OCL功放电路的分析
(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。
OCL功放电路详解与维修
OCL功放电路调试与维修总结本功放采用最简洁的单差分OCL功放电路。
输入级Q1、Q2按惯例采用差分放大级,但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管,这与采用NPN管相比,两管配对容易且一致性好,噪声较低。
第二级Q3为主电压放大级,它提供大部分电压增益。
但未采用常见的“自举”电路,大功率放大器采用“自举”电路,对增大输出功率意义不大,且能省去一个对音质有影响的电解电容,并有利于减少元件简化电路,C12为相位补偿电容。
IC1、R12、D4、C14、R13、Q8、K1 等组成功放过载保护电路,当负载发生短路时,继电器动作切断功放电源,保护功放电路避免故障扩大化。
当负载短路故障排除自动恢复OCL电路常见故障现象及原因电路板上搭锡,线路明显损坏引起的故障可以直接排查解决。
1、现象:无电;解决方案:查找变压器有无电压输出;无,查看保险丝是否损坏;未损坏,则查找变压器有无市电输入;无,察看保险丝管是否接触不良或未接触,查电源线是否损坏。
2、现象:输出小解决方案:查看电阻是否装错,分别查(常见错装为,100K,10K等),100K(常见错装为10K,);电阻阻值正确的情况下,检查差动放大电路后的C2383是否良好。
3、现象:输出大解决方案:察看电阻是否装错,如100K装为150K等。
4、现象:波形失真解决方案:察看电阻是否装错,如电阻装错,10K电阻装错。
电位器阻值无限大(半波)等。
5、现象:无声音输出解决方案:检查有无管子损坏,输入短路、断路,0欧姆电阻缺失、损坏等。
6、现象:开码后不断自保护解决方案:查有无2N4007虚焊,装反,检测电路板铜线有无断开,5W水泥电阻有无损坏等。
7、现象:开码后,功率瞬时达到最大,又逐渐减小解决方案:查缺电容。
8、现象:交付使用后,出现半夜机鸣,不定时开机解决方案:查功放板缺电容两个。
9、现象:输出声音有电流声解决方案:查7805输出电压波动,将其供电端的1000uF电容更换为2200uF电容(较少出现)。
ocl功放的偏置电路
ocl功放的偏置电路
OCL(Output Capacitor Less)功放是一种无输出电容的功放电路,其偏置电路与普通的功放电路相似,主要目的是将输出信号的交流分量偏置到集电极电压的中心点,以实现输出信号的增强。
OCL功放的偏置电路一般由以下几个部分组成:
1. 偏置电流源:偏置电流源用于提供定值偏置电流,比如使用电阻分压型电流源,通过电阻分压产生一个稳定的电流,以保持输出电流的稳定性。
2. 电压分压器:电压分压器用于将电源电压分压得到适合偏置电路的工作电压,一般通过电阻分压或者二极管分压来实现。
3. 偏置电压稳定器:偏置电压稳定器用于稳定偏置电压,一般使用稳压二极管或者稳压器芯片来实现,以确保输出偏置电压的稳定性。
4. 偏置电流调节器:偏置电流调节器用于调节偏置电流的大小,一般使用电位器来调节,可以根据具体需求来调整功放的工作状态。
综上所述,OCL功放的偏置电路主要是通过偏置电流源、电
压分压器、偏置电压稳定器和偏置电流调节器等部分的协调工作来实现对输出信号的偏置,以保证OCL功放的正常工作。
OCL分立元件功率放大电路的安装与调试原理分析
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。
单差分OCL功放电路理论计算及安装实战
50W 单差分OCL功放电路理论计算及安装实战原理图根据设计目标输出功率,介绍所有元件所起的作用及推算出参数。
为方便定量计算,先假定V+与V-两个是理想电源,待计算出所有元件数值之后,再根据实际情况作出针对性调整。
输出功率设计目标:配合CD音源,不加前级驱动8欧、4欧、乃至更低的2欧负载下,平均连续输出功率都能达到50W。
