功率放大电路的仿真测试实验报告
功率放大电路的仿真测试实验报告
电子与信息工程系模电实验实验日期：2016.4.15 班级：2015级应用物理学实验名称：功率放大电路的仿真测试姓名：实验成绩：学号：一、实验目的（1）了解OTL、OCL功率放大器的基本工作原理和参数测试。
（2）对比分析OTL功率放大器和OCL功率放大器的性能差异。
二、原理与说明功率放大器根据功放管平均导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导通角的大小），分为以下4种工作状态。
（1）甲类工作状态：甲类工作状态下，在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极电流始终是流通的，即导通角A等于180°。
（2）乙类工作状态：乙类工作状态下，晶体管的发射结在输入信号的半周期内正向运用，在另外半个周期内反向运用，晶体管半周期导电半周期截止。
集电极电流只在半周期内随信号变化，而在另半个周期截止，即导通角A等于90°。
（3）甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即发射结处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期。
即导通角A大于90°小于180°。
（4）丙类工作状态：丙类工作状态:丙类工作状态下，晶体管发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流的时间不到半个周期，即导通角A小于90°。
图4.4.2 OCL功率放大器原理图4.4.3为单电源供电互补推挽功率放大器。
三、实验内容1.OCL功率放大器测量1)按照图4.4.2所示输入自己的OCL实验电路。
并测量晶体管的静态工作，判断器件工作状态。
表格1.1.1开关闭合开关断开Q1 Q2 Q1 Q2I B12.012pa 12.012pa 55.511na 1.691naI C1201ma 1.201ma 1.201ma 1.201mnaU CE12v 12v 12v 12v2)峰值)，在开关J1闭合和断开条件下，用双踪示波器观察输入输出波形。
J1断开时：J1闭合时：J1断开时：3)测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.1和1.1.2中。
功率放大器实验报告
功率放大器实验报告引言功率放大器是电子电路中常用的一种电路，它可以将输入信号的功率放大到更高的水平，以驱动负载。
在该实验中，我们将通过搭建一个基于晶体管的功率放大器电路来了解功率放大器的基本原理和特性。
实验目的1.学习功率放大器的基本原理和电路结构；2.探究功率放大器的工作特性，如增益、效率等；3.掌握功率放大器电路的搭建与测试方法。
实验器材1.信号发生器2.直流电源3.变压器4.电阻、电容和电感等器件5.双踪示波器6.万用表实验过程1.按照电路图搭建功率放大器电路；2.连接信号发生器、直流电源和负载；3.调节信号发生器的频率和幅度，记录输入和输出的电压值；4.修改电路参数，如改变电源电压、负载电阻等，观察对功率放大器性能的影响。
实验结果与分析电路搭建根据实验要求，我们搭建了一个基于晶体管的功率放大器电路，如图所示：+--------------------------+Signal Generator-| || || Transistor || Amplification || Circuit || || 负载 |D.C. Power Supply-| |+--------------------------+输入信号与输出信号的测量我们使用示波器测量了输入信号和输出信号的波形，并记录下了其频率和幅度。
具体数据如下：输入信号输出信号频率：x Hz 频率：x Hz幅度：x V 幅度：x V功率放大器的增益与效率在实验中，我们通过改变输入信号的幅度，测量了输出信号的幅度，并计算了功率放大器的增益和效率。
我们定义功率放大器的增益为输出功率与输入功率的比值，即：增益(Gain)=P output P input我们定义功率放大器的效率为输出功率与输入功率之比的百分比，即：效率(Efficiency)=P outputP input×100%根据实验测量的数据计算得到的增益和效率如下：输入功率输出功率增益效率P_in: x W P_out: x W 增益: x 效率: x%参数调节与性能分析在实验过程中，我们修改了电路的一些参数，如改变了电源电压、负载电阻等。
高频电路Multisim仿真实验二 高频功率放大仿真
实验二 高频功率放大器一、高频功率放大器原理仿真，电路如图所示：(Q1选用元件Transistors 中的 BJT_NPN_VIRTUAL)图2.1 高频功率放大器原理图1、集电极电流ic（1）设输入信号的振幅为0.7V ，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
要设置起始时间与终止时间，和输出变量。
（2）将输入信号的振幅修改为1V ，用同样的设置，观察i c 的波形。
（提示：单击simulate 菜单中中analyses 选项下的transient analysis...命令，在弹出的对话框中设置。
在设置起始时间与终止时间不能过大，影响仿真速度。
例如设起始时间为0.03s ，终止时间设置为0.030005s 。
在output variables 页中设置输出节点变量时选择vv3#branch 即可）（3）根据原理图中的元件参数，计算负载中的选频网络的谐振频率ω0，以及该网络的品质因数Q L 。
根据各个电压值，计算此时的导通角θc 。
（提示根据余弦值查表得出）。
srad LCw /299.61012610200116120=⨯⨯⨯==-- =Cθ87.80378.0299.61263000=⨯==Lw R Q L2、线性输出（1）要求将输入信号V1的振幅调至1.414V。
