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超宽电压自动适应10~45伏电源电压的OTL和OCL低放电路(1.5~30瓦)

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发表于 2024-7-10 09:06:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 shangh 于 2024-7-15 09:23 编辑

文章原载在《无线电》杂志1977年5、6号合刊 26-31页

作者:邱宏元  黄国升

文字与图片,是我从人民邮电出版社,1983年出版的无线电爱好者丛书《OTL OCL低频放大电路集锦》一书,61-65页中提取整理。

3年前试验纯锗管音频功放特意买的这本书


原载《无线电》杂志1977年5、6号合刊 26-31页



《OTL OCL低频放大电路集锦》转载的全文










电路特点
图25(a)所示电路有如下特点:
1.此功放电路在元件耐压许可范围内,能够自动适应10~45伏内的各种不同的电源电
压,而无须调整电路的任一元件。
2.此电路对温度的自动补偿作用良好,晶体管全部采用硅管,并加有深度负反馈,电
路频率响应特性较好,失真小,工作稳定。

3.电路的安装调试方便,对元件的要求较低。只要少数几个元件的挑选上稍加注意,
就可以省去一般OTL电路的调整手续,对缺少仪器调整的业余无线电爱好者来说,带来了
不少方便。
4.此电路适用于OTL功放电路和OCL功放电路,同样一块印刷电路板,只 要电路连
结稍作变化,既可构成OTL电路,也可构成OCL电路。使用方便、灵活。


BG1、BG2,是差分放大器,这两只晶体管的直流工作电流由恒流源BG3,供给。用三极
管可以组成比较理想的恒流源,
一个理想的恒流源要求其内阻Rn=∞,但Rn=∞是不可能
的,我们只要Rn足够地大,使Rn比负载电z阻大得多就行了。晶体三极管正常工作时,Ic只
同Ib有关(即Ic=βIb),一旦Ib有确定值,Ic也就基本固定了。Vce的变化不会对Ic有很大
影响,如图25(b)所示,尽管Vce的变化量△Vce很大,但Ic的变化量△Ic。却很小。这谠明晶
体管的动态内阻 △Vce / △Ic是一个很大的值,约几百千欧,但它的直流内阻Vce/Ie却很小。
所以晶体三极管可以组成一个Rn很大的恒流源。图25(c)是一个恒流源电路,图中D是
一个稳压二极管,R给D提供一个工作电流,使B点有一个恒定的电位Ub。
电路中Ub=Ue+Ube。当由于某种原因使电流Ic上升△Ic时,△Ic在Re上的压降△Ic •Re增加,即Ue增加,
而Ub不变,因此Ube就减小了,Ic也随之诚小,这样保持了Ic的恒定。在这个恒 流电路里,
恒流的关键是B点电压的稳定,这称D •R为恒压电路。如果用 晶体 三极 管来代替二极管
D,可以得到效果更好的恒压电路。如图25(d)所示,我们分析一下 Ub是怎样保持恒定
的。设Ub上升了△b,则会发生下列的过程Ub↑→Ube1↑→Ib1↑→Ie1↑→Ure↑→Ube2↑→Ib2↑→Ic2↑→Ur↑→Ub给↓,
结果使Ub保持稳定。可见只要Ub有一微小的变化△Ub,就会有
一个很大的变化量△Ic2,这样 BG2的动态电阻Rn=△Ub/△Ic, 就可以认为是很小的,所以
Ub是十分稳定的。恒流源BG1,和恒压源BG2,组成的电路称为镜象电流源。这种电 路的稳
流性能良好。


图25(a)中,BG3和BG4,就是这种镜象恒流源电路。由于恒压源BG4,动态 电阻 小,
接上不同的电源电压Ec时,在BG4、R7,支路引起的Ic4较大幅度的变化,而不会 使 Uce4变
化,因此Ube3是恒定的,所以Ic3也恒定。这就保障了不同电源电压时,差分放大 器的两
管电流基本恒定不变。
BG5是电压放大级,它的基极偏压取决于电阻R4上的电压降。由于差分管 的 电流恒定,
所以,Ic1恒定,Ic1在R 4上的电压降也恒定,即BG5的基极电压Ube5.也 恒 定,不会随
Ec而变动。
BG7是一个恒流源,它作为BG5的负载,为BG5提供了恒定的电 流。BG7的基极电压
受到恒压源BG4,的控制而恒压,不受电源电压变动的影响。
BG8~BG11是复合互补推挽输出级,它们的电流受到BG6的控制。BG6 也是一个恒
压电路。动态内阻小,集电极与发射极之问的电压Uce6是恒定的,流经BG6的电流大小对
它的恒压值几乎没有影响。所以,BG8~BG11的静态工作点基本恒定,不受电 源 电压变
化的影响。
由于电路上述的特点,整个电路的各晶体管都能在电源电压Ec为10伏~45伏的范围内
的任一电压下正常工作。故此电路能自动适应多种电源电压。
本电路中从输出端到差分级BG2的基极,加有100%的直流负反馈(C3对直流开路,
输出电压经R8全部反 馈至BG2 的基
极),保证了放大器中 点电压 的稳定。
但在交流情况下,C3视为短路,R6对反馈信号有分路作用,使交流
反馈量大大减小,保证电路有足够的增益。