峰值功率为1.414×50=70.7W≈71W。
电源当峰值输出功率和负载阻抗确定后,就已决定了对电源电压的要求。
根据欧姆定律,由最大负载阻抗计算出最大输出电压,由最小负载阻抗计算出最大输出电流。
正常音箱的阻抗在2—8欧之间,则:通常在Vo max的基础上增加一个大约2--5V的三极管饱和压降(不同的三极管压降不同,本例因电源共用,取值5V),构成放大器所需的电源电压的基本值:V=±(Vo max+5) ,实际制作电源时,还应计入电网电压的波动和电源的调整率。
无负载时的电源电压值通常高出有负载时的电源电压值15%左右,加上电网电压的波动通常按10%计算。
因此,最终的电源电压为:V=±(Vo max+5)(1+15%+10%)=±36.25V≈±36V换算为桥式整流前的交流电压为:Vac=36.25÷1.3 =27.88V≈28V (1.3为经验系数)变压器必须留有一定余量,一般按峰值输出功率再除以0.75计算。
71÷0.75=94.6W取值100W/声道,故2声道对变压器选型为:200W,双AC 28V。
输出管Q1、Q5一般在使用三极管时都需要降额使用,保险系数一般取极限参数的0.5—0.75倍,大功率管因功耗大,余量需要适当留大一点,按0.5计,小功率管按0.75计。
所以对输出管的要求为:Vceo > 72 V Ic >12A Pd >142 W,Hfe-IC曲线在0—6A范围内尽量平直,综合价格因素及配对难度,决定用ON生产的音频三极管,Q5为NJW0281G ,Q10为NJW0302G。
OCL功率放大器报告
1 绪论功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高。
音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz~20 kHz,因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
本设计中要求设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度=200mV,负载电阻等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P o≥2W,功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz,在最大输出功率下非线性失真系数r≤3%。
驱动级应用运算放大器μA741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,以使输出级工作于甲乙类状态。
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。
本课程设计是一个OCL功率放大器,该放大器采用复合管无输出耦合电容,并采用正负两组双电源供电。
综合了模拟电路中的许多理论知识,巩固了用运放和三级管组成电路的应用,负反馈放大电路基本运算电路的性能与作用。
本设计报告首先对音频功率放大器进行了简单的介绍,选择放大电路的设计方案。
选择好合理的方案后对电路的基本构成进行了分析,设计出电路图并且分析该电路,按照课程设计任务书对参数进行分析计算使电路的参数满足设计要求。
并且通过ORCAD软件设计出电路图,并对所设计电路工作原理进行分析。
利用ORCAD软件对所设计的电路进行模拟与仿真分析分别对静态工作点,瞬态波形分析,频率分析等,对ORCAD进行了一定的简介。
然后利用PROTEL软件绘制该电路的PCB印制电路板图,并且对PROTEEL软件进行了一定的简介。
最后对电路在面包板上进行连接和到实验室进行调试。
写出相关总结和心得体会。
2 音频功率放大器音频功放的性能指标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。
什么是ocl电路