注意：此时要改基极的反向偏置电压V2=1V，使功率管工作在临界状态。
同时为了提高选频能力，修改R1=30KΩ。
（2）正确连接示波器后，单击“仿真”按钮，观察输入与输出的波形；输入端波形：输出端波形:（3）读出输出电压的值并根据电路所给的参数值，计算输出功率P0，PD，ηC；输出电压：12V ；∑==RI V I P m c cm m c 21102121 0C cc D I V P = Dc P P 0=η二、 外部特性1、调谐特性，将负载选频网络中的电容C1修改为可变电容（400pF ），在电路中的输出端加一直流电流表。
当回路谐振时，记下电流表的读数，修改可变电容百分比，使回路处于失谐状态，通过示波器观察输出波形，并记下此时电流表的读数；谐振时，C=200pF ，此时电流为：-256.371输出波形为：将电容调为90%时，此时的电流为-256.389mA 。
otl功率放大器实验报告（共8篇）
otl功率放大器实验报告(共8篇)OTL功率放大器实验报告课程设计课程名称题目名称专业班级学生姓名学号指导教师二○一三年十二月二十三日目录引言 (2)模拟电子技术功率放大器12网络工程本2郭能51202032019 孙艳孙长伟一、设计任务与要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)二、方案设计...................................................（3）三、总原理图及元器件清单....................................（4）四、电路仿真与调试.............................................（6）五、性能测试与分析..........................................（7）六、总结......................................................（8）七、参考文献 (8)OTL功率放大器引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。
过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。
但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。
OTL 电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。
它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。
两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。
EDA 功率放大 电子电路仿真实验报告
功率放大电路班级姓名序号学号软件PSpice A_D 8.0一、实验目的1.观察乙类互补对称功放电路输出波形，学习克服输出中交约失真的方法。
2.探究自举电容的作用二、实验内容（一）、乙类互补对称功放电路1、启动软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：2、设置瞬态仿真，在probe窗口中可以观察到输入输出波形如下图所示。
在下图中幅值大的曲线表示输入波形，幅值小的曲线表示输出波形。
观察可知当输入波形过零点时，输出波形发生交越失真。
3、设置直流扫描分析，并仿真，显然由电压传输特性曲线可知,电压从－1V到1V这之间的一段发生了交越失真。
（二）甲乙类互补对称功放电路为了可服交越失真，将电路图作如下图所示的修改。
即在三级晶体管的基极之间串联上两个二极管,使晶体管在静态时处于微导通状态,以此来去除交越失真.1、电路图2、对电路进行瞬态仿真观察器输出输入波形如下图所示:其中，幅值大的曲线表示输入波形，幅值小的曲线表示输出波形。
由上图可知，通过对电路图的修改，我们可以克服交越失真对电路的影响,输出波形与输入波形基本一致,无明显失真3、设置直流分析观察电压传输特性如下可知最大输出电压为－4.7344V及＋4.666V。
4、输出功率瞬态波形利用平均输出功率P=(Vom*Vom)/(2Rl)设置瞬态仿真，观察功率，用游标测的最大瞬时功率后可得平均输出功率Po＝0.533W。
5、输入输出电压和输出功率的波形：（三）带自举的单电源互补功放电路1、在电路中添加自举电容,电路图如下2.1、若电路中去掉自举电容C3,则R5下端电压瞬态波形如下:由图可知,R5下端电压受到了V1(Vcc)的限制,最大值不会超过12V,实际最大值仅有11.812V2.2、电路中输入输出瞬态波形如下,由图可知,无自举电容时,输出电压小于理论值Vcc/2 很多,当输入为5V时输出仅有3V,且点很容易出现饱和失真.3.1、添加自举电容C3后, R5下端电压瞬态波形如下:由图可知, R5下端电压不再受V1限制,可以超过v1(12v),3.2、添加自举电容后输入输出电压瞬态波形如下.由图可知,添加自举电容后,输出电压十分接近输入电压,幅值接近理论值.且无失真.4、观察输出功率的瞬态波形图中,上半部分为信号源的输入功率,下办部分为输出功率.由图可知,信号源输入功率在5mW左右,而经过放大器后,输出功率为220mW左右.放大了四十多倍.可见功率放大电路对功率的放大作用.三、实验心得通过此次实验，了解了仿真软件的用法，比如电路中电源和个元器件的参数的含义和设置；观察波形时，对直流、交流、静态和瞬态的参数设置等。
放大电路(仿真总结报告)
电子电路仿真实训总结报告1 考核的电路如图1.1所示，要求：（1）测量静态工作点，并观察电位器R W 的变化对静态参数的影响。
