电子技术教程-低频功率放大电路的测试
低频功率放大器实验报告
一、实验目的1. 理解低频功率放大器的基本原理和电路组成；2. 掌握低频功率放大器的调试方法；3. 测试和分析低频功率放大器的主要性能指标；4. 培养动手实践能力和分析问题能力。
二、实验原理低频功率放大器是一种将低频信号放大到足够大的功率，以驱动负载（如扬声器）的电路。
其主要组成部分包括输入级、驱动级和输出级。
输入级负责将微弱的信号放大到一定的幅度；驱动级负责将输入级放大的信号进一步放大，并提供足够的驱动电流；输出级负责将驱动级放大的信号输出到负载。
三、实验仪器与设备1. 低频功率放大器实验电路板；2. 晶体管；3. 负载电阻；4. 信号发生器；5. 交流毫伏表；6. 直流毫安表；7. 示波器；8. 万用表。
四、实验步骤1. 搭建低频功率放大器实验电路，包括输入级、驱动级和输出级；2. 调整电路参数，使放大器工作在最佳状态；3. 测试放大器的静态工作点，包括输出电压和电流；4. 测试放大器的电压放大倍数，分析负载电阻对放大倍数的影响；5. 测试放大器的非线性失真，分析产生失真的原因；6. 测试放大器的带宽，分析电路参数对带宽的影响；7. 测试放大器的效率，分析电路参数对效率的影响；8. 对实验数据进行整理和分析，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 静态工作点测试：通过调整电路参数，使放大器工作在最佳状态。
测试结果显示，输出电压约为15V，输出电流约为0.5A。
2. 电压放大倍数测试：在输入信号为1V时，输出信号约为10V，电压放大倍数为10。
3. 非线性失真测试：通过调整输入信号幅度，观察输出信号的波形。
当输入信号幅度较大时，输出信号出现失真现象。
分析产生失真的原因是电路参数设置不当，导致放大器工作在非线性区域。
4. 带宽测试：在输入信号频率为20Hz到20kHz范围内，放大器具有良好的带宽。
分析电路参数对带宽的影响，发现适当调整电路元件参数，可以提高放大器的带宽。
5. 效率测试：通过测量输入功率和输出功率，计算放大器的效率。
低频功率放大器实验报告
低频功率放大器实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计和制作低频功率放大器，了解放大器的基本原理、特性和工作方式，掌握放大器电路的设计方法和调试技巧。
二、实验原理1. 放大器基本原理放大器是一种将输入信号增加到更高电平的电路。
它可以增加信号的幅度、功率或电压，使得信号能够被更远距离传输或被更多设备使用。
放大器通常由一个输入端、一个输出端和一个控制元件组成。
2. 低频功率放大器的特点低频功率放大器是指工作频率在几千赫兹以下，输出功率在几瓦以下的放大器。
它具有以下特点：（1）输入电阻高；（2）输出电阻低；（3）增益高；（4）线性好；（5）失真小。
3. 放大器电路设计方法（1）选择合适的管子：根据需要选择合适的管子，如双极晶体管或场效应管等。
（2）确定工作点：根据管子参数和负载要求确定工作点。
（3）设计偏置电路：根据所选管子类型和工作点需求设计偏置电路。
（4）确定放大器电路拓扑结构：根据需求选择合适的放大器电路拓扑结构。
（5）计算元件参数：根据所选拓扑结构和工作点计算元件参数。
（6）布局和布线：根据设计要求进行布局和布线。
三、实验步骤1. 放大器电路设计本次实验采用晶体管作为放大器管子，以共射极放大器为基础，设计低频功率放大器电路。
具体步骤如下：（1）选择晶体管型号；（2）根据晶体管参数和负载要求确定工作点；（3）设计偏置电路；（4）选择合适的耦合电容和旁路电容；（5）计算元件参数。
2. 低频功率放大器制作按照设计要求进行元件选配、布局和布线，制作低频功率放大器。
3. 低频功率放大器测试将信号源接入输入端，将示波器接入输出端，调节偏置电位器使得输出波形不失真。
测量并记录输入信号幅度、输出信号幅度、增益等数据，并对数据进行分析和比较。
四、实验结果与分析经过测试，本次实验制作的低频功率放大器实现了预期的功能。
在输入信号频率为1kHz、幅度为10mV的情况下，输出信号幅度为1.2V，增益为120倍。
在输入信号频率为10kHz、幅度为10mV的情况下，输出信号幅度为1.0V，增益为100倍。
低频功率放大器实验报告
低频功率放大器实验报告低频功率放大器实验报告引言低频功率放大器是一种常见的电子设备，用于放大低频信号。
