实验七：互补对称功率放大器
互补对称功率放大电路原理
互补对称功率放大电路原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：23.4 互补对称功率放大电路教学要求掌握甲类、乙类和甲乙类三类功率放大电路的工作原理;理解交越失真形成机理；了解复合管结构及其特性。
一、概述对功率放大电路的基本要求1.不失真情况下输出尽可能大的功率：I与U都大，管子工作在尽限状态。
2.提高效率： = Pomax / PDC要高3.集电极最大功耗: P0＝Pv－PC（管耗），另一部分消耗在管子上,功放管尽限应用，选管要保证安全。
二、放大电路的工作状态放大电路按三极管在一个信号周期内导通时间的不同，可分为甲类、乙类以及甲乙类放大。
在整个输入信号周期内，管子都有电流流通的，称为甲类放大，如下表所示，此时三极管的静态工作点电流I CQ比较大；在一个周期内，管子只有半周期有电流流通的，称乙类放大；若一周期内有半个多周期有电流流通，则称为甲乙类放大。
状态一个信号周期内导通时间工作特点图示甲类整个周期内导通失真小，静态电流大，管耗大，效率低。
乙类半个周期内导通失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。
甲乙类半个多周期内导通失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。
三、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless)（一）电路组成及工作原理采用正、负电源构成的乙类互补对称功率放大电路如下动画所示，V1和V2分别为NPN型管和PNP型管，两管的基极和发射极分别连接在一起，信号从基极输入，从发射极输出，R L为负载。
要求两管特性相同，且V CC=V EE。
特点：去掉C，双电源，T1与T2交替工作，正负电源交替供电，输入与输出之间双向跟随。
原理：静态即ui = 0 时，V1、V2均零偏置，两管的I BQ、I CQ均为零，u o=0，电路不消耗功率。
u i > 0时，V1正偏导通，V2反偏截止，i o= i E1= i C1, u O= i C1R L；ui< 0 时，V1反偏截止，V2正偏导通，i o= i E2= i C2, u O= i C2R L；问题：两管交替导电时刻，输入电压小于死区电压时，三极管截止，在输入信号的一个周期内，V1、V2轮流导通时，基极电流波形在过零点附近一个区域内出现失真，称为交越失真。
互补对称功率放大器两个二极管的作用
互补对称功率放大器两个二极管的作用
在互补对称功率放大器中，两个二极管通常出现在输出级电路中，它们的作用主要包括：
1. 提供偏置电压稳定：
在甲乙类互补对称功放中，由于NPN和PNP型晶体管的导通电压（Vbe）存在差异，为了确保两个互补的功率晶体管能够在合适的点工作（即接近截止区但未完全截止的状态），通过引入二极管可以形成一个恒定的偏置电压。
这个偏置电压能够随着电源电压或温度变化而调整，以保持晶体管的工作点稳定，从而减少交越失真。
2. 箝位保护作用：
二极管还可以起到箝位作用，防止在信号反向期间反相输出晶体管的基极-发射极电压过高，保护晶体管不被击穿损坏。
当输出信号反向时，二极管导通，限制了晶体管基极相对于发射极的负向电压，避免晶体管进入深度截止状态而导致无法正常切换。
3. 消除“射极跟随器”效应：
在某些设计中，二极管还能防止出现所谓的“射极跟随器”现象，即在一个晶体管完全关闭而另一个开启时，开启的晶体管射极-集电极间的电压可能通过耦合电容传递到关闭晶体管的基极，导致其意外开启，增加了交越失真。
使用二
极管可以阻止这种反向传导，进一步改善音质和效率。
综上所述，在互补对称功率放大器中，二极管不仅保证了功率晶体管工作在合适的状态，提高了电路性能，还起到了重要的保护作用。
互补功放
互补对称功率放大器一、实验目的：1、掌握互补对称功率放大器的调整方法2、掌握互补对称功放的最大输出功率的测量方法及影响输出功率的参数3、观察交越失真，了解产生原因及克服方法二、实验器材：1、低频信号发生器2、双踪示波器3、电子管毫伏表、数字万用表4、其它元器件三、实验原理：功率放大器的任务是在给定负载条件下，提供不失真的或失真较小的额定功率。
为了提高效率，末级功率放大器通常采用乙类互补推挽功放电路。
由于两管轮流导电，三极管存在死区电压，故交接处会出现交越失真，所以通常在电路中增设偏置电路，给放大器提供一点小偏置，使之工作在靠近乙类的甲乙类状态，从而消除交越失真。
乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：输出功率：P o =U o I o =U o 2/R L其中U o 为输出功率的有效值；I o 为输出功率的有效值；R L 为负载电阻 输出最大功率：P om =U o I o =U o 2/R L =U om 2/2R L =V CC 2/8R L显然P om 与电源电压及负载有关四、实验步骤：（一）静态工作点的调整：1、如图联接电路，其中：R b1=47k Ω，R b1’=100k Ω，R b1=27k Ω，R e =47Ω，R e1=R e2=10Ω，R b =1k Ω，R L1=5.1k Ω，C 1=10μF ，C 2=220μF ，V CC =12V ，2、用万用表的直流电压档测量M 点的电压，并调节R b1’的大小，使U M 为6V 。