什么是ocl电路OCL是英文Output Capacitorless的缩写,意思是“没有输出电容器”的功放电路。
OCL电路是指无输出耦合电容的功率放大电路。
OCL 电路的优缺点:OCL 电路具有体积小重量轻,成本低,且频率特性好的优点。
但是它需要两组对称的正、负电源供电,在许多场合下显得不够方便。
OCL电路是一种互补对称输出的单端推挽电路,为甲乙类电路工作方式,是由OTL(无输出变压器)电路改进设计而成的。
它的特点是:前置、推动、功放及至负载扬声器全部都是直流耦合的,即省略了匹配用的输入、输出变压器,也省略了输出电容器,克服了低频时电容器容抗使扬声器低频输出下跌,低频相移的不足,以及浪涌电流对扬声器的冲击,避免了扬声器对电源不对称,使正负半周幅度不同而产生的失真,成为当今大功率放音设备的主流电路。
但是,整个放大电路的直耦方式,也成为电路的最大弊端:当某一级电路某一点出现故障时,多数情况下都将造成其余放大级电路静态工作点的牵连变化,出现无声、声音失真、沙哑甚至烧机,给检测、判断故障增加了很大难度。
有时一个小小的失误或考虑不周,就造成大面积的烧机,损失严重,让人不敢开机。
电路工作原理参见图1。
音频信号经C1输入到BG1进行前置放大,再由c极输出到BG3的b极进行推动放大,然后由BG4、BG5推挽功率放大,再推动扬声器发声。
为了保证功放对管中点恒定为零电位,电路中还加有负反馈电路,由输出中点取样经R4加到差动放大管BG2,其过程是:中点Uo—R4—BG2基极—BG2发射极—BG1发射极—BG1集电极—BG3基极—BG3集电极—Uo,通过相关电压、电流的变化,使中点Uo电压趋于零电位,保证了电路的稳定性。
一、OCL电路具体说明1、高保真OCL功放工作在大电流、大纹波、大电压、大热量状态,必须保证其有高度的稳定性。
因此所加的负反馈电路不是一般的RC电路,而是一个与输出幅度成正比例的差动放大电路,见图2、图3的BG2。
OCL和OTL功放电路分析与测试
2 VCCU o 2 VCC 2 PE 11.5W RL RL
1 P ( PE Pom ) 1.25W V1 2 (2) U( BR)CEO 2VCC 24V
PCM 0.2Pom 1.8W V I CM CC 1.5 A RL
音频功率放大器的设计与制作 二、功放电路的主要技术指标
⒈ 输出功率 1 Po U o I o 2 其中 U o 和 I o分别为输出电压和电流幅度 ⒉ 效率
Po PE
其中Po为输出功率,PE为直流电源提供的功率
PE P O P C
1 PC 2
0
iC uCE dt 称为集电极耗散功率
音频功率放大器的设计与制作
3. 交越失真的产生与消除
u I (t )
0.7V 0.7V
A
t
B
uO (t )
当 0.7V uI (t ) 0.7V
t
V1和V2均截止,形成交越失真
解决方法:给A、B两点设置1.4V直流偏置电压,使放大器直流时恰好导 通。 此时,乙类功放变成甲乙类功放。
音频功率放大器的设计与制作 三、功放电路工作状态的选择
⒈ 工作状态分类
Q Q
VCC VCC
甲类 导通角 360
静态功耗大,失真小
乙类 导通角 180
静态功耗为0,存在失真
音频功率放大器的设计与制作
甲类
iC
I CQ
t
乙类
360 导通角 集电极效率 C 50% 理想值
1.互补对称功放电路基本概念 (1) 电路构成及工作原理
OCL功率放大器设计分析
设计题目:OCL功率放大器设计姓名:学号:班级:14级专业:电子信息工程设计时间:20162016年 7 月 4 日目录概述 (3)一、任务及要求: (4)1.设计任务 (4)2.设计要求 (4)二.总体方案设计 (4)1.设计思路 (4)2. OCL功放各级的作用和电路结构特征 (4)三.单元电路的选择及设计 (5)1、设计方案 (5)2、设计选择 (5)(1)设计一个放大器所需要的直流稳压电源 (5)(2)差分放大电路电路图 (6)(3)复合管放大电路电路图 (7)(4)U的倍增电路电路图 (7)BE四.总体电路图 (9)五.元器件参数的选择: (10)a.确定工作电压V (10)CCb.功率输出级的设计: (11)c.推动级(V4)的设计 (12)d.输入级的设计 (13)六、总结与体会 (15)概述(1)放大电路实质上都是能量转换电路。
