模电三 小功率放大器
模电基础知识总结
模电基础知识总结模拟电子技术（模电）是电子工程的重要基础学科，它研究的是电子元件与电路的工作原理和运行规律。
掌握模电的基础知识对于电子工程师来说至关重要。
本文将对模电的基础知识进行总结，希望能给读者提供一些帮助。
一、电路基础知识在学习模电之前，我们首先需要掌握一些电路的基础知识。
电路是电子工程中最基本的组成单元，它由电源、电阻、电容、电感等元件组成。
在电路中，电流和电压是重要的物理量。
电流表示电子在电路中的流动情况，而电压表示电子在电路中的能量转换。
二、放大器放大器是模电中一类重要的电子元件。
放大器的作用是将输入信号放大，以便输出信号具有较高的幅度。
常见的放大器有三种基本类型：电压放大器、电流放大器和功率放大器。
放大器有许多重要的性能指标，如增益、输入电阻、输出电阻等。
学习模电的过程中，我们需要熟悉这些性能指标的定义和计算方法。
三、滤波器滤波器是模电中用于剔除或改变信号中某些频率分量的电路。
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
在实际应用中，我们经常需要使用滤波器来对信号进行处理。
了解滤波器的原理和性能对于电路设计至关重要。
四、振荡器振荡器是一种能够产生连续波形信号的电路。
在模电中有两种常见的振荡器：正弦波振荡器和方波振荡器。
振荡器的核心是一个反馈回路，该回路会使得输入信号被放大，并且以振荡的形式反馈给输入端。
振荡器在通信系统、计算机等领域有广泛的应用，掌握振荡器的原理和设计方法是模电学习的重要内容。
五、运算放大器运算放大器（Operational Amplifier）是模电中一种重要的集成电路。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，在模拟电路中有广泛的应用。
运算放大器可以用于各种电路设计，如放大器、积分器、微分器和比较器等。
学习运算放大器的工作原理和应用是模电学习的核心内容。
六、模电实验模电实验是巩固和应用所学知识的重要环节。
通过实验，我们可以观察电路的实际运行情况，提高动手实践的能力。
模拟电路放大器
模拟电路放大器模拟电路放大器是电子工程中常见的一种设备，它能够将输入信号放大为更大的输出信号。
在本文中，我们将探讨模拟电路放大器的工作原理、分类以及一些常见的应用场景。
一、工作原理模拟电路放大器的工作原理基于放大器的核心元件——晶体管。
晶体管分为三个区域：发射区、基极区和集电区。
通过输入信号作用于基极区，控制集电区的电流，从而实现信号的放大。
具体来说，模拟电路放大器通常由一个放大电路和一个电源电路组成。
放大电路中包含晶体管、电容器和电阻器等元件，它们协同工作以实现输入信号的放大。
电源电路则提供所需的电源电压和电流。
二、分类根据不同的放大器特性和应用场景，模拟电路放大器可分为多种类型。
以下是几种常见的分类：1. 音频放大器音频放大器广泛应用于音响、电视及无线通信等领域。
它们能够增强音频信号的强度，使其更适合于扬声器或其他音频设备播放。
2. 射频放大器射频放大器主要用于无线通信中，能够放大高频信号，提高信号的传输距离和质量。
3. 差分放大器差分放大器可将两个输入信号之间的差异放大。
它被广泛应用于模拟运算电路、差分放大电路和功率放大电路等。
4. 运算放大器运算放大器是一种高增益、差分输入的放大器，具有较好的线性特性。
它被广泛应用于模拟计算、滤波器和自动控制系统等领域。
三、应用场景模拟电路放大器在各个领域都有重要的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 音频放大音频放大器在音响系统中起到关键作用，能够增强声音并提高音质。
它常用于音响设备、电视和汽车音响系统等。
2. 通信系统射频放大器在无线通信系统中起到放大信号的作用，包括手机、卫星通信和雷达等。
3. 传感器信号放大一些传感器输出的信号很小，需要经过放大才能得到可用的数据。
模拟电路放大器在这种情况下起到关键作用，例如温度传感器、压力传感器等。
4. 仪器测量许多科学测量仪器需要放大微小的电信号，以便进行准确的测量。
模拟电路放大器广泛应用于示波器、频谱分析仪和电压表等仪器中。
功率放大器工作原理
功率放大器工作原理功率放大器是一种用于放大电信号的电子设备，可以将低功率输入信号转换为高功率输出信号。
它在各种电子设备中被广泛应用，包括音频放大器、无线通信系统和雷达系统等。
本文将介绍功率放大器的工作原理和其基本分类。
一、功率放大器的基本原理功率放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件，可以通过控制输入信号的电流或电压来放大电流或电压。
