為什么OTL直接耦合互補輸出級需要電容呢?
OTL是指輸出變壓器低的放大電路,其優點是輸出級電流大、效率高,而且省去了昂貴的輸出變壓器。但是,OTL還有一個缺點,就是輸出電容必不可少。在單極性供電、直接耦合的輸出級中,需要電容來防止直流偏置電壓的積累,以保證音頻信號的輸出非常低或者沒有直流分量。
為了理解為什么OTL需要輸出電容,需要先了解一下OTL的工作原理和電路結構。
OTL工作原理:
OTL的工作原理是利用場效應晶體管或電子管的“氮化硼柵極管”等高電壓放大器件,直接驅動大功率負載,不使用輸出變壓器,因此對放大元件的線性、輸出功率和功率轉換效率的要求都比較高。
OTL電路結構:
OTL的電路結構主要由前級和輸出級兩部分組成。前級主要用于放大接收器輸出的弱電信號,使其變成高電平電路,輸出到輸出級。輸出級使用場效應管或三極管來直接驅動負載(如揚聲器),并通過一個輸出電容來割除負載端的直流分量。
通常,輸出級的電路由四個場效應管構成,兩個上管和兩個下管。它們分成對,共用一個負載電阻器RL。在輸出級中,高壓直流電源通常通過一個共振電路來準備輸出級電源,而不是像普通音頻電路那樣使用簡單的穩壓電源。
為什么OTL需要輸出電容:
OTL直接耦合互補輸出級需要輸出電容的原因主要是為了去除靜態偏置和減小通帶受限。在單極性直接耦合輸出級中,陰極電阻的存在為輸出級提供偏置電流,如果沒有輸出電容,電路即使沒有輸入信號,也會產生輸出電壓的靜態偏置,這將對音頻信號的傳輸和音色產生負面影響。
輸出電容就是用來處理這個問題的。輸出電容將直流偏置電壓從輸出電路中隔離出來,只讓音頻信號通過。此外,由于輸出級電路的通帶受限,引入輸出電容可擴展通帶范圍,進一步優化音頻信號的傳輸效果。
需要注意的是,在設計OTL電路時,輸出電容的質量需要保證良好。輸出電容的EPR(等效串聯電阻)和ESR(等效串聯電容)都應該低,避免對音頻信號的傳輸產生排斥,影響信號質量。同時,輸出電容的電容值也需要精確選擇,以使其能夠割除直流偏置電壓的同時不影響音頻的頻響。通常電容容值的選擇應根據輸出管的參數、負載阻值、工作電壓等因素進行計算,以達到合理的音質效果。
總之,OTL直接耦合互補輸出級需要電容的原因是為了去除靜態偏置和減小通帶受限。輸出電容隔離了直流偏置電壓,同時擴展了音頻的通帶范圍,對保證音頻信號質量至關重要。因此,在設計OTL電路時,需要充分考慮輸出電容的質量和合適的電容值選擇,以充分利用OTL的優點,提高音頻表現水平。
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