从能量控制的观点来看,功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。
但是,功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。
对电压放大电路的主要的要求是使其输出端得到不失真的电压信号,讨论的主要指标是电压增益,输入和输出阻抗等,输出的功率并不一定大。
而功率放大电路则不同,它主要要求获得一定的不失真(或失真较小)的输出功率,因此功率放大电路包含这一系列在电压放大电路中没有出现过的特殊问题,这些问题是:要求输出功率尽可能大为了获得大的功率输出,要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度,因此器件往往在接近极限运用状态下工作。
效率更高(2)由于输出功率大,因此直流电源消耗的功率也大,这就存在一个效率问题。
所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。
这个比值越大,意味着效率越高。
非线性失真小(3)功率放大电路是在大信号下工作,所以不可避免地会产生非线性失真,而且同一功放管输出功率越大,非线性失真往往越严重,这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。
分立元件OCL功率放大电路原理分析
分立元件OCL功率放大电路原理分析OCL是英文OutputCapacitorLe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。
OCL准互补功率放大电路图
OCL准互补功率放大电路图
电路结构:T1、T2为差放输入级,T4为共射放大级和T7~T9、T8~T10组成准互补功率输出级。
静态电流:R1和D1、D2先确定了基准电压并与T3、T5组成恒流源。
T3提供差放级静态电流,T5是共射放大级的有源负载。
T6、R2、R3组成VBE恒压偏置电路,为准互补电路设置静态工作点,克服交叉失真。
RB1和Rf分别构成T1、T2管的基流回路,且Rf构成直流负反馈,使整个电路的静态工作点稳定。
Rf和
C1、RB2又形成了交流电压串联负反馈,使电压放大倍数稳定,输入电阻增大,输出电阻降低,非线性失真减小。
输出端串接一熔丝BX用来保护功率管、使它们在输出短路时不至于烧毁。
为了得到较大输出功率,就需要有较大幅值的电压信号和一定数值的电流才能推动功放。
前置放大器可以用分立元件组成,也可用集成运放来实现。
该电路与实例二主要区别
T7~T10的偏置电压采用T6、R2、R3恒压偏置电路。
提高推动级集电极电压振幅不是采用自举电路,而是对推动级的集电极负载用D1、D2、T5管构成有源负载,对直流呈现直流负载很小,而对交流呈现很大的负载。
输出端串接一熔丝BX用来保护功率管、使它们在输出短路时不至于烧毁。
电路原理演示:。
互补功率放大电路
互补功率放大电路(OCL)分析
基本电路 交越失真问题
实际T1、T2特性非理想的,存在导通电压
当输入信号ui 在过零附近,两只管子均截止, uo失真,交越失真。
消除失真的方法:设置合适的静态工作点
互补功率放大电路(OCL)分析
消除交越失真的互补输出级
静态:UB1B2 UD1 UD2 二极管D1或D2虚焊?
例
(1)T1、T3和T5管基极的静态电位?
UB1=1.4V UB3=-0.7V UB5=-17.3V
E
(2)静态时uI=?
(3)电路中二极管的个数 可以 是1、2、3、4吗?
《模拟电子技术》
集成运算放大电路
动态:ub1 ub2 ui
电阻R1或R2虚焊?
