功率放大器分析
实用OCL集成音频功率放大器的分析方法
２ 电路的分析 方法和步骤
集 成 电路 音 频 功率 放 大 器 的 分 析 方 法 和步骤如 下。 （ ） 断 放 大 器 类 型 ， 定 是 ＯＴＬ还 是 １判 确 ０ Ｌ、 Ｔ 功率 放 大 器 。 Ｃ Ｂ Ｌ （） ２ 了解 各 引 脚 作 用 ， 电路 分 析 预 备 。 为 （） ３ 电源 引 脚 、 地 引脚 的 外 电路 分 析 。 接 （ ） 流 信号 传输 分 析 。 ４交 （） ５ 主要 元 器 件 的 作 用 分 析 。 ２ １功 率 放大 器 类型 的 判断 方 法 ． 电路 中 采 用 正 负 电 源 供 电 ， 扬 声 器 且
ＲＬ 集 成 电路 之 间直 接 连 接 ， 据 这 两 点 与 依 可 以确 定 为 ０ Ｌ 率 放 大 器 。 Ｃ 功 ２ ２集成 电路 Ｔ Ａ ０ ０引脚作 用 的分析 ． Ｄ ２３ 引脚 １ 同 相 信 号 输 入 引 脚 ， 束 输 入 ： 用 音频信号 。脚 上信号相位 与输 出引脚４ １ 的 信 号柏位相 同 。 引 脚 ２ 反 相 信 号 输 入 引 脚 ， 称 负 反 ： 又 馈 引脚 ， 来接入 负反馈电路。 用 引 脚 ３ 负 电源 引 脚 ， 入 负 极 性 直 流 ： 接 电 压 ； 用 正 极 性 单 电源 供 电时 ， 脚 ３ 采 引 改
学 术 论 坛
墨圆
实用 鄂东职 业技术 学 院 湖北黄 冈
４８０ ３ ０ ０）
摘 要 ： Ｃ ￣频 功率放 大 器 ， Ｏ Ｌ－ ｆ 具有 结 构 简单 、 出功率 大 ， 输 失真 小 等特 点 ， 用十分 广泛 。 它 的分 析和研 究， 高校 电子技术 课程教 应 对 是 学的重 难点 。 本文 阐述 了采 用集 成 电路 Ｔ ２ ３ 构成 的 音频 功率放 大 器的分 析 方法和 步骤 ， ＤＡ ０ ０ 以适 应教 科 研 的需要 。 关键 词 ： 功率放 大 集成 电路 中图 分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ３ ９ （ ０ ０ ０ （） １ １ ０ １ ２ ７ １ ２ １ ） １ｃ一０ — １ ７－ ６ 采 用 集 成 电路 ＴＤＡ２ ３ ０ ０构 成 的 实 用 ０Ｃ 音 频 功 率放 大 电路 ， 定 功 率 为 ｌ Ｗ ， Ｌ 额 ４ 电 源 电压 为 ±６ Ｖ～ ±１ Ｖ。 出 电流 大 ， 输 ８ 谐 波 失真 和交 越 失 真 小 。 有 体 积 小 、 具 输 功 率大、 失真 小 、 法 简 单 ， 格 实 惠 等 特 点 。 接 价 广 泛 应 用 于 汽 车 立 体 声 收 录 音 机 、 脑 有 电
射频功率放大器的稳定性分析
射频功率放大器的稳定性分析
吕剑锋1 孙 虹2
(1. 华中科技大学电子与信息学院 430074) (2. 中科院高能物理研究所加速器中心 100039)
则输入稳定圆图如图 2 :
(9) (10)
图 2 输入稳定圆图
一般都有| S11 | < 1 ,图中所示为条件稳定情况 , 当从二端口网络向输入端看其输入端阻抗落在图中
标志 U nstable 的部分 ,则会引起放大器的不稳定运
行 。如果要无条件稳定 ,则| Гout | 圆应该在| ГS | 的 Smit h 阻抗圆图外面 ,即 :
Abstract : This paper describes how to analyze the stability of a RF amplifier theoretically , and then gives a specific method to measure the stability of the 1. 3 GHz power source by the R3765CG vector network ana2 lyzer made by ADVAN TEST , lastly states how to use the Matlab to deal with the data. Keywords : RF amplifier , stabilit y , S parameter , Smit h Chart .
