OTL功率放大器是一種無(wú)輸出變壓器的功率放大電路，它使用互補(bǔ)對(duì)稱的晶體三極管對(duì)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。OTL電路以其高效率和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)在音頻放大器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，OTL電路在某些情況下可能會(huì)產(chǎn)生交越失真，這會(huì)影響放大器的性能和音質(zhì)。本文將詳細(xì)探討OTL功率放大器產(chǎn)生交越失真的原因以及如何克服這一問(wèn)題。

交越失真的定義

交越失真是指在互補(bǔ)對(duì)稱放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)的幅度接近晶體三極管對(duì)導(dǎo)通和截止的閾值時(shí)，兩個(gè)晶體三極管在交替導(dǎo)通的過(guò)程中出現(xiàn)非線性行為，導(dǎo)致輸出信號(hào)波形失真的現(xiàn)象。

OTL功率放大器產(chǎn)生交越失真的原因

1. 晶體三極管的工作區(qū)域 ：在OTL電路中，互補(bǔ)晶體三極管對(duì)（NPN和PNP）需要在輸入信號(hào)的正負(fù)半周期交替導(dǎo)通。如果晶體三極管在導(dǎo)通和截止的交界處（即交越區(qū)域）工作，就可能產(chǎn)生非線性失真。
2. 晶體三極管的飽和壓降 ：晶體三極管在導(dǎo)通時(shí)存在飽和壓降，當(dāng)輸入信號(hào)幅度較小，晶體三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，飽和壓降對(duì)輸出信號(hào)的影響更為顯著，容易產(chǎn)生失真。
3. 電路設(shè)計(jì)不當(dāng) ：如果OTL電路設(shè)計(jì)不當(dāng)，如晶體三極管的參數(shù)選擇不匹配，偏置電路設(shè)計(jì)不合理，或者反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不當(dāng)，都可能導(dǎo)致交越失真的產(chǎn)生。
4. 電源電壓不足 ：當(dāng)電源電壓不足時(shí)，晶體三極管可能無(wú)法完全進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致輸出信號(hào)在交越區(qū)域產(chǎn)生失真。
5. 負(fù)載阻抗不匹配 ：如果OTL電路的輸出負(fù)載阻抗與設(shè)計(jì)值不匹配，也可能導(dǎo)致晶體三極管在交越區(qū)域工作，產(chǎn)生失真。

如何克服交越失真

1. 優(yōu)化晶體三極管的工作點(diǎn) ：通過(guò)調(diào)整偏置電路，確保晶體三極管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)都能保持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鲄^(qū)域，避免進(jìn)入交越區(qū)域。
2. 選擇合適的晶體三極管 ：選擇具有較低飽和壓降和良好參數(shù)一致性的晶體三極管，以減少交越失真。
3. 改進(jìn)電路設(shè)計(jì) ：優(yōu)化OTL電路的設(shè)計(jì)，包括晶體三極管的匹配、偏置電路的設(shè)計(jì)、反饋網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置等，以提高電路的線性度和穩(wěn)定性。
4. 確保充足的電源電壓 ：提供穩(wěn)定的電源電壓，并確保電源電壓在晶體三極管導(dǎo)通時(shí)仍有足夠的余量。
5. 使用復(fù)合晶體三極管 ：在某些情況下，可以使用復(fù)合晶體三極管（如達(dá)林頓晶體三極管）來(lái)減少飽和壓降，提高電路的線性度。
6. 引入負(fù)反饋 ：通過(guò)引入負(fù)反饋，可以提高電路的穩(wěn)定性和線性度，從而減少交越失真。
7. 負(fù)載阻抗匹配 ：確保OTL電路的輸出負(fù)載阻抗與設(shè)計(jì)值匹配，避免晶體三極管在交越區(qū)域工作。
8. 使用自舉電路 ：自舉電路可以提高晶體三極管的基極電壓，減少飽和壓降，從而減少交越失真。
9. 溫度補(bǔ)償 ：晶體三極管的特性受溫度影響，通過(guò)溫度補(bǔ)償措施，可以保持晶體三極管的工作點(diǎn)穩(wěn)定，減少交越失真。

結(jié)論

交越失真是OTL功率放大器中常見(jiàn)的一種失真現(xiàn)象，它會(huì)影響放大器的性能和音質(zhì)。通過(guò)優(yōu)化晶體三極管的工作點(diǎn)、選擇合適的晶體三極管、改進(jìn)電路設(shè)計(jì)、確保充足的電源電壓、使用復(fù)合晶體三極管、引入負(fù)反饋、負(fù)載阻抗匹配、使用自舉電路和溫度補(bǔ)償?shù)却胧?，可以有效地克服交越失真，提高OTL功率放大器的性能和音質(zhì)。