OTL電路揭秘：如何應對交叉失真？

本文詳細介紹OTL（Output Transformerless）電路的基本原理及其在音頻放大中的應用，同時探討了交叉失真產生的主要原因，包括晶體管的非線性特性、飽和區(qū)和截至區(qū)等因素，并提出了減少交叉失真的有效方法，如優(yōu)化電路設計、選擇合適的元件等，旨在提升音頻輸出的質量。

OTL（Output Transformerless）電路是一種無輸出變壓器的音頻放大電路，具有體積小、成本低、頻率寬等特點。廣泛應用于音頻放大器、耳機放大器等行業(yè)。但是OTL電路在工作中也存在一些問題，包括交叉失真（Crossover Distortion）這是其主要問題之一。

1.OTL電路的基本原理

OTL電路是一種由兩個互補晶體管組成的互補對稱推拉放大電路，一個是NPN晶體管，另一個是PNP晶體管。在OTL電路中，輸入信號通過耦合電容C1輸入NPN晶體管的基極，放大后從集電極導出。PNP晶體管的基極根據(jù)電阻R1接地，集電極輸出與NPN晶體管的集電極并接。當輸入信號為正半周期時，NPN晶體管導通，PNP晶體管截止，輸出信號為正；當輸入信號為負半周期時，PNP晶體管導通，NP晶體管導通。

2.交叉失真的概念

交越失真是指在放大電路中，由于晶體管的非線性特性，當輸入信號范圍接近零點時，輸出信號在零點周圍失真。在OTL電路中，交越失真的特點是輸出信號在正負半周期更換時發(fā)生非線性失真。

3.造成OTL電路交叉失真的原因

3.1 晶體管的非線性特性

晶體管是一種受溫度、電流、電壓等多種因素影響的非線性元件。在OTL電路中，當輸入信號范圍接近零點時，晶體管的通斷和截止狀態(tài)發(fā)生變化，導致零點周圍輸出信號的非線性失真。

3.2 晶體管的飽和區(qū)

在OTL電路中，當輸入信號較大時，晶體管可能進入飽和區(qū)。在飽和區(qū)，晶體管輸出電流與輸入電壓的關系不再是線性的，而是非線性的。這將導致非線性失真，當輸出信號在正負半周期更換時。

3.3 晶體管截至區(qū)域

在OTL電路中，當輸入信號范圍較小時，晶體管可能會進入截止區(qū)域。在截止區(qū)域，晶體管的輸出電流幾乎為零，但晶體管仍有一定的漏電流。這將導致零點周圍輸出信號的幀丟失。

3.4 寄生電容器的晶體管

寄生電容器存在于晶體管內，會影響晶體管的頻率響應。在OTL電路中，當輸入信號頻率較高時，寄生電容器可能會導致晶體管相位失真，從而影響輸出信號的質量。

3.5 電源電流的變化

在OTL電路中，電源電流的變化會影響晶體管的工作狀態(tài)。當電源電流發(fā)生較大變化時，晶體管的通斷和截止狀態(tài)可能會發(fā)生變化，導致輸出信號在零點周圍丟失幀。

3.6 不理想的電路元件

在OTL電路中，除了晶體管，還有其他不理想的部件，如電阻、電容、電感等。這些設備的非理想特性，如電阻的非線性、電容的漏電流、電感的飽和度等。，可能導致零點周圍輸出信號的幀丟失。

4.減少交越失真的方法

4.1 選用合適的晶體管

選擇線性強、飽和電壓低、跨導率高的晶體管，可減少交越失真。

4.2 提高電路原理

通過提高負反饋、調整偏置電路、應用互補對稱推挽電路等優(yōu)化電路原理，可以減少交越失真。

4.3 使用補償電路

對于OTL電路，可以引入補償電路，例如使用二極管或晶體管進行補償，以減少交越失真。

4.4 減少電源電流的起伏

采用穩(wěn)壓電源、濾波電路等方法，減少電源電流的變化，減少交越失真。

4.5 使用優(yōu)質元件

利用優(yōu)質電阻、電容、電感等元件，可以減少電路的不理想特性，從而減少交越失真。

OTL電路交叉失真的主要原因包括晶體管的非線性特性、飽和區(qū)、截至區(qū)、EP3SL150F1152C3N寄生電容器、電源電流波動以及電路的非理想元件。為了減少交叉失真，可以選擇合適的晶體管，改進電路原理，應用補償電路，減少電源電流波動，使用優(yōu)質元件。