本实验旨在通过搭建低频功率放大器电路并进行实验验证，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解低频功率放大器的基本原理和工作方式；2. 学习搭建低频功率放大器电路的方法；3. 测试低频功率放大器的性能指标，如增益、频率响应等。
二、实验器材和原理1. 实验器材：（列出所使用的器材，如信号发生器、电阻、电容、晶体管等）2. 实验原理：（简要介绍低频功率放大器的工作原理，如输入信号经过放大器电路，经过放大后输出）三、实验步骤1. 搭建低频功率放大器电路：（详细描述电路的搭建步骤，包括所使用的元件和其连接方式）2. 连接信号发生器和示波器：（将信号发生器连接到放大器的输入端，将示波器连接到放大器的输出端）3. 调节信号发生器和示波器：（调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的输出信号）4. 测量和记录数据：（测量和记录放大器的增益、频率响应等数据，可以使用示波器和其他测量仪器）四、实验结果和分析1. 实验数据：（列出实验测得的数据，如输入信号频率、幅度，输出信号频率、幅度等）2. 数据分析：（根据实验数据进行分析，计算并比较放大器的增益、频率响应等性能指标）3. 结果讨论：（对实验结果进行讨论，分析可能的误差来源，探讨实验结果与理论预期的一致性）五、实验总结1. 实验心得：（简要总结实验过程中的体会和收获，如对低频功率放大器的理解加深，实验操作技巧的提升等）2. 实验改进：（提出对实验的改进意见，如增加测量数据的次数，使用更精确的测量仪器等）3. 实验应用：（探讨低频功率放大器的实际应用领域，如音频放大器、通信设备等）结语通过本次实验，我们对低频功率放大器的原理和性能有了更深入的了解。
实验结果与理论预期相符，验证了低频功率放大器电路的可靠性和稳定性。
通过实验的过程，我们也提高了实验操作技巧和数据分析能力，为今后的学习和研究打下了基础。
模拟电子技术第6章 低频功率放大器
第6章 低频功率放大器
图6.3.1 TDA2030的外引线
第6章 低频功率放大器
2. TDA2030 TDA2030除了正、 负电源引脚外， 只有三个引脚： 同 相输入、 反相输入和输出， 可见， 这种功率放大器就像第 3章学习的运算放大器一样， 故称为功率运放。 TDA2030 的应用也同运放应用电路一样， 可以接成同相放大器、 反 相放大器， 一般连接成同相放大器， 其基本电路连接如图 6.3.2所示， 图中R1、R2 确定电压放大倍数。 信号从1脚同 相端输入， 4脚输出端向负载扬声器提供信号功率， 使扬声 器发出声响， R4、 C串联后与扬声器RL并联，用以改善扬 声器阻抗的频率特性， 使放大器的总负载尽可能接近纯电 阻， 可以清除放大器的自激振荡和改善放大器的频率特性。
第6章 低频功率放大器
可见， 在输入信号ui的一个周期内， VT1、 VT2管交替 工作， 正、 负电源交替供电， 流过负载的电流方向相反， 从而形成完整的正弦波， 实现了输出与输入之间双向跟随。 由于不同类型的两只三极管（VT1和VT2）交替工作， 即一 个“推”， 一个“挽”， 且均组成射极输出器， 互相补充， 故这类电路又称为互补对称推挽电路。
第6章 低频功率放大器
6.1 低频功率放大器的特点和分类
6.1.1
功率放大器作为放大器的输出级具有以下特点： （1） 功率放大器的主要任务是在电源电压确定的情况 下， 输出尽可能大的功率。 （2） 功率放大器的输入信号和输出信号都较大， 工作 在大信号状态， 工作动态范围大。
第6章 低频功率放大器
第6章 低频功率放大器 3） 集电极效率ηC 集电极效率ηC定义为输出功率Po与电源供给功率PE的
比， 即
(6.2.5)
第五章 低频功率放大电路习题及答案
第五章低频功率放大电路一、填空题1、以功率三极管为核心构成的放大器称放大器。
它不但输出一定的还能输出一定的，也就是向负载提供一定的功率。
2、功率放大器简称。
对它的要求与低频放大电路不同，主要是：尽可能大、 _____尽可能高、尽可能小，还要考虑管的散热问题。
3、功放管可能工作的状态有三种：类放大状态，它的失真、效率；它的失真、效率。
4、功率放大电路功率放大管的动态范围大,电流、电压变化幅度大，工作状态有可能超越输出特性曲线的放大区，进入或，产生失真。
5、所谓“互补”放大器，就是利用型管和型管交替工作来实现放大。
6、OTL电路和OCL电路属于工作状态的功率放大电路。
7、为了能使功率放大电路输出足够大的功率，一般晶体三极管应工作在。
8、当推挽功率放大电路两只晶体管的基极电流为零时，因晶体三极管的输入特性，故在两管交替工作时产生。
