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发表于 2021-11-25 17:25:10
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本帖最后由 TBsoft 于 2021-11-25 17:50 编辑
互补推挽OTL电路的推动管集电极是加了自举的,该收音机电路中,喇叭兼做自举电阻,输出电容兼做自举电容。
自举电路的作用,一般解释有二:
1、相当于提升推挽管输入阻抗,也就相当于提升了推动管的负载阻抗,减轻推动管集电极电阻(也就是推挽管输入端偏流电阻)对推动功率的消耗,使得推动功率能充分用来推动推挽管,这是从交流信号角度(频域)的一种解释。这种解释,可以将自举理解为在深度负反馈(射极跟随器)基础上引入的一种正反馈,实际在射极跟随器、场效应管源极跟随器以及运放电压跟随器的设计中,都经常应用自举进一步提升输入阻抗,减轻输入端偏流电阻、偏置电阻等的影响。
2、提升动态范围,由于自举电容上有几乎固定的直流电压,那么当推挽管基极电压升降时,自举电容上的直流电压就会通过自举电阻叠加在推挽管基极上,使得基极电压的升降幅度更大。例如在图中的电路中,当中点电压下降时,由于自举电容上有几乎固定的一半电源电压,导致喇叭上端,也就是R11右端实际变成了负压,这个负压使得R11左端电压进一步下降,推挽管的基极电压下降幅度就更大,克服了因为推挽管射极跟随器输出,导致输出电压难于满摆幅的缺点,因此带有自举的互补推挽OTL电路,输出电压摆幅(峰峰值)不是VCC-VBE*2,而是能近似达到VCC-VCES*2(此处有一定争议,也有看法认为自举主要只增大推挽管中一只管子的动态范围,相当于图中的下管8550,因此输出电压摆幅是VCC-VBE-VCES),VCES是晶体管C—E间压降的理论最小值,VCES要比VBE小得多,在电源电压较低的情况下可以有效增加OTL电路的输出功率,这是从电压瞬时值变化(时域)角度的一种解释。
第二种解释常常粗略解释为“推挽管变成了共发射极工作状态”,例如《晶体管收音机的特殊电路》一书中的解释,实际上这种解释只是一种从等效角度的解释,输入和负载的交流公共点仍然是推挽管的集电极,但自举确实起到了相当于共发射极电路的作用,提升了输出电压的摆幅使之能够达到VCC-VCES*2,这正相当于共发射极电路输出的摆幅,而不是共集电极电路输出的摆幅VCC-VBE*2。
因此,该电路的最大输出功率是峰峰值VCC-VCES*2对应的峰值VCC/2-VCES,再换算成有效值(VCC/2-VCES)/sqrt(2),在负载RL上的功率,即((VCC/2-VCES)^2)/(2*RL),一般S8050和S8550在大电流输出下的VCES为0.5V左右,喇叭相当于8欧姆电阻的话,那么6V电压下最大输出功率大约为((6/2-0.5)^2)/(2*8)=0.390625,即约390mW,如果选用功率大一些的SS8050/SS8550,或者C8050/C8550,VCES在大电流下可能可以更低一点,设为0.3V左右,那么6V电压下的最大输出功率可以做到455mW左右,这已经是理论计算的极限功率了,因为输出电压摆幅(峰峰值)无论如何也不可能超过0—VCC之间的。
如果输出电压的摆幅按照VCC-VBE-VCES计算,VBE取0.7V,VCES取0.5V,6V电压下的极限功率大约是360mW。
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