图中C4为防振电容,C6、R16为高频相位校正电路。
电路稍加变动即可交为OCL 低放电路,如图25(e)所示。


二.主要性能指标

1.电源电压适用范围:10伏~45伏。
2.输出功率:1.5瓦~30瓦。
3.频率响应:20赫~200千赫(1.5~-2分贝)


三、安裝及调试要点
图25(f),是此电路的印刷电路。它适合于OTL连结方式,也适合 于 OCL 连结方式,
末级管BG10~BG11,可用硅NPN型,也可用PNP型管,即一板多用。若 BG10
BG11,采用硅管(NPN型)时,图中(G)(G)相连,用锗管(PNP型)时,图中②②相连,
可將AA虚线右端割下,螺孔相应左移。BG10~BG11用锗管时,有关部分的电原理见图25(g)。
印刷板图上括号内电阻是用锗管时的电阻编号。
电路接成OTL电路形式时,②③相连,
-Ec接地。接OCL电路时,①②相连,+Ec和-Ec为正,负电源接线端,Z(中)点接扬声器,R6接地
端改接到④。
为了安装和调试的方便,为了及时、方便地排
除故障,本电路宣采用分段安装、调试的方法,即
把电路分为四个部分,逐步安装、调试。具体的步骤和方法如下:
1:安装输入级BG1~BG4、R1~R8、C1~C3、C7安装时需将R8接扬声器RL一头
暂接R1、R2分压点,使BG2取得直流偏压。安装完后即可通电测试 Uce4,应为1.4伏
Ube4为0.7伏。如果这两个电压值正常,则说明恒流源工作正常。若Uce4电压 值不符,则
可分别测Ube3、Ube4,如有一个不是0.7伏,应检查BG4管是否有be结击穿或 开路。测完
Uce4后,应测量R4上的电 压降是否为0.7伏,如压降为零伏或为1.4伏,就说明差分管
BG1.、BG2中必有一管损坏。如果压降大于或小于0.7伏,应检查电阻 R5。的阻值是否有误
《R5决定了恒流源输出电流)。再检查电阻R4的阻信是否正确,即可查出故障。
2.安装BG5~BG7、R9~R11、C4这几个元件安装完后先测电阻R9上的电 压降,
应为0.7伏左右。这一压降洪定了恒流源BG7的输出电流。如果有问题,应检杏BG7的基、
射极间的电压Ube7,找出故障并排除之。其后,测BG6的基、射极问的电压Ube6,此电压
应为0.7伏;测BG6的集、射极间电压Uce6,应为2.1伏。如果过高,说明BG6。无电流流过或
只有很小的电流流过,大部分电流都流过R10~
R11,这时,应检查BG6是否 有 开路损坏现象。如果电压偏低甚至为零,说明电流全部被BG6分流,
或BG6和R10~R11上均无电流或很小,这时,应检查BG6。是否损坏,或电阻R11,是否损坏。这部分调试完后,
应注意特别仔细地检查BG6、 R10、R11的焊接是否可靠,Uee6、Ur9是否正常。正常以后才可以
进行第三部分的安装和调试工作,否则,有可能烧坏后面的晶体管BG8~BG11。
3.安装BG8、BG9、R12、R13:这时应把电阻R8焊回原处。安装完毕后,检查R12、
R13上的压降应为0.7伏。中点电 压应为1/2Ec。(如接成OCL工作状态,中点电 压应为零)。
一般来说,只要前级BG5~BG7,工作正常,BG8~BG9管子正常,这部分是不会 有故障
的。
4•安装功率输出管BG10、BG11和R14~R16、C6等。调试方法:在BG10集电极回路
串一只电流表,测量未级管的静态电流应为20~30毫安。否则,应调节电阻 R11,用一只
1 千欧的半可变电阻 或电位器代替电阻R11, 调节这个电阳,使BG10、BG11 的静态电流满
足要求。
按上述步骤安装调试完后,即可试听。在调试过程中,也可能先用低电源电压调,然
后再升高电源电压。
四、品体的选用货
本电路所用的晶体管可参照表8中的要求选用


