基于OCL功率放大电路的研究及其应用

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摘 要：在音频范围内低频端的的信号通过耦合电容时，由下列公式分析可得：会有很大的衰减。在OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路中，若输出端耦合电容为200μF左右时，则1000HZ的音频信号的容抗约为0.08Ω，100HZ的音频信号对应的容抗为8Ω左右，10HZ的音频信号的容抗是80Ω。由此可知，用它传输宽频音乐信号时，低频段衰减较大，扬声器重放音乐时就会显得低频不够丰富。为了改善耦合低频的电容影响，就得采用大容量的电解电容，电解电容是线圈绕制而成的，电容越大则绕制的线圈就越多，这样线圈边缘就会产生不可避免的一种附加电感，对不同频率的信号就会产生不同的相移，从而引起附加失真。为了消除这样的问题，在高保真音响系统中，广泛采用无输出耦合电容的OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路。

关键词：OCL功率放大；改善耦合低频；电解电容；无输出耦合电容

1 引言

随着社会的发展，人们的生活质量也越来越好 ，高科的发展也层出不穷。在高科技中，电子技术的发展是一日千里，现代人生活在电子产品的海洋世界里，没有了电子产品的人，就像是灵魂飞离了肉身一样。每天都可以看到行人手里都有一部智能手机，有的在打电话、有的在导航找路线、有的在查询当地的天气状况等等，这都是电子产品的利用。电子产品得到了广大人们的喜爱，是建立在电路的设计制造技术上，一个优秀的电路设计可以带来意想不到的效果。

今天在电子行业中，竞争日益激烈。就目前的手机市场而言，如果一个厂家所设计的手机，所花费的时间长，而且手机内部的电路设计制造复杂，也就是需要很多的电子元件组成。像这样制造出的手机在市场上价格一定非常昂贵，因为在完成这部手机的过程中，需要的电子元件多，成本昂贵。另外，这样的电路所需要的电能多，就厂家而言，这种制造出的手在市场上价格不一定占优势。只有用最少的电子元件，完成更多的功能，这才是电子行业发展的方式。要用最少的电子元件组成功能强大的手机，是现代电子业的一个挑战，也是信息化人才队伍建设的比拼，看哪家公司的人才对强，那么所设计出的电子产品在市场上，就有优势的地位。其实公司队伍的强壮，也就是所设计出的电子产品，在有限的元件中，用最少的电子元件完成功能最强大的电子产品。电子行业中，电子元件规格是统一的，每个电子元件所具有的功能也是一样的，像晶体三级管具有放大电路的作用、电阻具有阻碍电流的作用、发光二极管具有发光和节能的作用等等，人们把这些电子元件组合在一起，就可以实现人们想要的电子产品了。

一序列的电子元件能组合在一起，而且每个电子元件之间相互的匹配完成一个具有强大功能的电子“工程”，是需要合理的设计电路的，一个优秀的电路设计可以用最少的电子元件实现最复杂的功能，而且还节能环保。这样的电子产品是人们所迫切需要的，也是国家所提倡的，还是人们最喜欢的。而电路设计是否优秀，主要体现在电路是否简洁，所需电子元件是否较少，所消耗能量是否更少等，各方面的综合评价。

接下来，我将给大家介绍一种放大电路，我们都知道可以放大电路的办法有很多，如三极管放大电路。在这我将对OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路的设计原理及其应用给大家做详细的阐述，阐述主要从OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路的设计原理和OCL功率放大电路在生活中的具体应用两个大的方面做阐述。

2 OCL功率放大电路的设计原理

OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路的原理与较为复杂的放大电路相比其实很简单，在OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路中，电路设计制作的最终目的是不用输出电容[1]，而且在给OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路提供电源是是采用双电源供电，在OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路中是必须采用双电源供电来实现的。另外，我们都知道，电容具有“通交流电，阻直流电”的特性，电容会对交流电产生一定的阻力作用，有时这种阻力作用大，有时这种阻力作用小，人们常把把这种阻力作用称为容抗，所以容抗的大小是衡量这种阻力作用的大小。然而，经科学研究发现，容抗的大小与信号频率和电容器的电容量成反比关系，并且科学家们还推导出了具体的数学表达式，数学表达式如公式（1）所示。

在公式（1）中我们可以看到，当C不变时，输入的信号频率越小，容抗就表现为越大，明显看到陈反比例关系，反之当输入的信号频率越大，容抗就表现为越小。在一定的音频范围，音频通过耦合电容时，就会表现出很大的衰减。当人们采用无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路时，就可以消除这样较大的衰减，从而将影响降到最低，尽量实现高保真。

无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）甲乙类互补对称功率[2]放大电路，是采用正、负电源供电，也就是上述所说的双电源提供电压。无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）甲乙类互补对称功率放大电路设计图，如图1所示。

如图1所示，Vcc和-Vcc是对称的正、负电源供电，也即是双电源供电的位置，而且Vcc和-Vcc是大小相等的供电，也就是对称的供电。这就是是无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）甲乙类互补对称功率放大电路的一个特点[3]。从图1中可以清楚的看到，该电路图的设计简单，实现的功能强大复杂，是优秀电路设计图中的一种，人们在输出端接上相关的电子元件就可以实现高保真音频输出。