若I
2>>I
,则
B
U B1B2Fra bibliotekR3+R4 R4
U BE
故称之为 UBE倍增电路
互补功率放大电路(OCL)分析
复合管
为了提高功放管的电流放大系数,常用多个晶体管构成复合管。
并接点
原则
串接点电流连续 并接点电流同时流进或流出 复合管类型与驱动管相同
串接点
= 1 2
互补功率放大电路(OCL)分析
准互补输出级 为保持输出管的良好对称性,输出管为同类型晶体管。
静态时:UBE1 UBE 2 UEB3
(1
R3 R4
)U BE5
动态时:ub1 ub3 ui
R1、R2>>R3、R4
互补功率放大电路(OCL)分析
已知:UD=0.7V,│UBE│=0.7V,UEQ=0V。
互补功率放大电路(OCL)分析
双电源互补对称功率放大电路(OCL电路)
1.2 性能指标分析
1.输出功率
Po
UoIo
U
2 o
RL
Uo2m 2RL
U
2 cem
2RL
考虑到管子的饱和压降UCES时,负载上可获得的最大输出功率为
Pom
VCC UCES 2RL
2
2.转换效率
两电源提供的总平均功率为
转换效率为
PV
2VCC
VCC U CES
RL
Po VCC UCES
故输出电压 uo=0 。 (2)动态分析
Ui正半周:VT1导通, VT2截止。在RL上产生正半周的输出电 压。 Ui负半周: VT2导通, VT1截止。在RL上产生负半周的输出 电压。
在输入信号Ui的的一个周期内 , VT1, VT2交替工作, R L上得到完整的正弦波输出信号。这种工作方式既提高了 效率,又解决了波形失真的问题。
VCC RL
RL
1.3 交越失真现象及消除方法
由于晶体管的死区使输出电流 (电压)波形在正、负半周过 零处产生的非线性失真,称为 交越失真。
消除交越失真的方法是:设置合适的静态工作点,使功放 管均工作在微导通状态,即甲乙类状态。一旦输入信号加 入,晶体管立即进入线性放大区。
1.4 OCL电路实例分析
1.采用相同类型的NPN、PNP管组成的复合管互补对称功率放大电路。两者很难 做到完全对称。
2.通过复合管的接法来实现互补
3. OCL电路实例分析源自拟电子技术PV 4VCC
在理想情况下,即忽略管子的饱和压降UCES 时
100 78.5%
4
3.管耗
两管的总管耗为
PT
2 RL
VCCUom
U
2 om
50W 单差分OCL功放电路理论计算及安装实战
50W 单差分OCL功放电路理论计算及安装实战原理图根据设计目标输出功率,介绍所有元件所起的作用及推算出参数。
为方便定量计算,先假定V+与V-两个是理想电源,待计算出所有元件数值之后,再根据实际情况作出针对性调整。
输出功率设计目标:页脚内容1配合CD音源,不加前级驱动8欧、4欧、乃至更低的2欧负载下,平均连续输出功率都能达到50W。
峰值功率为1.414×50=70.7W≈71W。
电源当峰值输出功率和负载阻抗确定后,就已决定了对电源电压的要求。
根据欧姆定律,由最大负载阻抗计算出最大输出电压,由最小负载阻抗计算出最大输出电流。
正常音箱的阻抗在2—8欧之间,则:通常在Vo max的基础上增加一个大约2--5V的三极管饱和压降(不同的三极管压降不同,本例因电源共用,取值5V),构成放大器所需的电源电压的基本值:V=±(Vo max+5) ,实际制作电源时,还应计入电网电压的波动和电源的调整率。
无负载时的电源电压值通常高出有负载时的电源电压值15%左右,加上电网电压的波动通常按10%计算。
因此,最终的电源电压为:V=±(Vo max+5)(1+15%+10%)=±36.25V≈±36V换算为桥式整流前的交流电压为:Vac=36.25÷1.3 =27.88V≈28V (1.3为经验系数)变压器必须留有一定余量,一般按峰值输出功率再除以0.75计算。
