OTL放大器

林健

我觉得Q4是为Q1Q2提供一个偏置并且提供一个激励，使到Q1Q2在正玄波得到导通并且放大。由于Q4的输出也是集电极以及发射极两路，相位固然不一样，强度（大小）也不一样。

小鬼头

luhuineng 发表于 2023-5-3 00:11
加了自举电容后，Q1工作于共发射极放大状态。而不是共集电极（即平常所说的射随器）状态。
对于交流信号可 ...

我也说两句。

我记得自举电路的作用主要有2个：

1、提高电压放大级的ac增益——是通过提升电压放大级的等效ac电阻而获得。注意，并不是提高输出级的增益。

2、提升电源利用率。能让上臂管的摆幅上限很接近于正电源电压。现在有些开关电源就利用自举电路来让高侧的mos管导通。

你画出来的等效电路图，增益方面，确实看上去是输出级具有电压放大能力（大于1的能力）。可是，要得到现在这个等效电路需要有一个前提，那就是电压放大级的ac负载是恒流源。但实际情况并非如此，这个ac负载电阻仅是一个比加入自举前阻值更小的电阻。

假如把自举产生的电压放大级ac负载电阻增大这一效应考虑进去，把他视为恒流源负载，那么，这时就不能再使用一次自举的效应，把电路按此图来作等效变换。

林健

我的忽然想起自举电容是利用电压两端电压不能突变原理提高Q1的供电，但是Q2供电好像没有提到。如果Q2也提高了，那么自举电容的电压就会不停循环不断提高，不知道我的分析有没有错，

小鬼头

小鬼头 发表于 2023-5-3 13:00
我也说两句。

我记得自举电路的作用主要有2个：

我在这个帖子里，是第一次看到自举电路被说成具有如此强大的功能，可以把输出级的工作组态由射随器变成共e极放大。如果这一说法确实成立，岂不是那些模电教科书都得改写？想当年大学模电的某门课程，授课老师还出题，让我们学生手算过自举加入前后的电压放大级增益变化。

要验证这一说法是否正确，也不难。用仿真软件，把电路设置成开环放大，输入很小幅度的信号，在输出端设置电压探针，分别用8Ω和4Ω电阻作负载，看一看输出电压大小就会一目了然。如果输出级是共e极放大，那么放大倍数会随负载电阻的不同而有明显变化，如果是射随器，则基本不变。

至于21楼给出的等效电路，在功放电路设计中，属于比较少见，但也不是没有。附图的输出级上臂电路，就可以等效为21楼电路的样子。该功放电路来自于《实用电子文摘》1995年第5期的一篇翻译文章，原设计者是日本的金田明彦。原先是发表在日本《无线与实验》杂志上的，国内杂志出版时没注明原作者等信息，让人看上去像是那位署名“从余”的翻译者原创的。

金田明彦把这种拓扑的功放电路称为“完全对称”功放电路。这个电路初看上去是不对称的，但画出等效电路并计算增益后，将会发现确实是“对称”的（上下臂电路的增益非常接近）。

luhuineng

小鬼头 发表于 2023-5-3 21:21
我在这个帖子里，是第一次看到自举电路被说成具有如此强大的功能，可以把输出级的工作组态由射随器变成共 ...

负载阻抗变化一倍，增益增加6dB，验证了Q1就是共发射极组态。

luhuineng

小鬼头 发表于 2023-5-3 21:21
我在这个帖子里，是第一次看到自举电路被说成具有如此强大的功能，可以把输出级的工作组态由射随器变成共 ...

      你所贴的电路，由于米勒电容比较小，在音频范围内可以忽略它的反馈作用。这样看来电压放大极的输出阻拦非常大，因此输出极上下臂都是共发射极组态，在上下臂电流放大倍数相同的情况下它是对称的。这种电路输出级管子需要配对。
      无缺陷功放的米勒电容比较大，使得电压放大极在音频范围内就工作在电压并联负反馈状态。电压放大极的输出阻拦比较小。并且输出极使用共集电极组态。因此对输出级管子配对要求比较低。

luhuineng

小鬼头 发表于 2023-5-3 13:00
我也说两句。

我记得自举电路的作用主要有2个：

      自举电容的作用其实就是把电压放大极的ac负载变为恒流源，电压极三极管的C极和输出管基极的电位相同，而输出管的E极电位紧随其B极（和电压放大极c极连接）。
       所以R6两端的ac电压为零（实际上还是有一点点的，请别钻牛角尖）。流过R6交流电流为零。对于电压放大极来说，相当于ac恒流源。
    以前场效应管还没普及的时候，为了提高三极管电路的输入阻抗，就使用了自举电路。和1969功放输出级的上臂原理是一样的。如图:

小鬼头

luhuineng 发表于 2023-5-4 02:12
负载阻抗变化一倍，增益增加6dB，验证了Q1就是共发射极组态。

你要验证自举电路是不是具有改变输出级工作组态的能力，不宜用JLH1969电路来仿真。因为他本身就是共e极放大组态。

应该使用输出级为互补射随器的普通电路。

小鬼头

luhuineng 发表于 2023-5-4 02:37
你所贴的电路，由于米勒电容比较小，在音频范围内可以忽略它的反馈作用。这样看来电压放大极的输出 ...