只分析输入稳定性 ,运用数学工具从 (4) ～ (7) 可以
高频电子电路_5.3_高频功率放大器的动态分析
动态曲线：
-UBB
ic gd (uce Uo )
C
•
•BZ U
ub
• • •• • gd
ubemax
gd
Uo
EC
uce
C
• Q•
uce
Ubm
ubemax
ucemin 可见动态特性曲线的斜率和负载 R P 有关， 放大器的工作状态将随负载的不同而变 U b 不变时，动态特性曲线与负载 RP 化。下面讨论当EC 、 E B 、 的关系。 u
若设： b
u Ub cost
输入端： uBE
EB Ub cost
+ ub + uBE
_
ic
+ uCE C Rp
t 输出端： uce EC Uc cos
由上两式消除cos t 可得： EC uce uBE EB U b Uc
EC uce , ic gc E U E b b B Uc U b Eb, EB gc U uce EC U c ( U ) gd uce U o b c
•
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二、高频功率放大器的负载特性
临 研究的问题： 界 区 Ic1
c1
当 ECU ， UBB， Ubm 不变， PD
Ico
c
临 界 区
ubemax
, UPC I C 1 , I C 0P o 1 c P D , Po , Pc 而 RP 变化时，与 的关系。 Rp R pc 欠压区 过压区 欠压区 过压区
注意：
ic
uce
Po Pocr ，效率 （1） 欠压区： ①临界状态输出功率最大 （ 2） 过压区： 也较高，可以说是最佳工作状态，常选此 状态为末级功放输出状态。过压状态，效 ic max 进 R PP 由小 IC下 入 过 压几乎不变 区 余 （略减少） 弦 脉 冲 顶 部 凹 ， 0 , IC 1 几乎 率高，但输出功率较小。 i c max I C 0 , I U C1I c1 I c 1 R P 几乎不变（略有上 U R P EC IC0 几 乎 不 变 c1 c1 P D 不 变 ②在欠压状态 I C 0 ， IC 1 几乎不变，功放相当于一个恒流源，而 1 1 IC1 U C1 P E I P U I I U 1 升） 1 C C 0 o C1 C 变化缓 c1 1 c1 c 2 2 I U C 0 C 0 P U I U c o C 1 C 1 PC PD Po C1 几乎不变，相当于一个恒压源。 过压状态 2 I E 2 co C 慢， PC PD Po 变化缓慢。
高频电子线路课程实验四高频功率放大器解析
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控13-2学号姓名指导教师温涛实验四高频功率放大器一实验目的1．了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2．了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率oP、直流功率DP、集电极效率C4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二实验原理高频功率放大器是一种能量转换器件，它是将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，它也是一种以谐振电路作负载的放大器。
它和小信号调谐放大器的主要区别在于：小信号调谐放大器的输入信号很小，在微伏到毫伏数量级，晶体管工作于线性区域。
小信号放大器一般工作在甲类状态，效率较低。
而功率放大器的输入信号要大得多，为几百毫伏到几伏，晶体管工作延伸到非线性区域——截止和饱和区，这种放大器的输出功率大，效率高，一般工作在丙类状态。
一．高频功率放大器的原理电路高频功放的电原理图如图7-1 所示（共发射极放大器）它主要是由晶体管、LC 谐振回路、直流电源Ec 和Eb 等组成，Ub 为前级供给的高频输出电压，也称激励电压。
二．高频功率放大器的特点1.高频功率放大器通常工作在丙类（C 类）状态。