71÷0.75=94.6W取值100W/声道,故2声道对变压器选型为:200W,双AC 28V。
页脚内容2输出管Q1、Q5一般在使用三极管时都需要降额使用,保险系数一般取极限参数的0.5—0.75倍,大功率管因功耗大,余量需要适当留大一点,按0.5计,小功率管按0.75计。
所以对输出管的要求为:Vceo > 72V Ic >12A Pd >142 W,Hfe-IC曲线在0—6A范围内尽量平直,综合价格因素及配对难度,决定用ON生产的音频三极管,Q5为NJW0281G ,Q10为NJW0302G。
经典OCL差分功放电路图解
经典OCL差分功放电路图解下图是一个非常经典的OCL差分功放电路,通过这个电路我们来详细分析OCL差分功放各元器件的作用。
看到这个电路图,可能一些刚入门的朋友会有点蒙。
不用怕,现在开始带大家一起来分析这个电路。
方式是从简到难,从框架到细节这样的顺序来讲解电路,先讲框架,然后逐渐加添加电路细节,所以大家要跟上思路。
(一)第一步,尽可能的抽象这个电路图,会等效成什么样子那?(图1 OCL等效电路)对,就是上面这个电路,整个OCL电路可以等效为一个大功率的运放,加上几个电阻电容构成了一个同向放大器,就是这么简单。
为了便于理解,我把等效电路中电阻电容的编号也跟原图中对应起来了,大家看出区别和联系来了吗?所以整个功放的增益怎么算?截止频率怎么算?是不是很简单?什么,你不懂运放?来来来,打开电脑,打开浏览器,调出收狗输入法,输入“清华大学模拟电子技术基础”,先从头看一遍。
如果上面的等效电路你能够看明白,那么这个OCL电路你也就弄明白了,当然,除了一点具体的实现细节还需要跟你讲解一下。
来来来,我们一步步还原上面的完整电路。
(二)实际的运放功率不够大怎么办?你首先想到的是什么?没错,后级加上大功率三极管。
看下图。
(图2 使用图腾柱提高输出功率)如上图,在运放的后级加上一级图腾柱来提高功放的输出功率,什么,你问我为啥后面的两个三极管Q1,Q2叫做图腾柱?呵呵,鬼知道,可能是因为图腾象征着力量吧,这两个三极管给了你力量咯。
眼尖的小伙伴开始抱怨了,亲,你这个电路不科学啊,后面图腾柱的两个基极直接接在一起会有交越失真的幺。
确实会存在交越失真,我们要保证两个三极管时刻处于导通状态,怎么办呐?当然是给两个三极管都提供一个维持导通的偏执电压喽。
看下图。
(三)消除大功率三极管的交越失真(图3 通过添加偏置电压,消除功率三极管的交越失真)这个时候又有人开始吐槽了,加偏置电压我懂,但是为啥加了个三极管Q3来提供偏置那?哈哈,这就要说道这个传说中的倍压电路了。
OCL音频功率放大器设计实验报告
O C L音频功率放大器设计调试报告班级 11级电子(2)班学号 201172020247姓名芮守婷2013 年 6月 5日一、实验目的1、通过亲自实践,用分立元件搭接焊接成一个低频功放,在使其正常工作的基础上通过调试以达到优化的目的;2、通过此次试验验证模拟电子技术的有关理论,进一步巩固自身的基本知识和基础理论。
3、通过实验过程培养综合运用所学知识解决实际问题的工作能力;4、同时提高提高团队意识,加强协作精神。
二、指标要求1、输出功率:≧20W2、负载:8欧3、电压增益:40dB4、带宽:10HZ~40KHZ三、功放的分类及简单介绍功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高。
音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz~20 kHz,因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
本设计中要求设计一个实用的音频功率放大器。
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互补推挽对称功放电路。