功率放大器通常由多个晶体管级联组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分。
下面将详细介绍功率放大器的几个关键组成部分。
1. 输入级功率放大器的输入级通常是一个小信号放大器，用于放大输入信号的幅度。
输入级由一个或多个晶体管组成，输入信号通过这些晶体管进行放大，并传递给下一个级联的放大器。
2. 驱动级驱动级是功率放大器中的中间级，用于信号的进一步放大和处理。
驱动级通常由多个晶体管级联组成，其输入信号来自输入级，并将信号放大到足够的幅度，以供给功率放大级使用。
3. 功率放大级功率放大级是功率放大器的核心部分，用于放大信号的功率。
功率放大级由多个功率晶体管并联或并联放大组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分功率。
通过合理设计功率放大级，可以实现较大的输出功率。
4. 输出级输出级负责将信号的功率放大到所需的水平，并驱动负载。
通常情况下，输出级具有较低的输出阻抗，并能够输出相应的高功率信号。
输出级通常由一个或多个功率晶体管组成，其输出信号可用来驱动扬声器、天线或其他负载。
二、功率放大器的基本分类根据不同的工作原理和应用，功率放大器可以分为各种不同的类型。
下面介绍几种常见的功率放大器分类。
1. A类功率放大器A类功率放大器是最常见的一种功率放大器，适用于音频放大器等应用。
它通过将输入信号与直流电压进行叠加，实现对信号的放大。
A类功率放大器的优势在于放大器的线性度高，但效率相对较低。
2. B类功率放大器B类功率放大器是一种高效率的功率放大器，在音频放大器和激光器等应用中广泛使用。
小功率3晶体管音频放大器
小功率3晶体管音频放大器一、50毫瓦3晶体管音频放大器下面的电路是分立元件功放常采用的形式，您可能会发现在一个小的晶体管收音机中会有类似的音频放大器。
3晶体管音频放大器（50毫瓦）横跨在两个互补输出晶体管基极之间的二极管是输出晶体管提供偏置电压。
3.3欧姆的电阻串联连接在两个输出晶体管的发射极，以稳定偏置电流，并使得温度变化时晶体管电流不会显著变化。
如果偏置电流增大，由于电阻的作用，发射极和基极之间的电压减小，从而降低了导通程度。
输入阻抗大约是500欧姆，电压增益约为5，连接8欧姆扬声器获得约50毫瓦功率。
较高的电源电压和输出晶体管增加散热片，将提供更多的功率。
电路由一个9伏电源供电时消耗约30毫安电流。
二、80毫瓦3晶体管音频放大器该电路是类似上面的一个，但采用正反馈来获得多一点的功率输出。
我从使用一个25欧姆扬声器的5晶体管小收音机复制它。
在上面的电路中，驱动晶体管的负载电阻器直接连接到+电源。
这有一个缺点，驱动顶端晶体管的基极电流全部来自470欧姆的电阻，这限制了顶端NPN晶体管的基极电流。
3晶体管音频放大器（80毫瓦）该电路可以减少该问题的影响，并允许较大的电压摆幅，可能更多的输出功率，但我不知道有多少没有做大量的测试。
使用小的晶体管输出峰值电流将不超过100mA左右到25欧姆负载。
但相对于第一个电路它已有所改进。
在这个电路中，1K负载电阻连接到扬声器，当输出为负，在1K 电阻上的电压被降低，这有助于关闭顶部NPN晶体管。
当输出为正，促进顶部NPN晶体管导通。
两个二极管产生一个相对稳定的偏置电压，减少交叉失真。
但是，你应该小心，以确保待机电流大约是10到20毫安，无信号时输出晶体管不会变热。
调整100K阻值来设置输出电压的是1/2的电源电压（4.5伏）。
根据3904晶体管的增益这个电阻可以是任何从50K到700K的值。
模电实验报告-实验三 功率放大电路
模电实验报告
实验名称：
实验时间：第（）周，星期（），时段（）实验地点：教（）楼（）室
指导教师：
学号：
班级：
姓名：
集成功率放大电路
一. 实验目的
1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法；
2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。
二. 实验仪器设备
1.实验箱
2.示波器
3.万用表
4.电流表
三、实验内容及要求：
集成功率放大器实验电路
1、连接电路：
接入正负电源（+V CC 、-V EE ）； 接入负载电阻R L ； 串入电流表；
2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E ;
3、将电流表换至较高档位，接入输入信号V i ，按后面要求进行测量。