甲类（A =180 度，效率约50%；乙类（B =90 度，效率可达78%；甲乙类（AB 类）90<<180 度，效率约50%< <78%；丙类（C <90 度工作到小于90 度，丙类效率将继续提高。
2.高频功率放大器通常采用谐振回路作集电极负载。
由于工作在丙类时集电极电流i c 是余弦脉冲，因此集电极电流负载不能采用纯电阻，而必须接一个LC 振荡回路，从而在集电极得到一个完整的余弦（或正弦）电压波。
我们知道，对周期性的余弦脉冲i c ，可用傅立叶级数展开：式中，Ic1m、Ic 2m、Ic3m 为基波和各次谐波的振幅。
实用OCL集成音频功率放大器的分析方法
161科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION学 术 论 坛采用集成电路ＴＤＡ２０３０构成的实用ＯＣＬ音频功率放大电路，额定功率为１４Ｗ，电源电压为±６Ｖ～±１８Ｖ。
输出电流大，谐波失真和交越失真小。
具有体积小、输出功率大、失真小、接法简单，价格实惠等特点。
广泛应用于汽车立体声收录音机、电脑有源音箱、中功率音响等设备中。
在高校电子技术的课程教学中，ＯＣＬ音频功率放大器工作原理的分析、在工程技术中的应用及实操技能的培养，是电子技术课程教学改革的重难点。
因此掌握音频功率放大电路的分析方法尤为重要。
1 TDA2030构成的实用OCL 音频功放电路如图１所示是采用集成电路ＴＤＡ２０３０构成的实用ＯＣＬ音频功率放大电路。
ＴＤＡ２０３０是常用的音频功率放大电路集成电路，有五个引脚。
2 电路的分析方法和步骤集成电路音频功率放大器的分析方法和步骤如下。
（１）判断放大器类型，确定是ＯＴＬ还是ＯＣＬ、ＢＴＬ功率放大器。
（２）了解各引脚作用，为电路分析预备。
（３）电源引脚、接地引脚的外电路分析。
（４）交流信号传输分析。
（５）主要元器件的作用分析。
2.1功率放大器类型的判断方法电路中采用正负电源供电，且扬声器ＲＬ与集成电路之间直接连接，依据这两点可以确定为ＯＣＬ功率放大器。
2.2集成电路TDA2030引脚作用的分析引脚１：同相信号输入引脚，用来输入音频信号。
１脚上信号相位与输出引脚４的信号相位相同。
引脚２：反相信号输入引脚，又称负反馈引脚，用来接入负反馈电路。
引脚３：负电源引脚，接入负极性直流电压；采用正极性单电源供电时，引脚３改为接地，接电路中的地线。
引脚４：信号输出引脚，输出经过功率放大的音频信号，送入扬声器ＲＬ。
引脚５：正电源引脚，接直流电压供给电路，供直流电路内部使用；采用负极性单电源供电时，引脚５改为接地。
2.3交流信号传输电路分析交流信号在放大器中的传输过程：音频输入信号Ｕｉ→输入端耦合电容Ｃ１→ＴＤＡ２０３０的１脚→ＴＤＡ２０３０内部的功率放大→ＴＤＡ２０３０的４脚→送入扬声器ＲＬ。
实验三高频功率放大器(丙类)
实验操作过程
调整丙类功率放大器的输入和输 出阻抗，使其与信号源和负载匹 配。
逐步增加输入信号的幅度，观察 放大器的输出波形和参数变化。
使用示波器记录放大器的输入和 输出波形，分析波形的失真情况。
打开高频信号发生器，设置合适 的信号频率和幅度。
使用电压表和电流表测量放大器 的各项参数，如输入电压、输出 电压、输入电流、输出电流等。
02
它主要由输入匹配网络、功放管 、输出匹配网络和偏置电路等部 分组成。
高频功率放大器的分类
根据功放管的类型，高频功率 放大器可分为电子管式高频功 率放大器和晶体管式高频功率
放大器。
根据工作频率，高频功率放 大器可分为超短波高频功率 放大器和微波高频功率放大
器。
根据放大器的级数，高频功率 放大器可分为单级高频功率放 大器和多级高频功率放大器。
对未来实验的展望与建议
01
深入研究不同类型的 高频功率放大器
在未来的实验中，可以进一步探索甲 类、乙类等不同类型的高频功率放大 器的设计与制作，比较它们之间的性 能差异和应用特点。
02
结合实际应用场景进 行优化设计
针对实际应用需求，可以对高频功率 放大器进行优化设计，如提高输出功 率、降低失真度、拓宽带宽等，以满 足不同场景下的使用要求。
通过分析实验数据，我们发现放大器在不同频率下的响应特性有所不同。在低频段，放大 器的放大效果较好；而在高频段，放大效果逐渐减弱。这可能与放大器的设计参数和元器 件特性有关。
线性度与失真
