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；

2输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地；

3具有恒压输出特性，

4允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中选择，

5最大输出电压的振幅为电源电压的一半，即1/2Vcc，额定输出功率约为/(8RL)。

OCL(Output Condensert Less)电路，称为无输出电容功放电路，是在OTL电路的基础上发展起来的,与OTL相比无输出电容，低频特性好。

OCL电路的主要特点有：

6采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；

7由于没有输出电容，低频特性很好；

8扬声器一端接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路；

9具有恒压输出特性；

10允许选择4Ω、8Ω或16Ω负载；

11最大输出电压振幅为正负电源值，额定输出功率约为/(2RL)。

12需指出，若正负电源值取OTL电路单电源值的一半，则两种电路的额定输出功率都是/(8RL)。

BTL（Balanced Transformer Less）电路，称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的OTL 或OCL电路组成，扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间，即扬声器两端都不接地。

BTL电路的主要特点有：

13可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，无直流电流通过扬声器

14与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输出功率

15但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。

功率放大器电路形式的判断：

可根据功放对管的输出端与扬声器的接法来判断其电路结构形式。

·OTL功放电路的输出端的直流电位为电源电压的一半，扬声器一端接地，另一端通过大容量耦合电容与功放输出端相接；

·OCL功放电路采用双电源供电，使其输出端的直流电位为零，扬声器一端接地，另一端直接与功放输出端相接；

·BTL功放电路采用两个功放对，扬声器直接连接在两个功放对的输出端，不需要耦合电容。

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。

OTL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。用集成放大器实现BTL的方法可以有以下两种。

图（a）是比较直接的想法，两个增益互为相反数的功放推动一个负载。但是这样做有一个缺点，我们知道运放接成反相放大器（A2）时输入阻抗很低，这就会对电子管前级造成比较重的负载引起失真。如果前级是运放就没有问题。因而我们用（b）电路，A1在放大的同时起到缓冲的作用，另外用一个增益为－1的缓冲器产生一个反相输出信号驱动负载，达到同样的效果。

经验之谈：

OTL，无变压器功放电路，优点是可以使用单电源供电，是电池供电的首选电路。缺点是需要通过体积较大的电解电容作为输出耦合，对频响有一定影响。

OCL，无输出电容功放电路，优点是省去体积较大的输出电容，频率特性好，缺点是需要双电源供电，对电源的要求稍高。

BTL，由两个相同的OCL电路组成一个功率更大的功放电路，无论使用单电源还是双电源供电都不需要输出电容，理想输出功率是单个OCL电路的4倍。优点是功率做得更大，缺点是电路比较复杂。