此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类。
推挽功率放大器的工作状态之所以设为甲乙类而不是乙类,其目的是为了减少“交越失真”。
若设置为乙类状态,由于两管的静态工作点取在晶体管输入特性曲线的截止点上,因而没有基极偏流。
这时由于管子输入特性曲线有一段死区,而且死区附近非线性又比较严重,因而在有信号输入、引起两管交替工作时,在交替点的前后便会出现一段两管电流均为零或非线性严重的波形;对应地,在负载上便产生了交越失真。
将工作状态设置为甲乙类便可大大减少交越失真。
这时,由于两管的工作点稍高于截止点,因而均有一很小的静态工作电流I CQ。
最简单的单差分OCL功放电路图
最简单的单差分OCL功放电路图最简单的单差分OCL功放电路图现代功放随着性能的不断提高,电路结构也越来越复杂,这是业余制作者尤其是初学者最感头痛的问题,这里向大家介绍一个最简功放电路,看一看能简化到什么程度,又能达到怎样的性能,这也是一个令人感兴趣的问题。
1)电路原理和性能(1)电路分析图1是本功放的申路图,功放部分元器件连晶体管在内仅20个左右,乍下看象一个原理简图,但确确实实是一个可付诸实用的功放,而且它能以较低的谐波失真向8Ω(4Ω)负载提供≥50W(120W)的输出功率。
它采用典型的OCL电路,但制作时根据实践情况对设计作了必要的改进。
输入级BG1—2按惯例采用差分放大级,但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管,这与采用NPN管相比,两管配对容易且一致性好,噪声较低。
对简单的电路结构,这是需要加以尽量考虑的。
第二级BG3为主电压放大级,它提供大部分电压增益,但未采用常见的“自举”电路。
大功率放大器采用“自举”电路对增大输出功率意义不大,且能省去一个对音质有影响的电解电容,并有利减少元件简化电路。
C2是相位补偿电容。
末级由BG4—7以最简方式复合而成的互补输出级,元件少无调整,使采用功率较小的推动管BG4—5也足以满足推动末级输出100W以上的要求。
末级静态电流的设定以减小低输出功率时的交越失真为主,通常取40—50mA。
至于大输出功率时的交越失真因“掩蔽”效应,影响不明显。
对静态电流也未作热补偿,工作时随着温度上升静态电流也相应上升,但试用中并未出现失控。
这样做可简化安装工艺、减少调试手续,此外,稍大的静态电流多少也能降低一些大输出时的交越失真。
C3作电源高频退耦。
本机加上总体负反馈后的增益约20倍(26dB),但取消总体负反馈后也能很好工作雪满功率输出波形仍是对称的,用示波器观察未见波形失真,用失真仪测试谐波失真,与加负反馈后相比升高并不大(仅0.2%左右)。
可以看出,本机的开环性能不错。
集成运放驱动的OCL功放TDA7388汽车专用4声道功放IC应用电路图
集成运放驱动的OCL功放
作者:低音之父来源:未知日期:2010-3-4 10:53:27 人气:213 标签:集成运放驱动的OCL功放导读:该电路若取电源为±15V时,负载上可获10W功率。
该电路与实例二主要区别:(a)用集成运放替代了分立元件组成的驱动电路。
(b)用D1~D3为准互补电路设置静态工作点,
该电路若取电源为±15V时,负载上可获10W功率。
该电路与实例二主要区别:
(a)用集成运放替代了分立元件组成的驱动电路。
(b)用D1~D3为准互补电路设置静态工作点,克服交叉失真。
(c)引入电压串联负反馈(经R3)稳定工作点及放大倍数、减小失真。
TDA7388汽车专用4声道功放IC应用电路图
作者:低音之父来源:未知日期:2009-11-8 17:01:35 人气:1134 标签:
导读:TDA7388汽车专用4声道功放IC应用电路图,傻瓜电路,不用说明,接上电就可以使用!呵呵!