9、对于乙类互补称功放，当输入信号为正半周时，型管导通，型管截止；当输入信号为负半周时，型管导通，型管截止；输入信号为零（Ui=0）时，两管，输出为。
10、乙类互补对称功放的两功率管处于偏置工作状态，由于电压的在存在,当输入信号在正负半周交替过程中造成两功率管同时 ,引起的失真，称为失真。
11、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有：类功放、类功放和类功放电路。
12、甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路图向功放管提代少量，以减少失真。
13、乙类互补对称功放允许输出的最大功率Pom= 。
总的管耗Pc= 。
14、为了避免输出变压器给功放电路带来的不便和失真，出现了功放电路；为了避免输出电容引出的失真，又出现了功放电路。
15、所谓复合功率管就是由一个功率三极管和一个功率三极管组成的大功率效三极管。
它分型管组合和型管组合两种。
复合管的等效电流放大系数β= 。
二、选择题1、交越失真是一种（）失真。
A、截止失真B、饱和失真C、非线性失真2、OTL和OCL电路的主要区别是（）A、有无输出电容B、双电源或单电源供电3、OCL甲乙类功放电路的效率可达（）A、25%B、78.5%4、甲类单管变压器耦合功率放大器集电极静态工作电流为I CQ，电源电压E C，输出最大功率为（）。
低频功率放大器的设计
01 Chapter定义应用低频功率放大器的定义和应用01020304033. 元器件选择011. 确定设计需求和目标022. 选择合适的放大电路拓扑结构6. 测试与调试7. 文档编写02 Chapter电压跟随器设计偏置电路设计输入阻抗匹配030201电流放大设计驱动能力增强失真度控制功率输出设计输出级的负载通常是扬声器等低阻抗设备，因此需要进行输出阻抗与负载的匹配设计。
负载匹配保护电路设计03 Chapter增益带宽积和转换速率增益带宽积转换速率输出功率输出功率是功率放大器驱动负载的能力，通常以分贝（dB）为单位表示。
在低频功率放大器的设计中，提高输出功率可以通过增加电源电压、优化输出级电路等方式实现。
失真度失真度衡量放大器输出信号与输入信号的差异，包括谐波失真、交越失真等。
在低频功率放大器的设计中，降低失真度是关键目标之一。
这可以通过采用线性度更好的放大器件、改进偏置电路、降低工作温度等方式实现。
输出功率与失真度效率与线性度效率效率是指功率放大器输出功率与输入功率的比值，表示放大器将输入功率转换为输出功率的能力。
在低频功率放大器的设计中，提高效率有助于降低能耗，实现节能环保。
提高效率的方法包括采用开关类功放、Doherty功放等高效功放架构。
线性度线性度衡量放大器输出信号与输入信号之间的线性关系。
在低频功率放大器中，线性度直接影响信号的保真度。
改善线性度可以通过使用高线性度的放大器件、采用负反馈技术、预失真技术等方法来实现。
04 Chapter电路仿真与设计验证仿真软件选择01电路搭建与参数设置02仿真结果分析03电路板制作实际电路搭建与调试元器件选择与采购电路板制作与测试验证结果分析与设计改进建议测试数据收集设计改进建议THANKS。
低频OTL功率放大电路实验
二、实验电路与原理
1、实验电路
C2和R构成自举 支路，提高输出 电压正半周的幅 度，以得到更大 的动态范围 ①互补推挽OTL功 放 ②射级输出，输出 电阻小，带负载能 力强
前置放大 图1 OTL功率放大器实验电路
二、实验电路与原理
2、工作原理
输入正弦交流信号ui为经T1放大、倒相后同时作用于T2、 T3的基极，ui的负半周使T3管导通（T2管截止），有电流 通过负载RL，同时向电容Co充电；在ui的正半周，T2导通
四、实验内容与步骤
1、调试静态工作点 （1）调节RW1使得VA=VCC/2=2.5V。 （2）调节RW2使得电流表读数为5mA左右。 2、观察各级放大器波形 （1）接通信号发生器，使f=1kHz，Ui=10mV（RL=8Ω）。 （2）用示波器观察T1及RL上的波形，并记入表1中。
表1
T1
Uo
交越失真
（T3截止），则已充好电的电容器Co起着电源的作用，
通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。
二、实验电路与原理
3、OTL功率放大器的主要性能指标
⑴最大不失真输出功率Pomax
2
P 理想情况下： o max VCC 8 RL 在实验中可通过测量RL 两端的最大不失真输出电压Uo有效值， 来求得实际的Pomax：