（2）测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
（3）测量幅频特性，求BW 。
（4）用示波器观察输入、输出电压波形，比较相位关系。
（5）用示波器观察饱和失真和截止失真。
2 解：晶体管型号及参数的设置方法：2.1双击晶体管，出现如图1.2所示的模型标签页，从中选择2n3xx ，在Ｍodel 项中选中2N3904。
2.2输入信号选择：选择交流电压信号，然后双击信号源，出现如图1.3所示的界面，从中选择Value 选项卡，设定信号源频率为1KHz ，幅值为10mV 。
图1.1 单级放大电路1静态工作点测试测试电路如图1.4所示。
1.1打开仿真开关，各电压、电流的静态值便显示出来，这时集电极电位约为7.069V，静态值比较合适。
1.2改变电位器的阻值，观察静态工作点随RW的变化。
A．当R W为0时，各电压、电流的静态值如图1.5所示。
结论：根据显示的值判断。
发射结正偏，集电结正偏。
晶体管处于饱和工作状态。
B ． 当R W 为100K 时，各电压、电流的静态值如图1.6所示。
结论：根据显示的值判断，静态工作点下移。
2 动态测试2.1电压放大倍数的测量图1.6 R W 为100K 时，静态工作点的测量结果（A ）用电压表（电压表选择交流档）直接接到放大电路的输出端，打开仿真电源开关，即可测得输出电压值Vo=178.6mV ，测试结果如图1.7所示。
（B ）合上开关，测量V OL ,测得V OL ＝89.57V 。
结论：未接入负载电阻时的电压放大倍数18，接入负载电阻时的电压放大倍数9。
接入负载电阻后，放大器的电压放大倍数变小。
说明放大倍数与负载电阻有关。
2.2输入电阻的测量测试电路如图1.8所示。
输入电阻=输入电压/输入电流，则Ri=10/0.948=10.5KΩ2.3 输出电阻测量因为输出电阻=（空载电压-负载电压）/负载电流，所以要测出空载电压、负载电压、负载电流就可求得输出电阻。
功率因素提高的仿真实验报告
功率因素提高的仿真实验报告
实验目的：1.熟练对ewb5.12电子仿真软件的应用
2.验证并联补偿电容提高电路功率
实验器材：ewb5.12软件
实验过程：1、如图建立仿真电路
参数：
|Z|=U/I=220/(4/11)=650
R=|Z|cosα=302.5
L=1.66777H
由电流表示数得知，并联电容后，供电电路电流由360.2mA下降为186.5mA，减少了线路上的损耗，与理论分析结果一致。
2、先后观察并联电容与否的示波器并分析
（1）、未并联电容功率因数角的测量
由图可知测量时间差为3.4ms，折算到角度为60.3。
，即并联前电路的功率因数为０.５。
（2）并联后的测量
同理可知，电路在并联电容后的功率因数为０．９５。
对比并联前更大，符合理论分析。
仿真实验--功率放大电路仿真实验
仿真实验四功率放大电路仿真实验一、实验目的（1）熟悉Multisim软件的使用方法。
（2）掌握理解功率放大器的工作原理。
（3）掌握功率放大器的电路指标测试方法二、实验平台Multisim 10.0三、实验原理1. OTL功率放大器的原理图1所示为OTL功率放大器。
其中由晶体三极管VT1组成推动级（也称前置放大级），VT2、VT3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功率放大电路。
由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。
VT1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RP1(RP1)进行调节。
IC1 的一部分流经电位器RP2及二极管VD，给VT2、VT3提供偏压。
调节RP2，可以使VT2、VT3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。
静态时要求输出端中点A的电位，可以通过调节PR1来实现，又由于RP1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。
C4和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。
图1 OTL功率放大器当输入正弦交流信号ui 时，经VT1放大、倒相后同时作用于VT2、VT3的基极，ui 的负半周使VT2管导通（VT3管截止），有电流通过负载RL ，同时向电容C2(C2)充电，在ui 的正半周，VT3导通（VT2截止），则已充好电的电容器C2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，其波形如图2.6.2所示。
在仿真中若输出端接喇叭，在仿真时只要输入不同的频率信号，就能在喇叭中能听到不同的声音。
2. OTL 电路的主要性能指标1）最大不失真输出功率P om ：理想情况下，L2CCom R U 81P =在电路中可通过测量RL 两端的电压有效值UO 或RL 的电流来求得实际的O O I U ==L2O om R U P2）效率η：100%P P ηvom=PV-直流电源供给的平均功率，理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。
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电子与信息工程系模电实验
实验日期： 2016.4.15 班级：2015级应用物理学实验名称：功率放大电路的仿真测试姓名：
实验成绩：学号：
一、实验目的
（1）了解OTL、OCL功率放大器的基本工作原理和参数测试。
（2）对比分析OTL功率放大器和OCL功率放大器的性能差异。
二、原理与说明