用Multisim14仿真了一下满功率输出


电源电压6-45V各级电流与中点电压变化





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发表于 2024-7-10 09:18:42 | 显示全部楼层
无线电,过去很受欢迎的,现在不知如何了,手机时代
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发表于 2024-7-10 11:55:39 | 显示全部楼层
纯分立功放调试起来很麻烦,各种元件参数工作点需要调整,现在的小青年大多已经搞不明白这些了,直接用个ic照着典型应用一抄了事儿,能折腾这些的基本都是老同'志了~

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shangh + 30

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发表于 2024-7-10 12:09:16 | 显示全部楼层
好熟悉的封面系列,当年就是被这些书籍带人电子技术这个坑的!
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发表于 2024-7-10 12:38:48 | 显示全部楼层
都是基本电路呀!!!
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发表于 2024-7-10 14:57:53 | 显示全部楼层
谢谢分享,这贴是棒棒糖的标准贴

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发表于 2024-7-10 16:16:33 | 显示全部楼层
研究设计分立电路的都是高手
      
现在一颗芯片搞定

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发表于 2024-7-10 19:46:21 | 显示全部楼层
liding 发表于 2024-7-10 12:38
都是基本电路呀!!!

总算看到了个明白人,尤其第二个电路,普通的很,适应单电源10-45v的ic很多,tda2030好像就是把
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 楼主| 发表于 2024-7-11 10:50:06 | 显示全部楼层
qrut 发表于 2024-7-10 11:55
纯分立功放调试起来很麻烦,各种元件参数工作点需要调整,现在的小青年大多已经搞不明白这些了,直接用个ic ...

所以都在抄
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发表于 2024-7-11 13:49:57 | 显示全部楼层
很经典的单端放大器,音质很耐听
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发表于 2024-7-11 14:17:33 | 显示全部楼层
rush 发表于 2024-7-10 19:46
总算看到了个明白人,尤其第二个电路,普通的很,适应单电源10-45v的ic很多,tda2030好像就是把 ...

基本电路不假,但要条理表达并讲清楚来龙去脉,还是需要些功底
好比调子一起,一听都知道第五交响曲,问题是说得清楚内涵道道的还真不多,基本能全乎说清楚得就更不多,否则也不会几百年还要炒冷饭不断有人听这曲子,是吧,叫“挖掘”
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发表于 2024-7-14 16:25:17 | 显示全部楼层
那时一个几千微法的电容老大了,而且往往是就正极出线,负极直接外壳。
看着仿真中点偏移这么小,估计直接上正负电源都可以。

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 楼主| 发表于 2024-7-15 09:31:13 | 显示全部楼层
微醉 发表于 2024-7-14 16:25
那时一个几千微法的电容老大了,而且往往是就正极出线,负极直接外壳。
看着仿真中点偏移这么小,估计直接 ...

正在画板子来玩玩
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发表于 2024-7-15 09:59:33 | 显示全部楼层
shangh 发表于 2024-7-15 09:31
正在画板子来玩玩

是重新设计的板子吧?原书上那板子肯定不适用了,还得找PCB排插,现在估计都没有了。
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发表于 2024-7-16 20:54:48 | 显示全部楼层
能坚持做分立件并成品的都得喊大叔、大爷,最后一次装分立件还是中学时代的劳动技术课组装收音机,后来搞电子爱好要么是傻瓜模块,要么集成电路,致敬老一辈
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发表于 2024-7-16 20:56:00 | 显示全部楼层
能做分立件并成品的年纪都是大叔、大爷,最后一次装分立件还是中学时代的劳动技术课组装收音机,后来搞电子爱好要么是傻瓜模块,要么集成电路,致敬老一辈

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参与人数 1家元 +9 收起 理由
shangh + 9 我很贊同

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 楼主| 发表于 2024-7-16 21:29:38 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
cdma20001 发表于 2024-7-16 20:56
能做分立件并成品的年纪都是大叔、大爷,最后一次装分立件还是中学时代的劳动技术课组装收音机,后来搞电子 ...

分立元件的费时费力费钱,集成的就什么都省
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 楼主| 发表于 2024-7-16 21:31:44 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
微醉 发表于 2024-7-15 09:59
是重新设计的板子吧?原书上那板子肯定不适用了,还得找PCB排插,现在估计都没有了。 ...

PCB重新设计,照抄原PCB那个线路太细了
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