我贴的金田明彦的完全对称放大器电路，输出级包括推动级全是npn管。就管子的特性而言，配对性天生就比npn与pnp管的配对性要好得多。所以，原设计者称为完全对称，是有一定道理的。

至于你说的无缺陷放大器，他的输出级是倒置达林顿组态，上下臂的对称性是靠输出级局部负反馈获得的，跟金田明彦的电路走的方向不同。

而金田明彦的电路，由于输出级工作于共e组态，加入负反馈前的开环输出电阻很高，需要大环路负反馈来降低内阻。

ps：无缺陷放大器是D self设计的，发表在《音频功率放大器设计手册》一书中。该书的第1个中文译本（第4版）是我当年翻译的。

小鬼头

luhuineng 发表于 2023-5-4 03:15
自举电容的作用其实就是把电压放大极的ac负载变为恒流源，电压极三极管的C极和输出管基极的电位 ...

对，自举产生的作用，是让前一级（电压放大级）的等效ac负载电阻提升。但是，他没有改变下一级管子工作组态的能力。

小鬼头

luhuineng 发表于 2023-5-4 02:12
负载阻抗变化一倍，增益增加6dB，验证了Q1就是共发射极组态。

刚才我用仿真软件仿真了jlh1969电路的上臂电路，仿真时用恒流源代替下臂的输出管，以避免下臂电路的共e极放大组态掩盖了上臂的工作情况。

仿真结果是，上臂电路确实基本呈现出共e极放大的特性，也就是，负载电阻越大，增益就越大。把上臂管改为mos管，以免因负载电阻影响上臂电路的输入阻抗而造成增益的变化，仿真显示，上臂电路仍呈共e极放大的特性。

所以，从增益的角度出发，把自举电路的作用视为具有改变输出级工作组态的能力，有一定道理。

回过头来想了一下：

1、我32楼最后2段话说得不准确。当时是认为，在等效变换时电压放大管的c极是直接接在那个低阻值的电阻（即那个隔离电阻）上，但实际上，是先经过等效的ac高阻才到达隔离电阻。

2、传统教科书认为自举电路不改变产生自举作用这一级电路的工作组态，这也是正确的。分别对电压放大级（因自举而提升了增益）的增益、输出级（没有放大能力）的增益进行计算，合计得到的总增益，我估计与视为改变工作组态得到的结果是相同的，即两者是殊途同归。

3、传统方法计算电压放大级增益时，需要把输出级的正反馈因素纳入计算。视为自举改变工作组态时，可以简化计算。后者不需要计算正反馈，但需要按共e极放大组态来计算输出级对总增益的贡献。

4、现在看，就ac而言，自举电路可以视为等同于金田明彦完全对称功放电路的上臂电路。但dc却不相同。因此，金田明彦完全对称功放电路输出端不怕短路这一优点，在自举电路上会大打折扣。

小鬼头

小鬼头 发表于 2023-5-4 10:13
刚才我用仿真软件仿真了jlh1969电路的上臂电路，仿真时用恒流源代替下臂的输出管，以避免下臂电路的共e极 ...

我在34楼提出的仿真验证方法并不够好。34楼的方法只能看到总增益，不能单独看出输出级的增益。

我现在改用了新的验证方法：在输出级之前、输出级之后各检测对地的AC电压，看一看输出级是否具有大于1的放大能力。仿真结果如下：

1、8Ω负载有自举时的仿真结果

输出级不具备大于1的放大能力。





2、4Ω负载有自举时的仿真结果

总增益大致是8Ω负载时的一半。输出级仍不具备大于1的放大能力。



3、没有自举时的仿真结果

负载跟第1点相同，也是8Ω负载。可看到，

（1）总增益有大幅下降。也就是，加入自举后，总增益有大幅提升。

（2）输出级也不具备大于1的放大能力。



     以上的仿真清楚表明，无论加入自举与否，输出级都是工作于放大倍数小于1的射随器组态。因此，我现在的观点是：

     把自举电路视为能改变输出级工作组态，可以方便和简化了电路增益的计算，但也就仅仅如此而已（即，仅是在计算电路总增益时可以这样来看待电路）。如果把加入自举后的电路当作成输出级改变了工作组态，将会犯原理上的错误。

quexing

我也来看看讨论，学习。

luhuineng

小鬼头 发表于 2023-5-4 10:13
刚才我用仿真软件仿真了jlh1969电路的上臂电路，仿真时用恒流源代替下臂的输出管，以避免下臂电路的共e极 ...

关于自举电路，从整体电路特性来说，当电压放大极的输出阻抗（非负载阻抗）非常大的情况下，它的特性和共射组态是一样的。脱离电路只看输出管它确实又是共集电极输出。因为它的输出端紧随其基极。

由于自举电容的作用，电压放大极C极流过R1的ac电流为零。视为交流阻抗无穷大。电压放大极的集电极ac电流乘以R2等效于交流内阻为R2的电压源。

luhuineng

小鬼头 发表于 2023-5-4 10:13
刚才我用仿真软件仿真了jlh1969电路的上臂电路，仿真时用恒流源代替下臂的输出管，以避免下臂电路的共e极 ...

不管共射输出还是共集电极输出，如果电路本身存在失调电压，对于DC来说。如果输出短路，使得输出端电压为零。由于强负反馈的作用，输出管都会输出强电流企图把输出端电压拉回失调值。因此都会烧输出管。并不存在那种组态不怕短路的情况。
       当失调电压为零时，输出端DC短路都不会烧输出管。