S3、测量R e1、R e2上的电压，记入表1中，计算出T1、T2管的静态电流和静态功耗（P V o=U Re I V）。
（二）测量功放电路带5.1k负载时的最大不失真输出功率：1、将示波器的两踪分别接u i与u o；2、在输入端接入低频信号发生器，将输入信号的频率调为5KHz，逐渐加大输入信号，同时观察输出波形，直至电路输出最大不失真波形；3、用晶体管毫伏表测出输出电压u o，将测得的数据录入表2中并计算此时的输出功率P om（=U o2/R L）；4、改变电源电压为6V（用万用表测量M点的电压应为3V），重复步骤2、3，测量并比较输出功率的大小。
实验七企频功率放大器——OTL功率放大器
实验七 低频功率放大器 ——OTL 功率放大器[实验目的]1．学习用分立元器件组装OTL 功率放大器。
2．掌握放大器基本性能指标的测试方法。
3．了解自举电路对改善OTL 互补对称功率放大器性能所起作用。
[实验仪器及元器件]THM-2型模拟电路实验箱，XD2低频信号发生器， 500型万用表，XJ4318型双踪示波器， DF2173B 交流电压表，三极管（S8050、S8550各1只，3DG6D ×1只），二极管（IN4148×1只）电阻（色环电阻若干），电容器（电解：470μF ×2只；10μF ×1只，47μF ×1只），信号线（电缆），各种导线。
[预习要求]1．复习互补对称功率放大器的工作原理。
2．在理想情况下，计算实验电路的最大输出功率P om 、管耗P T 、直流电源供给的功率P V 和效率η。
[实验原理与参考电路] 1．电路工作原理图3-16为OTL 低频功率放大器，其中，由晶体管Q 1组成推动级（也称前置放大级），Q 2和Q 3是一对电参数完全对称而极性相反的对管，它们组成互推挽OTL 功放电路。
由于每一个管子均接成射极输出器的形式，因此，具有输出电阻低、带负载能力强等优点，极适合作功率输出级。
Q 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R P2进行调整。
I C1的一部分流经电位器R P2及二极管D ，给Q 2和Q 3提供偏压。
调节R P2，可以使Q 2和Q 3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 的电位是电源电压的一半，可以通过调节R P1来实现。
由于R P1的一端接在A 点，因此在电路中引入了交、直流电压并联负反馈，一图3-16 ） V o方面能够自动稳定放大器的静态工作点，另一方面也改善了电路的非线性失真。
当输入正弦交流信号⋅i V 时，经Q 1放大、倒相后同时作用于Q 2和Q 3的基极。
互补对称功率放大电路实验报告
互补对称功率放大电路实验报告《互补对称功率放大电路实验报告》嗨，小伙伴们！今天我要给大家讲讲我做的那个超级有趣又有点小挑战的互补对称功率放大电路实验。
一、实验前的准备我一听到要做这个实验，心里就像揣了只小兔子，既兴奋又有点紧张。
老师在课上讲这个实验的时候，我就感觉像是在听一个神秘的故事。
那些电路元件就像是故事里的小角色，每一个都有自己独特的作用。
我来到实验室，看到桌子上摆满了各种各样的元件，有晶体管、电阻、电容啥的。
我就像一个即将出征的小战士，在心里默默给自己打气。
旁边的同学也都一脸严肃又带着期待的表情。
我同桌还小声跟我说：“哎呀，这实验看起来好复杂，咱们能做好吗？”我拍拍胸脯说：“怕啥，就像搭积木一样，一块一块来呗。
”二、实验电路的搭建我拿起那些小小的晶体管，感觉它们就像一个个小士兵，等待着我把它们安排到合适的位置。
我先仔细地对照着电路图，找到对应的位置，把电阻一个一个地安上去。
这时候可不能马虎呀，要是放错了位置，就像把士兵派错了战场，那整个电路可就乱套了。
电容也很重要呢。
我拿着电容，就感觉像是拿着一个小小的能量储存罐。
我小心翼翼地把它插好，心里想着：“你可一定要好好工作呀。
”在搭建的过程中，我还和同组的小伙伴互相检查。
他看着我接的线，突然皱起眉头说：“你看这儿，这根线好像有点歪，会不会接触不良呀？”我一听，赶紧调整了一下，还笑着说：“多亏你眼尖，不然这电路要是出了问题，就像汽车少了个轮子，根本跑不起来。
”三、测试阶段当电路搭建好之后，就到了紧张刺激的测试阶段啦。
我就像一个探险家，即将探索一个未知的领域。
我轻轻地打开电源开关，眼睛紧紧地盯着示波器。
那屏幕上的波形就像是神秘的密码，等待着我去解读。
刚开始的时候，波形有点奇怪，歪歪扭扭的，不像老师给我们演示的那样漂亮。
我心里“咯噔”一下，这可咋办呢？我和小伙伴们开始仔细地检查电路。
我想，这电路就像一个小生命，肯定是哪里不舒服了。
我们就像医生一样，一个元件一个元件地排查。
互补对称功率放大电路
CC
2 RL
iC1
第二节
AT1Biblioteka N -1/RLiC1
Icm
0
UCES
0
VCC Q P T1导通 0 T1截止 uce2
2VCC
uCE1
uCE2
D
-1/RL
T2
iC2
0
2VCC
uce1
T2截止
Ucem
VCC T2导通 Q
2
2
iC2
2.效率
第二节
输出功率占电源供给的比率称为效率，用 表示
2
VCC 2 理想条件下，最大效率为：max 78.5% VCC 4 在理想条件下，OCL和OTL电路的最大效率相同。
+ ui
D1 D2 R2 R3
T1 + uo
T2
RL 8Ω
(-15V)
-VCC
该电路最大不失真输出功率
