OTL低频功率放大器

1、 低频功率放大器 2014年5月 摘要 电路分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路，中间级采用共发射极电路，输出级采用互补对称功放电路，实现了功率放大作用。关键词：差分放大、互补对称、静态工作一、电路设计1.1思路分析 我们选择的赛题低频功率放大器要求是具有弱信号放大能力(不得使用集成功放)，即在正弦信号输入电压幅度为10700mV，等效负载RL=8条件下，放大器应满足：（1） 输入电压幅度100mV时，输出功率Po10W（1KHz）；（2） 带宽BW50Hz10KHz；（3） 在Po10W和BW内非线性失真系数5%；（4） 效率55%；（5） 在前置放大级输入端交流短接时，

2、RL上的交流声功率50mW。其原理示意图如下：信号源前置放大器功率放大器负载1.2电路方案比较与论证1.2.1电路方案一 采用OCL无输出耦合电容的功放电路，如图a所示，该电路采用两组电源供电，使用了正负电源，理论上均能达到题目多项要求，但实际操作上很难实现静态下互补对称电路上下端电压平衡，且要有很复杂的防过流保护电路，一旦短路，极易烧坏元件，可行性不大。1.2.2 电路方案二 采用OTL无输出变压器的功放电路，即为本组所选方案。该电路只需一组电源供电，其输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级采用互补对称复合管功放电路，以输出足够

3、大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强，可行性较大。二、电路分析与计算2.1 理论分析2.11 改造调试电路将图示可调电阻R9短路，使Q5Q8处于截止状态，暂不接入负反馈电阻R5。用导线将Q1、Q2的基极短路，这时两管基极、发射极分别连接（构成镜像恒流源）；用导线将电容C2输入短路到地排除交流信号的干扰，2.1.2 Q1、Q2静态工作电流忽略Q1、Q2基极电流，Q1基极电压是R1和R2的分压，即VCC/2 ，于是则R4的电流IR4IR4=（VCC/2-UEB1）/R4=（18-0.6）V/8.2K2.12 mA该电流被差动放大管BG0与BG6均分，即IE0= IE6  1.06 m

4、A。21.3调整Q7、Q8 静态工作电流调节R9使R13或R14上的静态电压降应为3-5mV，这时BG4BG5的静态工作电流为10-15mA。需要指出的是,在计算 IC4时R9短路，现在调节R9从零增大，A、B点电压就会从UAB=2 UBE 增大到3UBE，而（R7+R8）两端的将会电压减小约0.6V。由于0.6V相对VCC/2来说太小，所以IC4变化很小，可忽略不计。电阻R13、R14接在NPN发射极，起直流负反馈，有一定抑制功放管静态电流的作用。 整机联调断开电源，将Q1 、Q2 的基极间连接导线取掉，把负反馈电阻R5 接入电路。再接通电源，测量R13或R14上的静态电

5、压降应保持在3-5mV。测量Q点电平应在10V±0.2V之间，差分对管电流放大倍率越大，输出端与Q1 基极电压相差越小。把电容C2接地断开（悬空），用起子碰C2输入端时R13或R14上的电压降明显变大。接上喇叭试听，接通电源时Q点电压需要从零缓慢上升，因而只产生轻微冲击声。2秒钟后，用手碰C2输入端喇叭将发出“呜”的交流声。将C2输入端与地（电源负端）短路，喇叭应不发出声音。总的电压放大倍数把整个电路看成同相比例放大器，差动放大器Q1 基极为同相端，Q2 基极为反相端。因此，R5 是反馈电阻，R16是取样电阻，C3是隔直通交耦合电容，所以总的电压放大倍率AuAu=1+R5 /R3 =

6、15131参数选择3.1.1电阻R 4参数选择电阻R 4是差动放大管Q1 、Q2 公共的“长尾”电路，它的选择依据如下： 静态时，Q点约为电源VCC的一半，即VCC/2。忽略 Q1、Q2 的发射结压降，则电阻R 4的压降，约为VCC/2。若要求差动放大管的静态在1mA左右，则I=VCC/（2*R14）。比如，选VCC=20V，则R14=8.2K时，精确计算IR14=9.4/8.2K =2.12mA该电流被Q1 、Q2 管均分,约为1mA3.1.2电阻R7的电流IR7=(VCC-19.02)/R3=(36-35.02)/0.82K=1.20 mA可见，IR7和IR15差别较小，也就说，R7的电流就是Q4 的静态电流。4.1 仿真结果由图可知仿真结果符合要求三、测试方案与测试结果3.1测试方法3.2 测试仪器3.3测试数据测试电压测试电流输出功率四总结本作品采用典型集成运放电路，成功完成低频功放的基本性能。我们在整个设计制作过程中，始终关注电路的可行性和稳定性，本着稳定性和可操作性并重的原则，我们采取了诸多的有效措施，完成了设计题目所规定的部分指标和要求，达到基本的性能指标，而且对于有些指标我们的设计还有了一定的的提高，功能也有所扩展。这次是我们新团队第一合作共同完成一个项目