表2 负载电阻 8 输出电压UO 电源提供 的电流IDC 输入功率PE 输出功率PO 管耗PT 效率
100
30
五、分析与思考
1、整理实验数据，完成实验报告。 2、引入自举电路为什么能够扩大输出电压的动态范围？3、为什么会产生交越失真？
《模拟电子技术实验》教学课件
END
国家级电工电子实验教学示范中心
模电课程设计：低频功率放大器实验报告
课程设计课程设计名称：模拟电路课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间： 2015年6月电子信息科学与技术专业课程设计任务书说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页1、设计任务及要求这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，作为模拟电子课程设计课题设计，本课题提出的音频功率放大器性能指标比较低，主要采用理论课程里介绍的运算放大集成电路和功率放大集成电路来构成音频功率放大器。
音频功率放大器主要用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。
2、设计方案整体电路的设计与工作原理是通过前置放大器的处理，使输入的音频信号与放大器的输入灵敏度相匹配，从而使放大器适应不同的输入信号，再通过音量控制，输入功率放大电路进行处理。
同时设计电源电路，为前置电路和功率放大电路提供电源，最后得到较为理想的信号。
音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。
其原理如图1所示，前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。
后一级的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。
3、模块设计与参数计算低频功率放大器原理图（1）前置放大器：音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。
声音源的种类有多种，如话筒、录音机、线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2021/3/2
2
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
功率放大电路主要任务: 不失真（或较小失真）、高效率地向负载提供
足够的输出功率。
特点：（1）尽可能大的输出功率； （2）尽可能高的功率转换效率； （3）非线性失真尽可能小。
2021/3/2
3
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
1）尽可能大的输出功率； 为了获得尽可能大的输出功率，功率放大器常常工作在
真。 不同的功放电路对非线性失真有不同的要求。在实际使
用时，要将非线性失真限制在允许的范围内。 4）有效的散热措施
由于功放管工作在极限的状态，有相当大的功率消耗在 功放管的集电极上，造成功放管温度升高，性能变差，严 重时甚至损坏，因此功放管散热措施需要重视。
2021/3/2
7
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
2021/3/2
5
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
2）尽可能高的功率转换效率 放大电路的效率反映了功放把电源功率转换成输出信号
功率（即有用功率）的能力。
PO X100％
PE
式中PO为信号输出功率， PE为直流电源向电路提供的功率。
2021/3/2
6
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
3）非线性失真尽可能小 大信号工作状态，输出波形不可避免地存在着非线性失
2021/3/2
9
2. 功率放大电路工作状态的分类
根据功放管导通时间不同，可以分为甲类、乙类、甲乙类三 种。
1）甲类 特点： ① 输入信号的整个周期内，
晶体管均导通； ② 效率低，一般只有30％左
右，最高只能50％。 应用：小信号放大电路。
2021/3/2
10
2. 功率放大电路工作状态的分类
根据功放管导通时间不同，可以分为甲类、乙类、甲乙类三 种。
η Po 76.7% PE
