OTL電路的工作原理及調(diào)試方法

OTL電路是一種無輸出變壓器的功率放大電路，它利用互補對稱的晶體三極管對來實現(xiàn)信號的放大和驅(qū)動，從而避免了輸出變壓器的需求。OTL電路因其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動態(tài)范圍大等優(yōu)點，在音頻放大器中得到了廣泛的應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹OTL電路的工作原理和調(diào)試方法。

OTL電路的工作原理

OTL電路的核心是互補對稱的推挽放大電路，它由一對參數(shù)對稱的NPN和PNP型晶體三極管組成。這兩個晶體三極管交替工作于信號的半個周期，從而實現(xiàn)全周期的信號放大。由于每個管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低、負(fù)載能力強等優(yōu)點，適合于作為功率輸出級。

在OTL電路中，推動級（也稱為前置放大級）通常由一個晶體三極管組成，其集電極電流由電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。推動級的輸出信號經(jīng)過倒相后，同時作用于功率輸出級的兩個晶體三極管的基極。

當(dāng)輸入信號為正半周期時，NPN型晶體三極管導(dǎo)通，而PNP型晶體三極管截止，電流通過負(fù)載電阻，同時向耦合電容充電。在輸入信號為負(fù)半周期時，PNP型晶體三極管導(dǎo)通，NPN型晶體三極管截止，此時已充電的耦合電容起到電源的作用，通過負(fù)載電阻放電，從而在負(fù)載電阻上得到完整的正弦波形。

OTL電路的調(diào)試方法

OTL電路的調(diào)試主要包括靜態(tài)工作點的調(diào)試和動態(tài)性能的測試。

靜態(tài)工作點的調(diào)試

1. 輸出端中點電位的調(diào)節(jié) ：通過調(diào)節(jié)電位器，使輸出端中點的電位等于電源電壓的一半。這可以通過直流電壓表測量來實現(xiàn)。
2. 輸出極靜態(tài)電流的調(diào)整 ：通過調(diào)節(jié)電位器，使輸出級的兩個晶體三極管得到合適的靜態(tài)電流，工作于甲、乙類狀態(tài)，以克服交越失真。
3. 交越失真的消除 ：在輸入端加入一定幅度的正弦波信號，通過調(diào)節(jié)電位器，逐漸減緩輸出信號的交越失真，直至消失。
4. 靜態(tài)參數(shù)的測量 ：在輸入端短路的情況下，使用萬用表測量各級靜態(tài)工作點，包括晶體三極管的集電極電流和各點的電位。

動態(tài)性能的測試

1. 交流電壓增益的測量 ：在輸入端輸入一定頻率和幅度的正弦信號，在輸出端用示波器測量負(fù)載上的輸出信號，從而計算出電壓增益。
2. 最大不失真輸出電壓的測量 ：逐步增大輸入信號的幅度，直至負(fù)載上的輸出信號剛好出現(xiàn)失真，用示波器測量此時的輸出信號，從而得到最大不失真輸出電壓。
3. 最大不失真輸出功率的計算 ：根據(jù)最大不失真輸出電壓，可以計算出最大不失真輸出功率。
4. 效率的測量 ：在最大不失真輸出條件下，測量電源輸出的電流，并計算平均電流，從而計算出電源的平均輸出功率和電路的效率。
5. 帶寬的測量 ：調(diào)整輸入信號的頻率，記錄輸出信號為特定幅度時的頻率點，從而測得電路的帶寬。

實驗電路的分析與改進(jìn)

在實驗過程中，可以通過對OTL電路的分析，提出一些改進(jìn)措施以提高電路的性能。

1. 提高輸出效率 ：可以通過減小負(fù)載阻值、選用壓降低的晶體管或提高電源電壓來提高輸出效率。
2. 改善頻率響應(yīng) ：通過優(yōu)化耦合電容的容量和電路設(shè)計，可以改善低頻信號的響應(yīng)。
3. 減少非線性失真 ：通過引入交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點，同時改善非線性失真。
4. 提高動態(tài)范圍 ：通過增加電源電壓和優(yōu)化電路設(shè)計，可以提高電路的動態(tài)范圍。

結(jié)論

OTL電路以其結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越的特點，在音頻放大器領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。通過細(xì)致的調(diào)試和性能測試，可以充分發(fā)揮OTL電路的潛力，實現(xiàn)高質(zhì)量的音頻放大。同時，通過對電路的分析和改進(jìn)，可以進(jìn)一步提高OTL電路的性能，滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的音頻放大需求。