负载电阻R L ＝8.2Ω时，按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V 和4V 时的电流I E ，计算输出功率P O 、电源供给功率P E 和效率
η ;
V
CC
⨯=I P E
E
P
P E
O
=η
逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值
V
o max
(有效值)和电流I E ，并计算此时的输出功率P O ，电源供给功率P E 和效率
η，填表。
模电第08章功率放大器(康华光)
Po (5) 效率 : = PV
（1-22）
2
5.缺点:不易调整Q点(VBE)
6. 电路的改进
O
iC
O
VCE
t
——晶体管导通的时 间大于半个周期,导通 角>180º 静态IC 0,管 , 耗较小效率较高,不失 真,一般功放常采用。
4.丙类工作状态——导通角小于180°
（1-4）
§8.2 甲类功率放大器实例
一. 共射极放大器
Rb R b1
ui vi
– vo +
+V +VCC CC
交流通路
+ vi –
若忽略VCES
: Pom 1 VCQ I CQ 1 VCC VCC 2 2 2 2 RL
=PVC静
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(2)动态时电源提供的平均功率PVC
1 PVC 2
2
0
1 VCC iC d ( t ) 2
2
0
VCC ( I CQ I Cm sin t )d t =ICQ· CC V
2 (VCC VCES ) VCC PVC VCC 2 RL 2 RL
VCC VCES 当Q在中点时: I CQ 2 RL (3)电路的效率 定义: = Po/PVC 电路的最高效率: m=Pom/PVC 0.25
(4)甲类功率放大器的优缺点 优点:信号不失真。 缺点:静态功率大,输出功率小,效率低。
模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率优化
模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率优化在模拟电子技术中，功率放大器起着非常重要的作用。
功率放大器能够将微弱的输入信号放大到较大的输出功率，广泛应用于音频放大器、射频通信等领域。
然而，功率放大器的线性度与效率问题一直是工程师们需要关注和解决的核心课题。
一、功率放大器的线性度优化功率放大器的线性度是指输入功率与输出功率之间的关系是否是线性的。
在理想情况下，放大器的线性度应该是完全线性的，在任意输入功率下，输出功率的增加应保持与输入功率的增加成正比的关系。
然而，在现实中，由于非线性元件、电源波动、反馈环路等原因，功率放大器的线性度经常无法完全满足要求。
为了解决功率放大器的线性度问题，可以采取以下措施进行优化：1. 选择合适的放大器类型：根据不同的应用场景和要求，选择合适的放大器类型，如B类、AB类、C类、D类等。
不同类型的放大器具有不同的线性度特点，工程师需要根据实际需求进行选择。
2. 使用线性化技术：通过引入线性化技术，可以有效地提高功率放大器的线性度。
常见的线性化技术包括预失真技术、反馈技术、交叉耦合技术等。
这些技术能够在一定程度上抑制功率放大器的非线性失真，提高线性度。
3. 优化电源供电：功率放大器的线性度受到电源波动的影响较大。
因此，优化电源供电是提高功率放大器线性度的重要手段之一。
可以采用稳压电源、滤波电路等方法来降低电源波动对功率放大器线性度的影响。
二、功率放大器的效率优化功率放大器的效率是指输出功率与输入功率的比值，即输出功率的百分比。
在实际应用中，功率放大器的效率通常要求尽可能地高，以确保尽量少的输入功率能够输出较大的功率。
为了提高功率放大器的效率，可以采取以下方法进行优化：1. 选择高效的功率放大器结构：不同的功率放大器结构具有不同的效率特点。
例如，级联放大器与并联放大器相比，级联放大器的效率较高。
因此，在实际设计中，根据具体要求选择适合的功率放大器结构是提高效率的关键。
2. 优化负载匹配：负载匹配对功率放大器的效率影响较大。
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。
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模电实验三——小功率放大器
一、实验目的
1、掌握差分放大电路的工作原理和特点；
2、掌握互补输出电路的工作原理和特点；
3、掌握简单恒流源电路的实现原理；
4、掌握负反馈对放大电路性能指标的影响作用。
二、实验主要设备
万用表，低频信号发生器，双踪示波器。
三、实验原理