结论：该电路输出信号的效率 大于5（0%大于50%/小于50%），效率 （较较高高/较低）。
2021/3/2
16
1.电路的组成和工作原理
双电源互补对称、无输出电容 的功率放大电路，这种功放电路 简称为OCL电路。
VT1、VT2分别为 NPN型和PNP型晶 体管，要求VT1和 VT2管特性对称，并 且正负电源对称。
接近极限的工作状态。
2021/3/2
4
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
1）尽可能大的输出功率； 假定输入信号为某一频率的正弦信号，则输出功率：
Po
IoU o
1 2
IomU om
式中IO、UO、IOM、UOM分别为负载上的正弦信号的电 流、电压的有效值，电流、电压的最高值。
最大输出功率POM 是指在正弦输入信号下，输出波形不 超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和 最大输出电流有效值的乘积。
体管导通，时间大于半周而 小于全周； ② 交越失真改善； ③ 效率较高（介于甲类与乙类 之间）。
应用：互补对称式低频功率放大电路。
2021/3/2
12
测试电路：
Q1、Q2分别为NPN型和PN P型晶体管，其特性和参 数对称，由正、负等值的 双电源供电。
当输入信号ui=0时，两个晶 体管都工作在截止区，此 时，静态工作电流为零， 电路工作在乙类工作状态
2.5 低频功率放大电路的测试
◦ 2.5.1 低频功率放大电路的特点与分类 ◦ 实训2-10：乙类互补对称功率放大电路的测试 ◦ 2.5.2 乙类互补对称功率放大电路 ◦ 2.5.3 甲乙类互补对称功率放大电路 ◦ 实训2-11：甲乙类单电源互补对称功率放大电路的测试 ◦ 实训2-12：甲乙类OTL互补对称功率放大电路的仿真测
试 ◦ 2.5.4 集成功率放大器 ◦ 实训2-13：集成音频功率放大器的调整与测试
2021/3/2
1
电子设备的放大系统，一般由多级放大器组成，其末级都 要接实际负载。这就要求有较大的电压、电流，即能够输 出足够大的功率来带动一定的负载工作。能够为负载提供 足够大功率的放大器，称为功率放大器，简称“功放”。
当有输入信号时，Q1和Q2轮 流导电，交替工作，使流 过负载RL的电流为一完整 的正弦信号。
由于两个不同极性的管子互补对方的不足，工作性能对称，所以这种 电路通常称为互补对称式功率放大电路。
2021/3/2
13
实训流程：
（1）按图画好电路。
（2）用万用表XMM1、 XMM2测量两管集电极的电 流IC1、IC2值，用万用表 XMM3测量输出电压；用示 波器XSC1观察信号源波形 和输出信号波形。
2）乙类Hale Waihona Puke 特点： ① 输入信号的整个周期内，晶
体管仅在半个周期内导通； ② 效率高，最高可达78.5％。 ③ 缺点是存在交越失真。 应用：乙类互补功率放大电路
2021/3/2
11
2. 功率放大电路工作状态的分类
根据功放管导通时间不同，可以分为甲类、乙类、甲乙类三 种。
3）甲乙类 特点： ① 输入信号的整个周期内，晶
2021/3/2
17
1.电路的组成和工作原理
（1）静态分析 当输入信号ui=0时，两个晶体管都 工作在截止区，此时，静态工作电 流为零，负载上无电流流过，输出 电压为零，输出功率为零。
2021/3/2
15
实训流程：
（5）将输入信号的有效值改为8.5V
，频率1kHz，用示波器观察输出信
号波形，并记录幅值UOM1=1.27V 。
计算
Po
1=Uo2m 2 RL
。 63.5mW
（6）用万用表测量电源提供的平均直流电流IO值，计算电源提供的功
率PE、单个功放管管耗PT和效率η。 IO=3.45 m，A PE=2VCCIO= 82.8m，W PT =（PE-PO）= 19.3m，W
（3）使输入信号为0，测量两 管集电极静态工作电流IC1 ， IC2。
结论：此电路静态功耗 （基
本为0/比较大）。
2021/3/2
14
实训流程：
（4）加入输入信号，其有效 值为2V，频率1kHz，用示 波器观察信号源波形和输出 信号波形。
结论：输出信号波形在过零点 处 有明显失（真无明显失真/有 明显失真）。
5）分析方法 由于功放管工作在大信号状态，因此只能采用图解法对
其输出功率和效率等指标作粗略估算。
2021/3/2
8
1. 功率放大电路特点及主要技术指标
6）选择功放管注意点 （1）注意极限参数的选择，保证管子安全使用； （2）合理选择功放的电源电压及工作点； （3）对晶体管加散热措施。
7）主要技术指标 最大输出功率 转换效率