U 2 cem (VCC UCES ) 2 Po 2 RL 2 RL (15 2) 2 10.6( W ) 28
第二节 +VCC
R1
(+15V)
电源 2 VCC Ucem 2 15 (15 2) 提供 PV RL 8 功率 15.5( W ) 效率
第二节
1.输出功率
VCC 2 2 POM ( ) / 2 RL V CC 8RL 2 2.效率 P P
o V
直流电源供给的功率为PV
PO U 2 cem PV 2 RL
2 VCC Ucem PV RL
VCCUcem Ucem RL 2 VCC
互补对称功率放大电路实验报告
互补对称功率放大电路实验报告互补对称功率放大电路实验报告在经济飞速发展的今天，报告的使用成为日常生活的常态，我们在写报告的时候要注意语言要准确、简洁。
一听到写报告马上头昏脑涨？以下是小编帮大家整理的互补对称功率放大电路实验报告，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
互补对称功率放大电路实验报告一、实验仪器及材料1、信号发生器2、示波器二、实验电路三、实验内容及结果分析1、VCC=12v，VM=6V时测量静态工作点，然后输入频率为5KHz的正弦波，调节输入幅值使输2、VCC=9V，VM=4.5V时测量静态工作点，然后输入频率为5KHz的正弦波，调节输入幅值使输3、VCC=6V，VM=3V时测量静态工作点，然后输入频率为5KHz的正弦波，调节输入幅值使输出波形最大且不失真。
（以下输入输出值均为有效值）四、实验小结功率放大电路特点：在电源电压确定的情况下，以输出尽可能大的不失真的信号功率和具有尽可能高的转换效率为组成原则，功放管常工作在尽限应用状态。
拓展：射频功率放大器开题报告范文一、研究的目的:低噪声微波放大器（LNA）已广泛应用于微波通信、GPS 接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗、射电天文、大地测绘、电视及各种高精度的微波测量系统中，是必不可少的重要电路。
低噪声放大器位于射频接收系统的前端，其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大。
前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，它的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度，它的线性度将对整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。
对低噪声放大器的基本要求是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好、足够的带宽和大的动态范围。
随着工作频率升高，低噪声放大器却因为其强烈的非线性而要依赖非线性模型来预测其电性能，且电路设计的精度取决于非线性模型的准确度。
厂商一般都是给出某个的ｓ参数值，对于那些不是常用的频段获取参数相当的困难。
因此选择合适的仿真软件对器件进行建模仿真变得非常重要。
实验七互补对称功率放大器
实验七互补对称功率放大器
一、实验目的
掌握功率放大电路特点及测量方法
图7-1互补对称功率放大器
二、实验仪器及设备
1、示波器
2、数字万用表
3、模拟电子实验挂箱
4、信号发生器
三、实验原理
功率放大电路如图7-1。
功率放大电路中的三极管具有甲类、乙类、甲乙类三种工作状态。
实际互补对称功率放大器中的三极管工作在甲乙类状态，适当的
R电阻，就可以改变功率放大器的静态工作点，以减小功调节功率放大器中的
p
率放大器的交越失真。
四、实验内容
1、调整直流工作点，使M点电压为0.5V CC。
2、测量最大不失真输出功率与效率。
3、改变电源电压 (例如由+12V变为+6V)，测量并比较输出功率和效率。
4、比较放大器在带5K1和8Ω负载 (扬声器)时的功耗和效率。
1、分析实验结果，计算实验内容要求的参数。
2、总结功率放大电路特点。
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实验七互补对称功率放大器
一、实验目的
1、理解互补对称功率放大器的工作原理。
2、加深理解电路静态工作点的调整方法。
3、学会互补对称功率放大电路调试及主要性能指标的测试方法。
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、万用表
3、毫伏表
4、直流毫安表
5、信号发生器
三、实验原理
图7-1 互补对称功率放大器实验电路
图7-1所示为互补对称低频功率放大器。
其中由晶体三极管T1组成推动级（也称前置放大级），T2、T3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补对称功放电路。
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。
T1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。
二极管D1、D2，给T2、T3提供偏压，可以使T2、T3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。
由于RW1的一端接T1、T2的输出端，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。