在实验过程中，我们观察到输出信号存在一定的失真现象。失真可能源于放大器的非线性 特性，如饱和、截止等。为了量化失真程度，我们采用了失真度指标进行分析。
单声道OTL功率放大器集成电路工作原理分析与理解_电子电路识图全突破_[共4页]
![单声道OTL功率放大器集成电路工作原理分析与理解_电子电路识图全突破_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/edd608cdff00bed5b9f31de1.png)
98集成电路工作原理一样，只是双声道电路多了一个完全相同的声道。
2.9.1 单声道OTL 功率放大器集成电路工作原理分析与理解图2-49所示是单声道OTL 音频功率放大器集成电路的典型电路。
电路中，A1为单声道OTL 音频功率放大器集成电路；U i 为输入信号，这一信号来自前级的电压放大器输出端；RP1是音量电位器；BL1是扬声器。
图2-49 单声道OTL 音频功率放大器集成电路1．直流电路分析集成电路的直流电流分析相当简单，先要找出电源引脚和接地引脚。
⑧脚是电源引脚。
电源引脚外电路中有一只大电容C9（滤波电容）和一只小电容C8（高频滤波电容），根据电源引脚这一外电路特征很容易找出电源引脚。
⑤脚是接地引脚，它与地端相连。
2．交流电路分析音频信号的传输和放大过程是：输入信号U i 加到音量电位器RP1的热端，经过RP1动片控制后的音频信号通过C1耦合， 从A1的信号输入引脚①脚加到内电路中。
经过集成电路A1内电路功率放大后的信号从信号输出引脚⑥脚输出，通过输出端耦合电容C7加到扬声器BL1中。
3．集成电路A1各引脚作用分析集成电路工作原理的关键之一是要了解各引脚的作用，为了详细讲述集成电路的各引脚作用，列出该集成电路的引脚作用，如表2-2所示。
表2-2 集成电路A1引脚作用4．输入引脚①脚外电路分析集成电路的分析主要是外电路分析，关键是搞清楚各引脚的作用和各引脚外电路中的元器件作用，为了做到这两点要掌握各种作用引脚的外电路特征。
图2-50所示是输入引脚①脚外电路。
输入引脚用来输入信号，从①脚输入的信号直接加到集成电路A1内部的输入级放大器中。
①脚外电路接入耦合电容C1，称为输入端耦合电容，其作用是将集成电路A1①脚上的直流电压与外部电。
OCL功率放大器的设计_课件解析
所以，功率管的损坏与保护问题是产品设计中 不容忽视环节。
❖ OCL是英文Output Capacitor Less 的缩写，意为无输出 电容。
❖ OCL功率放大器是一种一种直接耦合的功率放大器，它具 有频响宽，保真度高，动态特性好及易于集成化等特点。
但为了培养学生的设计能力，本课题要求采用分立元件 电路进行设计。
二、产品指标及设计要求
1、设计指标
①采用分“立元件+集成电路”设计
②额定输出功率 P0 10W ③负载阻抗 RL 8
④失真度 3%
⑤设计放大器所需的直流稳压电源 12V
2、设计、制作过程
分析设计要求，明确性能指标； 查阅相关资料、分析对比方案。
⑥印刷电路板制作：
根据最后确定的各单元电路，绘制出总的印刷电路图， 制作印刷电路板（PCB板）。
制作要求：
a、业余制作手绘电路图，或用Protel绘制；
b、根据电路原理图中所用的元件形状和印刷板面积的大小 合理安排元件的密度和各元件的位置。
确定元件位置应按照先大后小、先整体后局部的原则进 行，使电路中相邻元件就近放置，排列整齐均匀。
当元件焊错后需要拆器件时要特别注意焊板上的铜片， 一旦铜片脱落，就会在电路的连接上造成困难。
⑧检查、调试各电路板
⑨通电测试性能参数
⑩撰写设计报告
3、设计思路
1、功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率， 当RL一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非 线性失真尽可能小，且效率尽可能高。
2、由于OCL电路采用直接耦合方式，为了保证工作稳定， 必须采用有效措施抑制零点漂移，为了获得足够大的 输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大 倍数。 因此，性能良好的OCL功率放大器应由输入级， 推动级和输出机等部分组成，如下图所示。