甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大器電路

作者：時(shí)間：2016-11-08 來源：網(wǎng)絡(luò)

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由于AD9851濾波輸出后的正弦信號(hào)幅度值大于1V、輸出電阻很大，我們在濾波器后一級(jí)制作了一個(gè)具有自舉功能的甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路，電路原理圖見圖2.5。

1. 基本電路

　　甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路如圖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， T₃組成前置放大級(jí)(注意,圖中末畫出T₃的偏置電路),T₁和T₂組成互補(bǔ)輸出級(jí)。靜態(tài)時(shí),在D₁、D₂上產(chǎn)生的壓降為T₁、 T₂提供了一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘?使之處于微導(dǎo)通狀態(tài)。由于電路對稱，靜態(tài)時(shí)i_c1=i_c2,i_L=0, v_o=0。有信號(hào)時(shí)，由于電路工作在甲乙類, 即使v_I很小(D₁和D₂的交流電阻也小)，基本上可線性地進(jìn)行放大。

　　上述偏置方法的缺點(diǎn)是，其偏置電壓不易調(diào)整。而在圖 5.8（b）中，流人T₄的基極電流遠(yuǎn)小于流過 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(dāng)調(diào)節(jié)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(qū)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(dǎo)通狀態(tài) ；

　?。?） R_C是T₃的集電極負(fù)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；

　　（4）電路要求T₁、T₂的特性對稱；

　?。?）需要使用對稱的雙電源。

二、甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路（OTL）　

　　　
1、基本電路

　　圖5.10是采用一個(gè)電源的互補(bǔ)對稱原理電路，圖中由T₃組成前置放大級(jí)，T₁和T₂組成互補(bǔ)對稱電路輸出級(jí)。靜態(tài)時(shí)，一般只要R₁、R₂有適當(dāng)?shù)臄?shù)值，就可使I_C3、V_B2和V₁達(dá)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(dāng)有信號(hào)v_i時(shí)，在信號(hào)的負(fù)半周， T₁導(dǎo)電，有電流通過負(fù)載R_L,同時(shí)向C充電；在信號(hào)的正半周，T₂導(dǎo)電，則己充電的電容C起著圖5.8中電源-V_CC的作用，通過負(fù)載R_L放電，如圖5.11所示。只要選擇時(shí)間常數(shù)R_LC足夠大(比信號(hào)的最長周期還大得多)，就可以認(rèn)為用電容C和一個(gè)電源V_CC可代替原來的+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上無電流；

　　（2） 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(dǎo)通狀態(tài) ，即工作于甲乙類狀態(tài)；

　?。?） R_C3是T₃的集電極負(fù)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；

　　（5）T₃的偏置電壓取自K點(diǎn),具有自動(dòng)穩(wěn)定Q點(diǎn)的作用，調(diào)節(jié)R₂可以調(diào)整V_K。

3. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整　　　　　　　　　　　　　

　　電路如圖5.12所示。

　

（1） V_C=0.5V_CC的調(diào)整

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

（2）靜態(tài)電流I_C1、I_C2的調(diào)整

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

4、存在的問題及解決辦法

（1）存在問題

　　上述情況是理想的。實(shí)際上，圖5.10的輸出電壓幅值達(dá)不到V_om= V_om/2，這是因?yàn)楫?dāng)v_i為負(fù)半周時(shí)，T₁導(dǎo)電，因而i_B1增加，由于R_C3上的壓降和V_BE1的存在，當(dāng)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(fù)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的連線切斷，V_D由另一電源供給，則問題即可以得到解決。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(dāng)R₃C₃足夠大時(shí)，V_C3不隨v_i變化，可認(rèn)為基本不變。這樣，當(dāng)v_i為負(fù)時(shí)，T₁導(dǎo)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(dǎo)電。這種工作方式稱為自舉，意思是電路本身把v_D提高了。

5、幾點(diǎn)說明

　?。?）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(jì)算，只須將乙類互補(bǔ)電路指標(biāo)計(jì)算中的V_cc代之以0.5V_cc即可。

　?。?）由于互補(bǔ)對稱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(hào)需經(jīng)1- 2 級(jí)電壓放大后，再用來驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)對稱功率放大器。

　?。?）應(yīng)采取復(fù)合管解決功率互補(bǔ)管的配對問題。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(hào)的大功率管和一對異型號(hào)的互補(bǔ)的小功率管來構(gòu)成一對復(fù)合管取代互補(bǔ)對稱管。