1.互補(bǔ)對(duì)稱式OTL電路工作原理
目前OTL功率放大器幾乎全部采用互補(bǔ)對(duì)稱式電路,如圖3-6所示,集成電路OTL功率放大器內(nèi)部電路也是采用互補(bǔ)對(duì)稱電路形式。
圖中VT1為推動(dòng)管,VT2、VT3為互補(bǔ)管,VD4是偏置二極管,它處于正向偏置時(shí),其壓降約為0.6V,當(dāng)其導(dǎo)通時(shí),其內(nèi)阻很小,因而它對(duì)于交流而言是短路的,可以認(rèn)為是放大器在工作時(shí),交流信號(hào)同時(shí)加在VT2、VT3兩管的基極上。
R3、R4為VT2提供了靜態(tài)偏置電流,C點(diǎn)電壓通過R5、R1為VT1提供一個(gè)偏置電壓,使VT1處于甲類導(dǎo)通狀態(tài),當(dāng)VT1導(dǎo)通后,B點(diǎn)電位由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑苟O管VD4正向?qū)ǎ琕T3獲得正向偏置電壓,處于導(dǎo)通狀態(tài)。在靜態(tài)時(shí),由于R3、R4和VD4為VT2、VT3提供很小的正向偏置電壓,使VT2、VT3處于甲乙類狀態(tài),以克服交越失真。
由于VT2、VT3兩管的參數(shù)相近,偏置相同,因此兩管平分+U電壓,即C點(diǎn)電位為1/2U。這也是該電路正常工作時(shí)的最大特點(diǎn),否則,電路工作不正常或電路中有元器件損壞。
輸入信號(hào)經(jīng)C1耦合,加到VT1的基級(jí)。經(jīng)VT1放大后的信號(hào)從VT1的集電級(jí)輸出,其輸出波形與輸入信號(hào)波形反相。
在VT1輸出正半周信號(hào)期間,VT3退出微導(dǎo)通狀態(tài)而處于截止?fàn)顟B(tài)。VT2疏通,故信號(hào)經(jīng)放大后由發(fā)射級(jí)輸出經(jīng)C4耦合加到揚(yáng)聲器中,這時(shí)信號(hào)電流從上而下流過揚(yáng)聲器,完成正半周信號(hào)的放大過程,在正半周信號(hào)結(jié)束,即在零點(diǎn)時(shí),電路處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)C點(diǎn)電壓為1/2U,這一電壓通過揚(yáng)聲器對(duì)C4充電,使C4上充得左正右負(fù)的1/2U電壓。
在VT1的集電極輸出負(fù)半周信號(hào)時(shí),VT3獲得正向偏置而導(dǎo)通,VT2反向偏置而截止,VT3只能通過電容C4儲(chǔ)存的電荷工作,這時(shí)負(fù)半周信號(hào)電流的回路是C4正極一VT3發(fā)射極---VT3集電極---地—揚(yáng)聲器—C4負(fù)極。這時(shí)信號(hào)電流自上而下流經(jīng)揚(yáng)聲器,完成負(fù)半周信號(hào)的放大過程,這樣就在揚(yáng)聲器上獲得了一個(gè)完整周期的信號(hào)電流激勵(lì),當(dāng)負(fù)信號(hào)結(jié)束時(shí),電路又恢復(fù)到靜態(tài),C點(diǎn)電壓為1/2U。
由上可見,輸出電容C4的作用有兩個(gè),一是將音頻信號(hào)耦合到揚(yáng)聲器,使之發(fā)出聲音,二是起電源作用,當(dāng)信號(hào)負(fù)半周時(shí),VT2截止,電源無法給VT3供電,這時(shí)C4則通過其儲(chǔ)存的電荷為VT3提供電能,一般C4以選用容量較大的電解電容器。其容量一般要求在1000-4700uF之間。
另外,電路R4、C3和R3構(gòu)成自舉電路,其中R3是隔離電阻,R4和C3分別是自舉電阻和自舉電容,自舉電路的作用是避免正半周時(shí)大信號(hào)輸出不足而出現(xiàn)削波失真,R5、R1不僅是偏置電路,而且構(gòu)成環(huán)路電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路,具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。
互補(bǔ)對(duì)稱式OTL電路要求末級(jí)兩只管子的參數(shù)盡量嚴(yán)格互補(bǔ)、對(duì)稱,這樣就能保證功率放大的電聲指標(biāo)優(yōu)良,由于VT2、VT3是兩只不同極性的大功率管,要做到很好的對(duì)稱性不太容易,而且,當(dāng)要求OTL電路輸出更大功率時(shí),僅靠末級(jí)單對(duì)互補(bǔ)管來實(shí)現(xiàn)是不行的,故實(shí)用的OTL的電路中一般采用復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱式OTL功率放大電路。
功放的作用就是把來自音源或前級(jí)放大器的弱信號(hào)放大,推動(dòng)音箱放聲。一套良好的音響系統(tǒng)功放的作用功不可沒。
功放,是各類音響器材中最大的一個(gè)家族,其作用主要是將音源器材輸入的較微弱信號(hào)進(jìn)行放大后,產(chǎn)生足夠大的電流去推動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音的重放。由于考慮功率、阻抗、失真、動(dòng)態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能,不同的功放在內(nèi)部的信號(hào)處理、線路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝上也各不相同。