要放大的信号从端子1、2间引入放大电路，电位器RW1通过分压作用来实现对音量的调节，所以RW1电位器最好选用方便手动调节的音量电位器（电位器分线性电位器和对数电位器，对数电位器通常用作音量调节，这是因为人耳对声音强度的感知是对数特性的。
本实验中，对数电位器的选择不是必须的）。
电解电容C1将经电位器RW1分压后的声音信号引到差分放大电路的左管基极进行放大。
本电路中，差分放大电路由T1和T2管构成，为单端输入、单端输出的工作形式。
T3管构成一个简单恒流源，向差分对管T1和T2提供直流偏置电流，以确保它们工作在放大状态。
T5管也构成简单恒流源电路，调节此恒流源输出电流的大小，可以调节互补输出级两放大管T6和T7的基极静态电位，从而使互补输出级工作在合理的状态下。
小电位器RW3就是起到调节T5管恒流源输出电流大小的作用的。
T4管是一个PNP型的三极管，它接成共发射极组态，来自差分放大电路的信号经其放大后，送到互补输出级两放大管的基极。
电阻R7有负反馈的作用，可以降低这一级放大电路的放大能力，同时却提高了该级对信号的放大质量。
另外，R7电阻与电位器RW3互为镜像，以确保互补输出级的两放大管基极静态电位能调节到接近0电位（中点电位）的水平。
R7电阻不能取得太小，以免造成静态时T4管和T5的集电极电流过大，无端地消耗电源能量。
T6和T7管构成互补输出级，负责最后的功率放大任务。
因为本电路所用电源电压较低，故没有设计输出级保护电路，为的是使功率输出能更大一些。
通常情况下，会在T6和T7管的发射极各串接一个小的限流电阻，以防止因输出电流过大而造成功率管的损坏。
R8电阻将输出信号的一部分反馈到差分放大电路右管的基极，形成负反馈，使得本功率电路最后的电压放大倍数约为282
R R R +。
引入负反馈后，电路的各项指标都会得到改善：输入电阻（差分放大电路）增加了，输出电阻（互补输出级）减小了，频带变宽了。
本电路为电压串联负反馈组态。
电容C2起稳定恒流源工作状态的作用，而电容C3和C4是电源滤波电容。
四、实验主要任务
1、测量实验中所用的各三极管的β参数，并记录。
有条件的情况下，差分放大管的两个管子最好选用β值相同的管子。
2、根据电路原理图，制作一个小功率放大电路。
布线时，尽可能按原理图中元件的相互位置关系进行走线。
3、通电前，必须先作以下处理：
(1)调节电位器RW2到最小阻值；
(2)调节电位器RW3到最大阻值；
(3)断开负载喇叭。
电位器RW2的作用是调节功率管T6和T7基极间的直流电位差，确保它们在无信号输入时工作在微导通状态下。
该阻值越大，两管基极电位差就越大，导通电流就越大，功耗也越大。
过大的功耗，一是可能烧毁功率管，二是浪费电源能量。
所以，只需调节RW2到功放管处于微导通状态就可以了。
通电前，调节T6和T7管两管基极电位差到最小的状态。
电位器RW3的作用是调节T5恒流源输出电流大小。
该阻值越小，恒流源输出电流就越大。
通电前，调节T5恒流源到输出最小电流的状态。
4、完成上一步骤的处理后，就可以通电了。
注意两个电源最好同时通电。
这时，喇叭应该是断开未接的状态，电路输入信号未接入。
(1)一边用万用表测量T6管发射极对地电压，一边调节电位器RW3，直到T6管发射极对地电压为0时为止。
这个过程叫中点电位的调整过程。
(2)一边用万用测量T6、T7管两基极间的电压，一边调节电位器RW2，直到所测电压升到1V 时为止。
这个过程就是调节功率管到微导通状态的过程。
以上两个调整是必须的，之后电路才工作在正常状态下。
5、断开电源，接上负载喇叭。
再次通电，这时从信号输入端送入3f kHz =，50i u mV =（有效值或幅值，由信号发生器产生）的信号，喇叭应该能听到声音。
调节RW1，应该可以改变音量。
如果能听到可改变音量的声音，说明成功了。
这里的信号，也可以来自其他设备，如电脑、MP3等。
6、调节RW1，到音量最大位置，完成以下测试并记录。
(1)功放电路输入电阻i R ；
(2)信号输入端送入3f kHz =的信号，测量最大不失真输出电压幅度和此时的最大输入
信号电压幅度；
(3)观察由于输入信号幅度过大而导致的输出波形失真现象，绘制记录失真波形；
(4)根据测量数据，计算实际的电压放大倍数，并和理论计算值进行比较；
(5)计算最大不失真输出功率。
五、实验数据分析
1、β1=281 β2=280 β3=265 β4=265 β5=253 β6=253 β7=271
2、实验数据
Ui（mv) 24.81 28.79 34.95 39.80 Uo(mv) 19.88 22.52 28.26 32.45 Uomax(v) 2.94
Uimax(mv) 98.42
3、最大不失真输出功率为：311mw
4、实际电压放大倍数：38.2
5、最大不失真。