電子管OTL功放原理及電路

OTL是英文Output Transformer Less Amplifier的簡稱，是一種無輸出變壓器的功率放大器。

一． OTL電子管功放電路的特點(diǎn)
普通電子管功率放大器的輸出負(fù)載為動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，其阻抗非常低，僅為4～16Ω。而一般功放電子管的內(nèi)阻均比較高，在普通推挽功放中屏極至屏極的負(fù)載阻抗一般為5～10kΩ，故不能直接驅(qū)動(dòng)低阻抗的揚(yáng)聲器，必須采用輸出變壓器來進(jìn)行阻抗變換。由于輸出變壓器是一種電感元件，通過變壓器的信號(hào)頻率不同，其電感線圈所呈現(xiàn)的阻抗也不同。為了延伸低頻響應(yīng)，線圈的電感量應(yīng)足夠大，圈數(shù)也就越多，因此在每層之間的分布電容也相應(yīng)增大，使高頻擴(kuò)展受到限制，此外還會(huì)造成非線性失真與相位失真。
為了消除這些不良影響，各種不同形式的電子管OTL無輸出變壓器功率放大器應(yīng)運(yùn)而生，許多適用于OTL功放的新型功率電子管在國外也不斷被設(shè)計(jì)制造出來。電子管OTL功率放大器的音質(zhì)清澄透明，保真度高，頻率響應(yīng)寬闊，高頻段與低頻段的頻率延伸范圍一般可達(dá)10HZ～100kHz，而且其相位失真、非線性失真、瞬態(tài)響應(yīng)等技術(shù)性能均有明顯提高。

二 電子管OTL功放電路的形式
圖1(a)～圖1(f)是OTL無輸出功放基本電路。圖1(a)和圖1(b)為OTL功放兩種供電結(jié)構(gòu)的方式，即正負(fù)雙電源式和單電源供電方式。在正負(fù)雙電源式OTL功放中，中心為地電位。這樣可保證推挽電路的對(duì)稱性，因此可以省略輸出電容，使功放的頻率響應(yīng)特性更佳。單電源式OTL電路為了使兩只推挽管具有相同的工作電壓，必須使中心點(diǎn)的工作電壓等于電源電壓的一半。同時(shí)，其輸出電容C1的容量必須足夠大，不影響輸出阻抗與低頻響應(yīng)的要求。

圖1(c)和圖1(d)為OTL功放電子管柵極偏置的取法。由于上邊管陰極不接地，因此上邊管的推動(dòng)信號(hào)由柵極與陰極之間加入，而下邊管的推動(dòng)信號(hào)可由柵極與地之間加入。至于其偏置方式，上邊管可通過中心點(diǎn)對(duì)地分壓后取出，而下邊管的偏置電壓必須另設(shè)專門的負(fù)壓電源來供給。
圖1(e)和圖1(f)為OTL倒相電路的應(yīng)用。圖1(e)為采用屏陰分割式倒相電路對(duì)OTL功放進(jìn)行激勵(lì)。只要倒相管的屏極負(fù)載電阻RL與陰極負(fù)載電阻RK的阻值相等，其輸出的激勵(lì)電壓總能獲得平衡。
圖1(f)為采用共陰極差分式倒相電路。由于共陰極電阻RK，的阻值較大，具有深度負(fù)反饋?zhàn)饔茫孰娐贩€(wěn)定可靠。同時(shí)，只要擔(dān)任差分放大的上管與下管的屏極負(fù)載電阻取值相等，其兩管的屏極總能輸出一對(duì)相位相反、幅值相等的推動(dòng)信號(hào)電壓。

三、OTL功放電路的選管
對(duì)于電子管OTL功放的輸出級(jí)，不是所有功率電子管均能適用，必須選用符合如下條件的功率電子管才能取得良好的效果。
1．低內(nèi)阻特性
一般功率電子管的屏極內(nèi)阻為10kΩ左右，不適用于OTL功放。OTL功放必須選用屏極內(nèi)阻在200～800Ω的功率電子管。這些低內(nèi)阻功率電子管有6AS7、6N5P、6C33C-B、6080、6336等。
2．低屏壓、大電流特性
一般功率電子管的屏極電壓均為400V左右，高屏壓電子管可達(dá)800～1000V，而OTL功放必須選用屏極電壓在150～250V之間的低屏壓、大電流特性的功率電子管來擔(dān)任。以上所列低內(nèi)阻功率電子管均具有低屏壓、大電流的工作特性。此外還有6C19、6KD6、421A、6146等功率電子管。這些電子管本身具有低屏壓、大電流特性，但其屏極內(nèi)阻稍高，應(yīng)多管并聯(lián)才能適用于OTL功放。
3．采用新型OTL功放專用功率電子管
這類電子管不僅內(nèi)阻較低，而且具有低屏壓、大電流特性，如6HB5、6LF6、17KV6、26LW6、30KD6、40KG6等。為了降低電子管燈絲的功耗，許多用于OTL功放的功率電子管的燈絲電壓提高到20～40V，以便于串聯(lián)使用。

四 幾種OTL功放典型電路
1．新型三極功率管OTL功放
圖2是6C33 C-B雙三極管OTL功放電路圖。本電路采用國外新型低內(nèi)阻、大功率雙三極管6C33C-B作OTL功放，每個(gè)聲道用一對(duì)6C33C-B作功率放大，在輸出8Ω負(fù)載時(shí)，每聲道的輸出功率可達(dá)40W。