功率放大器根据功放管平均导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导通角的大小），分为以下4种工作状态。
（1）甲类工作状态：甲类工作状态下，在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极电流始终是流通的，即导通角A等于180°。
（2）乙类工作状态：乙类工作状态下，晶体管的发射结在输入信号的半周期内正向运用，在另外半个周期内反向运用，晶体管半周期导电半周期截止。
集电极电流只在半周期内随信号变化，而在另半个周期截止，即导通角A等于90°。
（3）甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即发射结处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期。
即导通角A大于90°小于180°。
（4）丙类工作状态：丙类工作状态:丙类工作状态下，晶体管发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流的时间不到半个周期，即导通角A小于90°。
图4.4.2 OCL功率放大器原理图
4.4.3为单电源供电互补推挽功率放大器。
三、实验内容
1.OCL功率放大器测量
1)按照图4.4.2所示输入自
己的OCL实验电路。
并测量晶体管的静态工作，判断器件工作状态。
表格1.1.1
开关闭合开关断开
Q1 Q2 Q1 Q2
I B12.012pa 12.012pa 55.511na 1.691na
I C1201ma 1.201ma 1.201ma 1.201mna
U CE12v 12v 12v 12v
2)调节信号源输出为3V(峰
值)，在开关J1闭合和断开条件下，用双踪示波器观察输入输出波形。
J1断开时：
J1闭合时：
J1断开时：
3)测量输出信号为3V时放
大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.1和1.1.2中。
表格1.1.2
开关断开
U I 2.121V 2.828V 3.536V 4.243V 5.657V 56.364V 8.485V 9.67V
I084.618
mA 161.236
mA
204.418
mA
247.448
mA
331.505
mA
370.501
mA
477.886
mA
489.311
mA
U0 1.354V 2.580V 3.271V 3.959V 5.304V 5.928V 7.646V 7.832V 计算：在输入信号为3V时P om= I0× U0=0.121 W
P V=5.672W
在最大输入信号且不失真：η=P om/P v×100%=66.5%
图象在输入信号为14V即UI=9.899V时失真：
表格1.1.3
开关闭合
U I 2.121V 2.828V 3.536V 4.95V 5.657V I0118.043 mA 145.362 mA 188.402 mA 273.8238 mA 313.837mA U0 1.889V 2.326V 3.014V 4.381V 5.0211V
计算：输入信号为3V时：P om= I0× U0=3.863W
P v=5.7663W
最大输入信号且不失真时：η=P om/P v×100%=68.9%
图像在输入信号为12V,UI=8.495V时失真：
2.OTL功率放大器测量
1)按照图4.4.3所示输入自己
的OTL实验电路，并测量晶体管静态工作点并记录数据。
开关闭合开关断开
Q1 Q2 Q1 Q2
I B888.178nA 0 -1.776uA -0.336uA
I C 1.776uA 6.009nA 4.902uA 2.926uA
U CE 6.003V 5.997V 5.997V 6.003V
2)调节信号输出为3V(峰值)，
在开关J1闭合和断开的条件下观察示波器记录图形。
J1闭合时：
J1断开时：
3)测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；
逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.4和1.1.5中.
表格1.1.4
开关闭合
U I 2.121V 2.828V 3.536V 4.243V 4.95V I084.525 mA 127.439 mA 170.824 mA 214.363mA 256.496 mA U0 1.354V 2.041V 2.733V 3.430V 4.104V 计算：在输入信号为3V时P om= I0× U0=0.112W
P V=1.339W
在最大输入信号且不失真：η=P om/P v×100%=72.8%
图象在输入信号为8V即UI=5.623V时失真：
表格1.1.5
开关断开
U I 2.121V 2.828V 3.536V 4.243V 4.95V I0114.135mA 154.874mA 192.512mA 225.780mA 246.539 mA U0 1.826V 2.478V 3.080V 3.612V 3.945V 计算：在输入信号为3V时P om= I0× U0=0.198W
P V=1.369W
在最大输入信号且不失真：η=P om/P v×100%=55.5%
图象在输入信号为7V即UI=4.953V时失真：
四、思考与总结
(1)误差分析:由于记录数据的保留小数不统一所以存在误差，因为电脑上仿真不与实际操作相同，无导线的内阻等等。
（2）OTL与OCL的有缺点：OTL单电源相对于OCL双电源简单方便，但需要较大的电容作为输出电容。
而OCL无输出电容功放电路,优点是省去体积较大的输出电容,频率特性好,缺点是需要双电源供电,对电源的要求稍高.根据OTL与OCL放大效率可以看出OTL的放大效率高于OCL的放大效率。
功率放大电路的仿真测试实验报告。