桥式推挽功率放大器的原理及应用

    OCL的效率较高，但由于一端接地，故的利用率较低。从图1(a)可以看到，输入信号Vi的正／负分别由三极管T1/T2和对应的正／负向负载提供能量。若电源为±V，其绝对值为2Vcc，则负载两端得到的最大理想输出电压将不会超过Vcc。

    如果将负载RL的接地端改接到另外一组相同的OCL功放输出端，如图1(b)所示，这就构成了BTL(桥式推挽)。BTL充分利用了系统电压，并可以减小开环，在采用供电、对要求不是非常严格(如汽车音响)的低压供电中应用非常广泛。  
    电路中四只功率三极管Vl~V4组成桥式结构。在静态(Vi=O)时，两组功放的中点电压均为0，负载两端的直流电位相等，没有流过RL，此时电桥处于平衡状态。在Vi的正半周，两个输入端信号的相反，T1与T4导通，在RL上将得到正半周的功率输出。而在Vi负半周时，T2与T3导通，RL上得到负半周功率。如果忽略所有的三极管管压降，则负载两端将得到2Vcc的最大输出电压，负载的输出功率也由此近似增大为单端输出时的4倍。

    根据电桥平衡原理，BTL电路左右两臂的三极管T1和T3、T2和T4分别配对即可实现桥路的对称。这种同极性、同型号间三极管的配对显然比互补对管的配对更加容易也更经济，特别适宜制作输出级为分立元件的功放。但由于集成功放的外接元件少，保护功能完备，加之集成芯片内部的差分对管、互补对管的一致性较好，因而实际产品普遍采用的是集成功放来制作BTL功放。

    集成功放外围电路中与BTL无关的退耦、消振、自举等阻容元件均不能省略，由于BTL输出时功率将成倍增加，故集成功放的散热片还须适当加大，以避免芯片因过热而出现超温保护。个别采用固定增益的集成功放由于增益较高，是不适合用来改装BTL的；对于大多数可以通过改变负反馈环节参数来调节增益的集成功放在改制BTL时，也需要适当降低放大器增益，并在两端并联RC移相网络以避免电路发生自激。

    得到与输入信号相位相反的另一路信号是实现BTL的关键，最简单的实现途径是只使用一只，通过串联分压将经第一级放大器放大的输出信号衰减后送到另外一组放大器的输入端，其电路如图2所示。
该电路结构简单、易于调试，主观听感也不错，但由于A1的输出和失真被引入A2重复放大，将使系统的性能指标变劣。而分压R10相当于给R12并上一只负载，破坏了电路的对称性，会削弱电路抑制共模信号的能力。此外，输入信号被同时加到了功放的同相输入与反相输入端，但这两个端子对应的和共模抑制比均不相同，必然会增大电路的开环失真。

    为避免上述缺陷，目前成熟的商品化BTL电路并没有采用上述的级联放大方式，而是通过增加一级由三极管或运放等有源器件构成的分相电路以实现输入信号的反相；然后把这两路幅值相等、相位相反的信号经两组完全相同的放大器放大后输出至负载。OTL电路通常采用三极管(或JFET)构成单管放大电路，利用集电极和发射极相位相反的特点来获得两组极性相反的信号，典型电路如图3所示。
OTL电路采用BTI方式不仅可以获得较大的功率输出，而且由于两组放大器的中点电位都近似等于电源电压的一半，故可省去原有的大容量输出耦合，这在很大程度上改善了原有功放的低频响应。OCL电路由于采用双电源供电，一般都采用低噪声、高的优质集成运放做分相级，常用的分相电路如图4(a、b)所示。图中用作反相放大器的运放输入应适当取低一些，以免加大输入噪声。
BTL电路比传统的OCL／OTL电路多使用了一组功放，而负载又"悬浮"，使调试难度有所加大。实际调试的顺序为：

(1)确保各组功放均能单独工作在正常放大状态，

(2)接入大功率线绕电阻做假负载，

(3)调整分压或负反馈环节参数，使静态时假负载两端的直流电位近似相等。

    BTL电路对电源的纹波要求不高，较小的即可满足大动态输出的要求。但在实际应用中，由于输出功率比桥接前明显增大，这就要求系统一方面需要具备足够的功率储备，同时还需要把滤波电容尽可能取大一些，以避免因供电电流不足而在大动态输出时引起瞬态削顶失真。此外，BTL功放的扬声器保护电路大多需要重新设计，以适应扬声器两端均不接地的特点。