制作简易收音机，实验OTL功放

冰岛

经典的晶体管直接耦合OTL功放虽电路结构简单，但它不适合低压供电，电压低于3V几乎就没声音了，数年前我曾经仿真过可以用于低压供电的OTL功放，当时在本坛发过贴，但当时身边没有工具，无法实际制作电路验证，时隔几年之后，现在我有制作电路的工具，就用万能线路板做了个简易收音机，目的就是实验这种OTL功放。完整的电路原理图如下：



图中所以NPN型三极管均使用8050D，PNP三极管均使用8550D，使用这两种三极管没有其它原因，只是因为目前这两种管我的存量较多，而且这两种管子高频性能、放大倍数、功率等完全符合要求。用MF47万用表测放大倍数，8050大约300，8550稍微小一点，差距很小，符合配对要求。

组装时R1、R3、R9、R12暂时不安装，此时只有Q6~Q9导通，调整R17、R18可使Q8、Q9集电极电位为电源电压的一半，并且可以改变Q8、Q9静态集电极电流。时间调整之后，R17为10k，R18为10.47k，后两级总电流在2.5V和3.9V供电时分别是3mA、7mA（功放级Q8、Q9集电极电流0.2mA、1.2mA），中点电位大致是供电电压的一半。

安装并调整R1、R3、R9、R12之后，收音机即可工作，灵敏度、选择性都不理想，但这里要求不高。

试听效果：供电电压1.8V、2.5V、3.9V，收音机都可以正常接收节目，1.8V供电时用万用表测量整机动态电流只有几mA，但此时音量完全能满足室内用喇叭收听节目需要；2.5V供电时整机静态电流7mA，用47万用表500mA档测量，接收新闻节目时动态电流可达到45mA，与带输入变压器的OTL功放相当；3.9V供电时，音量比2.5V供电更响亮，电流没测；三种供电电压下试听，声音没有能感觉到的交越失真，但由于耦合电容容量偏小，且喇叭尺寸小，没有低音，电容容量加大一档可能效果会更好一些。

补充内容 (2023-4-2 09:22):
画图时漏掉了功放部分的一些电阻和电容，与实际制作不完全相符，而且漏掉的电阻会导致工作电流异常，正确的电路以后再补充。

补充内容 (2023-4-2 10:47):
更正的音频放大电路在6楼。

老无线电小白

此处是否有误?

南门里

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asd0109

感谢分享！

冰岛

老无线电小白 发表于 2023-4-2 07:05
此处是否有误?

此处的确有错误，Q7集电极这里两条线应该是相连的，谢谢指正。功放部分除了您指出的这处错误之外，画图时还漏掉了两只电阻和一只电容，正确的电路以后再补充。

冰岛

音频功放完整的电路图：


        1楼图把R23、R24、C17漏掉了。如果没有R23、R24这两只电阻，功放级Q8、Q9集电极电流调不到合适。C15、C17作用是防止自激。

天天爱玛丽

赞一个,原创电路都值得肯定.

waeawd

q4,q5可以省去一个。

whyljh3333

Q9的B-E极，把Q7的C-E极电压，锁定在0.7V....（Q8和Q6同理）

当电源为4V时，中点为2伏，经R21的电流达到4.6mA......

功率推动此级的电流，随电压变化的适应性差一些...

Q7的E极可以串个合适电阻，提高输入阻抗，应对2.2UF电容，有利于低频；不过CE之间的电压更低些了...

低压OTL，不如变压器输出简单

冰岛

waeawd 发表于 2023-4-2 22:15
q4,q5可以省去一个。

从原理说，Q4、Q5作用相同，省去其中一个还可以避免Q6、Q7输入信号幅度不一致——然而，实际使用的电源不是理想的电压源，电源是有内阻的，功放消耗电流在电源内阻上会产生波形，如果Q6、Q7基极通过两个耦合电容交流短路，电源纹波从Q6、Q7发射极注入，被Q6、Q7、Q8、Q9放大后，就很容易出现自激。在这个功放电路里信号是完全分离开的，Q4、Q6、Q8以电源负极为参考0电位，Q5、Q7、Q9以电源正极为参考0电位，这就是Q4负载电阻（R15）接退耦电容C6而Q5负载电阻（R16）直接接电源正极，以及设置R20、C13的原因，这样可以有效避免因电源内阻而产生的自激。

冰岛

whyljh3333 发表于 2023-4-2 23:02
Q9的B-E极，把Q7的C-E极电压，锁定在0.7V....（Q8和Q6同理）

当电源为4V时，中点为2伏，经R21的电流达到 ...

谢谢点评。
        Q6负载被C12短路到电源负极，Q7负载被C13短路到电源正极，因此这里Q6、Q7完全是各干各的，完全没有交集，这点与OCL功放电压激励级互为有源负载完全不同；Q9靠Q7电流减小推动，，Q8靠Q6电流减小推动，且Q6、Q7集-射极电压只有0.6V时仍然处于放大状态，这就可以使Q8、Q9获得正常的激励电流；当信号足够大，Q6、Q7的确可能进入饱和区，但这恰好是被Q7、Q9舍弃的半波，因此Q6、Q7集电极的饱和失真并不会导致输出波形失真。
        推动级的集电极电流随电源电压变化而变化，本身并不是坏事，理论上功放的输出功率与供电电压正相关，而功放管的电流放大倍数并不会随供电电压的改变而改变，因此要获得理论上的最大输出，电源电压越高，需要的激励电流也越大。
        这里是靠R17、R18产生的电压负反馈稳定Q6、Q7集-射极电压，从而稳定输出级Q8、Q9静态电流，因此Q6、Q7发射极绝不能串联电阻，如果需要改善低频响应，那么最有效的方法就是加大每个电容的容量。
        带输出变压器的功放可以适应更低的电压，设计输出功率更灵活，但是变压器造价高、频率响应窄，两种方案没有绝对的孰优孰劣，适合的就好。

横河7556

冰岛 发表于 2023-4-2 10:46
音频功放完整的电路图：

请教老师，如果要把喇叭的一端接地，这个电路要如何改呢？谢谢老师！

冰岛

横河7556 发表于 2023-4-4 00:20
请教老师，如果要把喇叭的一端接地，这个电路要如何改呢？谢谢老师！

喇叭一端接地，需要增加一个电阻和一个电解电容，电阻代替图中的喇叭，电容与喇叭串联隔直流。这个电路里推动级负载电阻接喇叭，起到直流负反馈的作用，稳定功放管Q8、Q9集电极电位为电源电压的一半，用电阻代替图中的喇叭，电阻值必须远远大于喇叭的标称阻抗，否则电阻对输出的分流损耗就比较大，然而当电阻值比较大，直流负反馈就会变得比较弱，不利于中点电位的稳定，如非必要，像图上这样直接用喇叭和输出耦合电容作为直流负反馈退耦滤波，电阻分流损耗与中点电位稳定性之间的矛盾就可以迎刃而解。

冰岛

实物照片：

        由于使用单面万能线路板尺寸原因。线路板布局很乱，布不通的地方就用跳线，不过焊接完之后功能正常。

该收音机放音效果与改装版中夏S66E对比视频：
https://m.youku.com/mid_video/id ... 2dfe53bcaf66d47b3b0
        由于单调谐直放收音机选择性很差，本地720中国乡村之声信号很强，所以只录了乡村之声这一个频道的放音效果。放音音量对比，这种不带输入变压器的OTL功放音量与带输入变压器的中夏S66收音机相当，音调没有对比的必要，直接放大式接收频率响应跟超外差不一样。

girlexplorer

冰岛大师的画图很有特色。
请问是用什么软件画的？