TDA7388汽车专用4声道功放IC应用电路图,傻瓜电路,不用说明,接上电就可以使用!呵呵!。
ocl功放电路
ocl功放电路
OCL(开环输出电路)功放电路是一种普遍使用的高增益功放电路。
它是通过利用交流放大器来实现功率放大的电路,其特点是由于无反馈回路,所以具有较高的非线性失真,但具有较大的频率响应,即为所谓的“超高频响应”。
OCL功放电路的典型结构是一个双极放大器,该放大器由三部分组成:输入电路、放大器和输出电路。
在输入电路中,输入信号被放大器放大,之后通过输出电路将放大后的信号输出到负载。
输出电路中,负载对放大后的信号进行分压,并将多余的能量传递出去。
OCL功放电路的优点是具有较高的频率响应,但不受外界影响,可以获得可靠的信号输出;缺点是非线性失真较大,功率放大能力有限。
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§(OCL)功放电路的分析教案
授课人:周克建
学习目标:1、分析该电路的工作特点
2、分析该电路的工作原理
计划课时:2学时
教学重点:分析该电路的工作原理
教学难点:分析该电路的工作原理
教学方法:当堂练习、小组讨论、软件仿真投影教学
〖本节课的学习目标〗
1、学生了解该电路的工作特点
2、学生能分析该电路的工作原理
教学过程
课前通过预习卡预习
一、课堂引入(5分钟)
通过仿真了解OCL功率放大器放大现象让同学知道本节课的主要内容。
Q1
2N2102
Q2
2N2904
VDD
12V
VEE
-12V
V1
1 Vpk
500 Hz
0°
XSC1
Tektronix
1234T
G
P
7
VDD
2
VEE
了解其优点
二、课堂自学讨论并提问(15分钟)
利用以下的问题引出今天上课的重点内容
1、功放电路的主要要求是什么?
A、有足够的输出功率
B、功放管散热要好
C、非线性失真要小
D、效率要高
2、怎么设计才能满足第一要求?
A.功放管应该工作在极限状态
B.输入到功放电路的信号电压要足够的强3、怎么设计才能满足第二要求?
A.采用大功率三极管
B.给功放管装散热片
C.采用过载保护措施
4、怎么设计才能满足第三要求?
设计原理是什么?
设立静态工作点三极管工作于放大状态
回忆以前讲解的共射放大电路其实就是一种典型的功放
只有给放大电路设立合适的静态工作点就能避免三极管所带来的非线性失真
利用仿真来观察其波形了解其特点
5、怎么设计才能满足第四要求?
设计原理是什么?
不设立静态工作点,三极管工作于截止状态
根据效率公式:PO/PDC
可知只有减小静态工作点所带来的损耗才能提高效率
利用仿真来观察其波形了解其特点
6、综合以上所设计的电路都存在各自的什么优缺点?
A .虽然无失真当效率低只有50%(甲类)
B .虽然效率高达87.5%但出现了失真(交越失真)(乙类)
通过仿真来了解它们各自的特点
7、怎么设计才能设计完美的功放电路?
既要减小失真又要提高效率 设计原理是什么?
根据上面两种电路可知要满足以上的要求只有把静态工作点设计在放大状态与截止之间(微导通状态)(甲乙类)
三、老师与同学们一起在课堂讨论解决难点、重点
采用乙类状态效率最高, 但严重失真,如何解决?
CC
(OCL功放电路的工作特点与原理)(重点)(15分钟)利用仿真来观察其波形了解其特点
下面分析重要电路(OCL)
1、电路特点:采用双电源供电
2、电路的组成:T1 T2 功放对管
D1 D2 由二极管提供正向偏压
3、效率的计算公式
负载上交流输出功率P O
效率η=
电源供给的功率P E
η=78.5%
4、工作原理:
该问题老师与同学们一起在课堂讨论解决 (难点、重点)
四、课堂练习(5分钟)
思考:怎么设计可以采用单电源供电的功放电路? 提问解决
五、反馈(学生提问,老师作答)(5分钟)
1、小组共性问题反馈
2、个人知识盲点的反馈
六、课后练习
练习书90第4题
静态时(输入端电位为零):输出端电位为零 信号正半周时:T 1导通 ,T 2截止,+U C C 供电 信号负半周时:T 1截止, T 2导通, -U C C 供电
信号变化一周时:i C 1、i C 2以相反方向流过负载,R L 上获得完整波形。