OTL（Outputtransformerless）電路是一種沒(méi)有輸出變壓器的功率放大電路。過(guò)去大功率的功率放大器多采用變壓器耦合方式，以解決阻抗變換問(wèn)題，使電路得到最佳負(fù)載值。但是，這種電路有體積大、笨重、頻率特性不好等缺點(diǎn)，目前已較少使用。OTL電路不再用輸出變壓器，而采用輸出電容與負(fù)載連接的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路，使電路輕便、適于電路的集成化，只要輸出電容的容量足夠大，電路的頻率特性也能保證，是目前常見(jiàn)的一種功率放大電路。它的特點(diǎn)是：采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路（NPN、PNP參數(shù)一致，互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)，均為射隨組態(tài)，串聯(lián)，中間兩管子的射極作為輸出），有輸出電容，單電源供電，電路輕便可靠。兩組串聯(lián)的輸出中點(diǎn)”可理解為采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路（NPN、PNP參數(shù)一致，互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)，均為射隨組態(tài)，串聯(lián)，中間兩管子的射極作為輸出）。

　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)

　　1）學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。

　　2）培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　3）掌握OTL音頻功率放大器的設(shè)計(jì)方法，基本工作原理和性能指標(biāo)測(cè)試方法。4.通過(guò)一個(gè)OTL功率放大器的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，進(jìn)一步加深對(duì)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路的理解，增強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力。

　　1.2設(shè)計(jì)要求

　　1）設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮實(shí)用，經(jīng)濟(jì)并滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求，合理選用元器件。2.廣泛查閱相關(guān)的資料，不懂的地方積極向老師同學(xué)請(qǐng)教，討論。認(rèn)真獨(dú)立的完成課題的設(shè)計(jì)。

　　3）按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)并提交設(shè)計(jì)報(bào)告。

　　2、方案設(shè)計(jì)

　　要求設(shè)計(jì)一個(gè)由二極管，三極管，電容，電阻等元件組合而成的OTL音頻功率放大器。其中，二極管T1構(gòu)成前置放大級(jí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行倒相放大，二極管T2，T3的參數(shù)一致，互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)，且均為共集電極接法，保證了輸出電阻低，負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，作用是對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行功率放大。

　　在明確了電路接線(xiàn)的基礎(chǔ)上，在電路板上進(jìn)行仿真模擬，并按照課本上相關(guān)的知識(shí)對(duì)該功放的主要參數(shù)計(jì)算。電路在12V的直流電壓下工作，在負(fù)載為8Ω的情況下保證了P≥2W，失真度γ≤3%，電路中還引入了交直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋（由原理圖中Rw1的一端接在A點(diǎn)引起）從而穩(wěn)定了放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，也改善了非線(xiàn)性失真。電容C1C2為電源濾波電容，用以防止電源引線(xiàn)太長(zhǎng)時(shí)造成的放大器的低頻自激現(xiàn)象發(fā)生。

　　在元件的選取方面，由于互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)三極管工作在共集電極的狀態(tài)下，其電壓增益接近且略小于1，功率增益主要靠它的電流增益來(lái)保證，所以電流放大系數(shù)β的選擇很重要，一般要求要選的β值大一些，這樣會(huì)使的兩互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)管的配對(duì)性好一些，功率增益提高一些，失真度減少一些。

　　其中由晶體三極管T1組成推動(dòng)級(jí)（也稱(chēng)前置放大級(jí)），T2、T3是一對(duì)參數(shù)對(duì)稱(chēng)的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補(bǔ)推挽OTL功放電路。由于每一個(gè)管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于作功率輸出級(jí)。T1管工作于甲類(lèi)狀態(tài)，它的集電極電流IC1由電位器RW1進(jìn)行調(diào)節(jié)。IC1的一部分流經(jīng)電位器RW2及二極管D，給T2、T3提供偏壓。調(diào)節(jié)RW2，可以使T2、T3得到合適的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類(lèi)狀態(tài)，以克服交越失真。靜態(tài)時(shí)要求輸出端中點(diǎn)A的電位等于Ucc的一半，可以通過(guò)調(diào)節(jié)RW1來(lái)實(shí)現(xiàn)，又由于RW1的一端接在A點(diǎn)，因此在電路中引入交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)也改善了非線(xiàn)性失真。