当输入正弦交流信号U i 时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极，U i 的负半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载R L （可用嗽叭作为负载），在U i 的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C 3起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。
C2和R 5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。
由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真。
为了得到尽可能大的输出功率，晶体管一般工作在接近临界参数的状态，如I CM ，U （BR ）C EO 和P CM ，这样工作时晶体管极易发热，有条件的话晶体管有时还要采用散热措施，由于三极管参数易受温度影响，在温度变化的情况下三极管的静态工作点也跟随着变化，这样定量分析电路时所测数据存在一定的误差，我们用动态调节方法来调节静态工作点，受三极管对温度的敏感性影响所测电路电流是个变化量，我们尽量在变化缓慢时读数作为定量分析的数据来减小误差。
※OTL 电路的主要性能指标：
1、 最大不失真输出功率P om
在实验中可通过测量RL 两端的电压有效值，来求得实际的
L
om R U P 2
= （7-1）
2、效率η
%100⋅=
E
om
P P η （7-2） PE —直流电源供给的平均功率
理想情况下ηmax ＝78.5%。
在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc （多测几次I 取其平均值），从而求得
E CC dc P U I =⋅ （7-3）
负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。
3、频率响应
详见实验四有关部分内容 4、输入灵敏度
输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号Ｕi 之值。
四、实验内容
a. 静态工作点的测试
1、关闭系统电源。
按图7-1正确连接实验电路。
2、关闭系统电源，连接信号源输出和U S 。
3、打开系统电源。
调节信号源输出f=1KHz 、峰峰值为50mV 的正弦信号作为Us ，逐渐加大输入信号的幅值，用示波器观察输出波形，此时，输出波形有可能出现交越失真（注意：没有饱和和截止失真）
4、观察无交越失真（注意：没有饱和和截止失真）时，恢复Us=0，测量各级静态工作点（在I C2、I C3变化缓慢的情况下测量静态工作点），数据记录如下。
表7-1 I C2=4.14mA I C3=3.9mA U A =2.5V
T 1 T 2 T 3 U B (V) 1.164 6.691 5.334 U C (V) 5.335 12.188 0.0001 U E (V)
0.503
6.052
5.971
b. 最大输出功率P om
1、按a 中的实验步骤调节好功率放大电路的静态工作点。
2、关闭系统电源。
连接信号源输出和U S 。
输出端接上嗽叭即R L 。
3、打开系统电源。
调节信号源输出f=1KHz 、50mV 的正弦信号Ｕs ，用示波器观察输出电压ＵO 波形。
逐渐增大U i ，使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载R L 上的电压U om ，计算出P om 。
L
om
om R U P 2=
4、数据记录：
最大不失真：Ui=680mV Uom=1.1779V
L
om
om R U P 2==0.1978
c. 测量η
1、当输出电压为最大不失真输出时，在Us=0情况下，用直流毫安表测量电源供给的平均电流I dc （多测几次I 取其平均值）读出表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均
电流I dc （有一定误差），由此可近似求得P E =U cc I dc ，再根据上面测得的P om ，即可求出E
om
P P =
η。
2、数据记录： Idc=66.5mA
PE=12V*66.5/1000=0.7985W E
om
P P =
η=24.77% d. 输入灵敏度测试
1、根据输入灵敏度的定义，在步骤2基础上，只要测出输出功率P o =P om 时（最大不失真输出情况）的输入电压值U i 即可。
2、数据记录： Ui=680mV
e. 频率响应的测试
Ui= 310 mV
f L fo f H f(H z)
54
200
500
700
800
1000
2000
3000
4000
8000
1.1MHz
Uo(V) 0.741 0.831 0.836 0.837 0.839 0.839 0.834 0.835 0.836 0.838 0.578 Av
2.390 2.680 2.696 2.70
2.703 2.706 2.690 2.693 2.696 2.700 1.864
在测试时，为保证电路的安全，应在较低电压下进行，通常取输入信号为输入灵敏度的50％。
在整个测试过程中，应保持U i 为恒定值，且输出波形不得失真。