甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)功率放大器電路

由于A(yíng)D9851濾波輸出后的正弦信號幅度值大于1V、輸出電阻很大，我們在濾波器后一級制作了一個(gè)具有自舉功能的甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)功率放大電路，電路原理圖見(jiàn)圖2.5。

圖2.5 甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)功率放大

甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)電路（OCL）　

1. 基本電路

　　甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)電路如圖5.8所示。其中圖5.8（a）所示的偏置電路是克服交越失真的一種方法。由圖可見(jiàn)， T₃組成前置放大級(注意,圖中末畫(huà)出T₃的偏置電路),T₁和T₂組成互補輸出級。靜態(tài)時(shí),在D₁、D₂上產(chǎn)生的壓降為T(mén)₁、 T₂提供了一個(gè)適當的偏壓,使之處于微導通狀態(tài)。由于電路對稱(chēng)，靜態(tài)時(shí)i_c1=i_c2,i_L=0, v_o=0。有信號時(shí)，由于電路工作在甲乙類(lèi), 即使v_I很小(D₁和D₂的交流電阻也小)， 基本上可線(xiàn)性地進(jìn)行放大。

　　上述偏置方法的缺點(diǎn)是，其偏置電壓不易調整。而在圖 5.8（b）中， 流人T₄的基極電流遠小于流過(guò) R₁、 R₂的電流， 則由圖可求出V_CE4=V_BE4(R₁+R₂)/R₂，因此，利用T₄管的V_BE4基本為一固定值(硅管約為0.6~0.7V)，只要適當調節R₁、R₂的比值,就可改變T₁、T₂的偏壓值。這種方法，在集成電路中經(jīng)常用到。

2. 特點(diǎn)：

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　圖5.9是用NPN管驅動(dòng)的OCL電路，其特點(diǎn)與圖5.8所示電路一樣?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?BR>　　
　?。?） 靜態(tài)時(shí)R_L上無(wú)電流 ；

　?。?） D₁、D₂（或R，或R、D）供給T₁、T₂兩管一定的正偏壓，使兩管處于微導通狀態(tài) ；

　?。?） R_C是T₃的集電極負載電阻， A、B兩點(diǎn)的直流電位差始終為1.4V左右，但交流電壓的變化量相等；

　?。?）電路要求T₁、T₂的特性對稱(chēng)；

　?。?）需要使用對稱(chēng)的雙電源。

二、甲乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)電路（OTL）　

　　　
1、基本電路

　　圖5.10是采用一個(gè)電源的互補對稱(chēng)原理電路， 圖中由T₃組成前置放大級，T₁和T₂組成互補對稱(chēng)電路輸出級。靜態(tài)時(shí)，一般只要R₁、R₂有適當的數值，就可使I_C3、V_B2和V₁達到所需大小，給T₁和T₂提供一個(gè)合適的偏置，從而使K點(diǎn)電位V_K=V_CC/2。

　　當有信號v_i時(shí)， 在信號的負半周， T₁導電，有電流通過(guò)負載R_L,同時(shí)向C充電；在信號的正半周，T₂導電，則己充電的電容C起著(zhù)圖5.8中電源-V_CC的作用，通過(guò)負載R_L放電，如圖5.11所示。 只要選擇時(shí)間常數R_LC足夠大(比信號的最長(cháng)周期還大得多)， 就可以認為用電容C和一個(gè)電源V_CC可代替原來(lái)的+V_CC和-V_CC兩個(gè)電源的作用。

　
2. 電路特點(diǎn)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　?。?） 靜態(tài)時(shí)R_L上無(wú)電流 ；

　?。?） D₁、D₂（或R，或R、D）供給T₁、T₂兩管一定的正偏壓，使兩管處于微導通狀態(tài) ，即工作于甲乙類(lèi)狀態(tài)；

　?。?） R_C3是T₃的集電極負載電阻，b₁、b₂兩點(diǎn)的直流電位差始終為1.4V左右，但交流電壓的變化量相等；

　?。?）僅需使用單電源，但增加了電容器C,C的選擇要滿(mǎn)足?=R_LC足夠大（比v_i的最大周期還要大得多），使V_C=0.5V_CC；

　?。?）T₃的偏置電壓取自K點(diǎn),具有自動(dòng)穩定Q點(diǎn)的作用，調節R₂可以調整V_K。

3. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調整　　　　　　　　　　　　　

　　電路如圖5.12所示。

　

（1） V_C=0.5V_CC的調整

　　用電壓表測量K點(diǎn)對地的電壓，調整R₂使V_K=0.5V_CC。

（2）靜態(tài)電流I_C1、I_C2的調整

　　首先將R_W的阻值調到最小，接通電源后， 在輸入端加入正弦信號用示波器測量負載R_L兩端的電壓波形， 然后調整R_W，輸出波形的交越失真剛好消失為止。

4、存在的問(wèn)題及解決辦法

（1）存在問(wèn)題

　　上述情況是理想的。實(shí)際上，圖5.10的輸出電壓幅值達不到V_om= V_om/2，這是因為當v_i為負半周時(shí)，T₁導電，因而i_B1增加，由于R_C3上的壓降和V_BE1的存在，當K點(diǎn)電位向+V_CC接近時(shí)，T₁的基流將受限制而不能增加很多，因而也就限制了T₁輸向負載的電流，使R_L兩端得不到足夠的電壓變化量，致使V_om明顯小于V_CC/2。

（2）改進(jìn)辦法

　　如果把圖5.10中D點(diǎn)電位升高， 使V_D＞+V_CC， 例如將圖中D點(diǎn)與+V_CC的連線(xiàn)切斷，V_D由另一電源供給，則問(wèn)題即可以得到解決。通常的辦法是在電路中引人R₃、C₃等元件組成的所謂自舉電路，如圖5.13所示。

（3）自舉電路的作用

靜態(tài)時(shí)　

　　當R₃C₃足夠大時(shí)，V_C3不隨v_i變化，可認為基本不變。這樣，當v_i為負時(shí)，T₁導電， v_K將由V_CC/2向更正方向變化， 考慮到v_D=v_C3+v_K= V_C3+v_K，顯然，隨著(zhù)K點(diǎn)電位升高，D點(diǎn)電位v_D也自動(dòng)升高。 因而，即使輸出電壓幅度升得很高，也有足夠的電流i_B1，使T₁充分導電。這種工作方式稱(chēng)為自舉，意思是電路本身把v_D提高了。

5、幾點(diǎn)說(shuō)明

　?。?）由于T₁、T₂的工作電壓均為0.5V_cc，因而P_O、P_T、P_V等的計算，只須將乙類(lèi)互補電路指標計算中的V_cc代之以0.5V_cc即可。

　?。?）由于互補對稱(chēng)電路中的晶體管都采用共集電極的接法， 所以輸入電壓必須稍 大于輸出電壓。為此，輸入信號需經(jīng)1- 2 級電壓放大后，再用來(lái)驅動(dòng)互補對稱(chēng)功率放大器。


　?。?）應采取復合管解決功率互補管的配對問(wèn)題。 異型管的大功率配對比同型管的大功率配對困難。為此，常用一對同型號的大功率管和一對異型號的互補的小功率管來(lái)構成一對復合管取代互補對稱(chēng)管 。

　　復合管的連接形式如5.14~5.16所示，

　　其等效電流放大系數和輸入阻抗可以表示為：

　?。?）必要時(shí)注意增加功率管保護電路。