图1中VT1和VT2只工作在甲乙类工作状态，电路图中两只三级管需要很小的正向偏置电流就可以正常使用，这一电流是由电阻R和二极管VD1、VD2提供的，需要提供这样的电流不需要复杂更多的电子元件。VT1和VT2集电极与发射极之间的内阻相等，所以两只三级管的内阻对Vcc和-Vcc进行分压的作用，另外，两只三极管的内阻也是相等的，Vcc和-Vcc大小相等，所以VT1和VT2发射极的直流电压为0。

无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）甲乙类互补，对称功率放大电路的设计简单有效，是消除附加场影响的一种有效设计电路。在音响系统中，广泛的使用无输出耦合电容OCL（Output Capacitor Less）甲乙类互补，对称功率放大电路，是实现高保真的一种输出方式。

3 OCL功率放大电路的应用

电子产品是现代人们生活的必备生活工具，电子产业的大力发展改善了人们的生活质量，也促进了电子电路的发展。现在是信息化时代，那个国家在短期时间里所获取的信息量大而且准确，那么这个国家将处于优势地位，这是一个比技术比信息的时代。然而，信息的获取是需要电子设备的，一个精密的电子设备仪器可以在短时间里获取对方或国内大量的信息，在从大量的信息中提取有用的信息，在这个过程中，对电子设备仪器的要求就非常高且容量大。这些电子仪器，所需要的电路是非常优秀的，往往像这类仪器价格是非常昂贵的，价格昂贵也是合理的，因为就只有这样的仪器才能完成信息量大的事件。

在电子技术发展中，电路的设计制造是关键。电路的设计就像是远航的指示灯，引导着航船到达更远的地方在浩瀚的大海里不迷失方向；电路的设计就像是，已经挖好的渠道，水随着渠道而流向远方；电路的设计就像是，桥梁的总设计师，设计出草图，人们按照所设计的图纸完成现实的建设。电路的设计非常的重要，在电子行业中，一个优秀的电路设计可以节约成本，节约能源。

电路的设计有很多种，就OCL甲乙类互补对称功率放大电路而言，OCL甲乙类互补对称功率放大电路在功放机中应用较为广泛，功放是现代人们生活的一部分。功放俗称“扩音机”他的作用，就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声，一套良好的音响系统功放的作用功不可没，功放大体上可分为三大类“专业功放”“民用功放”“特殊功放”。OCL甲乙类互补对称功率放大电路主要由差动输入放大电路、电压放大电路、自举电路、交越失真消除电路、复合互补功率放大电路、负反馈电路、扬声器补偿电路等组成[4]。在电子产品中，青少年普遍对音响兴趣较大，特别是功率放大特别感兴趣。

1906年，美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。之后再贝尔实验室里，发明了负反馈调节技术，使音响技术的发展进入了一个新的时代。在当时，比较具有代表性的功放，如“威廉逊”放大器，该放大器成功的运用了负反馈调节技术，最终使放大器的失真度大大得降低，直至50年代电子管放大器的发展，达到了一个鼎盛时期，市场上各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱[6]。

20世纪60年代，晶体管的出现，使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。美国首先推出音响技术中的新成员—集成电路，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所捕获。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。

20世纪70年代的中期，日本生产出第一只场效应功率管，由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色，以及动态范围达90dB、THD<0.01%（100kHz时）的特点，很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。慢慢的数字功放成为了新一代的宠儿。

4 结语

在生活中，人们热爱功放、热爱电子产品。在功放使用中，有音频输入和音频输出。然而，在音频范围内低频端的的信号通过耦合电容时，会有很大的衰减现象，这些衰减现象会影响到输出音频的质量，音频的质量主要体现在是否悦耳、动听、圆润等音质方面。

为了提升人们的生活质量，就功放而言在生活中，可以改善人们的生活水平，提升生活质量。功放内部是由放大电路组成的，一般都是OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路。在OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路中，输出端耦合电容会影响输出的音频，耦合电容越大容抗就越小，反之耦合电容越小容抗就越大，若用OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路传输宽频音乐信号时，低频段衰减较大，扬声器重放音乐时就会显得低频不够丰富。

为了改善耦合低频的电容影响，人们就得采用大容量的电解电容，电解电容是线圈绕制而成的，电容越大则绕制的线圈就越多，当电解电容在工作时，在绕制成这样线圈的边缘就会产生不可避免的一种附加电感，产生的这种附加电感就会对不同频率的信号会产生不同的相移，从而引起附加失真。为了消除这样的问题，在高保真音响系统中，广泛采用无输出耦合电容的OCL（Output Capacitor Less）功率放大电路。OCL电路是高保真音频功率放大器的基本电路之一，它去除了输出级与扬声器之间的耦合电容，使扬声器与输出级电路直接相连，因此电路的频段向低端发展，保真度更高，在生活中使用更为广泛。

[参考文献]

[1]为民.OCL功率放大器的设计与制做[J].电视大学，1984（3）.

[2]李新.OCL互补对称功率放大器的性能分析[J].科技视界，2014（11）.

[3]焦成志.OCL功率放大电路介绍及应用[J].家电检修技术，2009（12）.

[4]刘建清，陈培军，李凤伟，等.从零开始学模拟电子技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

[5]麦润安.典型OCL功率放大电路原理及制作[J].电子制作，2004（4）.