　　當(dāng)輸入正弦交流信號(hào)ui時(shí)，經(jīng)T1放大、倒相后同時(shí)作用于T2、T3的基極，ui的負(fù)半周使T2管導(dǎo)通（T3管截止），有電流通過(guò)負(fù)載RL，同時(shí)向電容C0充電，在ui的正半周，T3導(dǎo)通（T2截止），則已充好電的電容器C0起著電源的作用，通過(guò)負(fù)載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。

　　3、OTL放大器的總原理圖

　　OTL音頻放大器

　　器件清單

　　其他實(shí)驗(yàn)及測(cè)試設(shè)備：

　　+12V直流電源直流電壓表直流毫安表函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

　　雙蹤示波器交流毫伏表頻率計(jì)

　　4、電路仿真與測(cè)試

　　5、性能測(cè)試與分析

　　5.1波形測(cè)試

　　1）測(cè)試直流穩(wěn)壓電源示波器波形

　　觀察示波器的波形可知到該電源是否在工作范圍內(nèi)。

　　2）測(cè)試OTL音頻功率放大器的輸出波形

　　按總原理圖接好電路，在交流信號(hào)輸入端用信號(hào)發(fā)生器接入1KHz10mV的電壓源，用示波器觀察RL兩端的波形，并和輸入的波形進(jìn)行對(duì)比，觀察波形有沒(méi)有失真，輸入信號(hào)是否確實(shí)被不失真放大了。

　　5.2主要參數(shù)的測(cè)試與計(jì)算

　　1）測(cè)量Pom

　　輸入端接f＝1KHz的正弦信號(hào)ui，輸出端用示波器觀察輸出電壓u0波形。逐漸增大ui，使輸出電壓達(dá)到最大不失真輸出，用交流毫伏表測(cè)出負(fù)載RL上的電壓有效值U0，即可求出Pom=u0·u0/RL

　　2）測(cè)量η

　　當(dāng)輸出電壓為最大不失真輸出時(shí)，讀出直流毫安表中的電流值，此電流即為直流電源供給的平均電流IdC（有一定誤差），由此可近似求得PE＝UCCIdc，再根據(jù)上面測(cè)得的P0m，即可求出。η=Pom/PI3．輸入靈敏度測(cè)試

　　輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時(shí)，輸入信號(hào)Ui之值。根據(jù)輸入靈敏度的定義，只要測(cè)出輸出功率P0＝P0m時(shí)的輸入電壓值Ui即可。

　　6）噪聲電壓的測(cè)試

　　測(cè)量時(shí)將輸入端短路（ui＝0），觀察輸出噪聲波形，并用交流毫伏表測(cè)量輸出電壓，即為噪聲電壓UN，本電路若UN＜15mV，即滿(mǎn)足要求。

　　7）試聽(tīng)

　　輸入信號(hào)改為錄音機(jī)輸出，輸出端接試聽(tīng)音箱及示波器。開(kāi)機(jī)試聽(tīng)，并觀察語(yǔ)言和音樂(lè)信號(hào)的輸出波形。

　　6、總結(jié)與體會(huì)

　　通過(guò)這次對(duì)OTL音頻功率放大器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于OTL音頻功率放大器的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真成功之后才實(shí)際接線(xiàn)的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)樵趯?shí)際接線(xiàn)中有著各種各樣的條件制約。但也有些電路在仿真中無(wú)法成功，而在實(shí)際中因?yàn)?a target="_blank">芯片本身的特性而成功的。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。在為期一周的課程設(shè)計(jì)中我深深的感覺(jué)到自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)的匱乏，對(duì)一些工作感到無(wú)從下手，茫然不知所措，這時(shí)才真正領(lǐng)悟到學(xué)無(wú)止境的含義，千里之行，始于足下。這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，雖然在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，但是都被我們一一克服。

　　同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)中讓我深有體會(huì)的是，我明白了理論知識(shí)和實(shí)踐不能混為一談，要想具備純熟的動(dòng)手技能，理論知識(shí)是必不可少的，反過(guò)來(lái)，具備了理論知識(shí)并不等價(jià)于你就能順理成章，獨(dú)立的完成一次課題設(shè)計(jì)。所以說(shuō)，平時(shí)對(duì)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)不可以死記硬背，要學(xué)以致用，在牢固的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，提高自己實(shí)踐動(dòng)手分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。