功率放大电路的设计及分析

实验三功率放大电路的设计及分析

一、实验目的

1、进一步理解OTL功率放大电路的工作原理；

2、学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。

二、实验原理

图5.1所示为OTL低频功率放大电路。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

补推挽OTL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

合于功率输出级。T1管工作

于甲类状态，它的集电极电

流I C1由电位器R W1进行调

节。I C1的一部分流经电位器

R W2及二极管D，给T2、T3提供偏压。调节R W2，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。静态时要求输出端中点A的

电位

A CC

U U

=，可以通过调节R W1来实现，又由于R W1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电路的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

OTL电路的主要性能指标

1、最大不失真输出功率P0m

理想情况下，

=，在实验中可通过测量R L两端的电压有效值，以

求得实际的

=。

图5.1 OTL功率放大电路实验电路

2、效率η

100%om

P P h =

式中P E ——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I dC ，从而求得P E ＝U CC I dC ，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

详见实验二有关部分内容。 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U i 之值。

三、实验条件

1、5V 直流电源

2、函数信号发生器

3、双踪示波器

4、交流毫伏表

5、直流电压表

6、直流毫安表

7、频率计

8、晶体三极管3DG6(9011)、3DG12(9013)、3CG12(9012)，晶体二极管IN4007，8Ω扬声器、电阻器、电容器若干

四、实验内容

1、静态工作点的测试；

2、最大输出功率P 0m 和效率η的测试；

3、输入灵敏度测试；

4、频率响应的测试；

5、研究自举电路的作用；

6、噪声电压的测试。

五、实验步骤

在整个测试过程中，电路不应有自激现象。

1、静态工作点的测试

按图5.1连接实验电路，接通＋5V电源，观察毫安表指示，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如R W2开路，电路自激，或输出管性能不好等）。如无异常现象，可开始调试。

1）调节输出端中点电位U A

调节电位器R W1，用直流电压表测量A点电位，使

A CC

U U

=。

2）调整输出级静态电流及测试各级静态工作点

调节R W2，使T2、T3管的I C2＝I C3＝5～10mA。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出级静态电流，但该电流过大，会使效率降低，所以一般以5～10mA 左右为宜。由于毫安表是串在电源进线中，因此测得的是整个放大电路的电流，但一般T1的集电极电流I C1较小，从而可以把测得的总电流近似当作末级的静态电流。如要准确得到末级静态电流，则可从总电流中减去I C1之值。

输出级电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表5.1。

表5.1 OTL电路静态工作点测试（I C2＝I C3＝mA、U A＝2.5V）

注意：

①在调整R W2时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损坏输出管；

②输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动R W2的位置。

2、最大输出功率P0m和效率η的测试

1)测量P om

输入端接f＝1kHz的正弦信号u i，输出端用示波器观察输出电压u0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U0m，则

20m

Om L

U P R = 2)测量η

当输出电压为最大不失真输出时，读出直流毫安表中的电流值，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 0m ，即可求出Om

P P h =

。 3、频率响应的测试

测试方法同实验二。记入表5.2。

表5.2 OTL 电路幅频特性测试（U i ＝ mV ）

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。

六、实验报告要求

整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率P 0m 、效率η等，并与理论值进行比较。画频率响应曲线。

第4章高频功率放大电路要点

第4章高频功率放大电路讲授内容：4.1 概述 4.2 丙类谐振功率放大电路 4.3 宽带高频功率放大电路与功率合成电路 4.4 集成高频功率放大电路及应用简介 4.1概述电路:将直流电源能量转换成输出信号能量装置 1、分类：按频率高低分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。按其工作频带宽窄分为宽带功率放大电路和窄带功率放大电路，其共同点为输出功率大、效率高和非线性失真小。 2、高频窄带功率放大电路特点：（1）工作频率高，但相对频带窄；（2）放大器工作于丙类状态，其电流的流通角小于1800；（3）负载采用具有滤波能力的调谐回路；（4）电路分析，由于是非线性电路，常用图解法和解析近似分析法，其中最常用的是解析近似分析法中的折线法。 3、丙类谐振功率放大电路：具有输出功率大、效率高和非线性失真小，且具上述4个特点功率放大电路称为丙类谐振功率放大电路，属于谐振功放之一。 4、宽带功率放大电路：功放工作在甲类状态，利用传输线变压器等作为匹配网络，采用功率合成技术增大输出功率。本章着重讨论丙类谐振功率放大电路的工作原理、动态特性和电路组成。同时简要介绍高频宽带功率放大电路和集成高频功率放大电路的一些实例。 4.2丙类谐振功率放大电路 4.2.1 工作原理电路如图示：设输入信号是单频正弦波，输出回路调谐在输入信号的相同频率上。则： U BE=V BB+Ub=V BB+U bm cosωt

U CE =V CC +Uc=V CC -I c1m R Σcos ωt=V CC -Ucmcos ωt 设集电极电源提供的直流功率P D ，谐振功放输出交流功率Po 、集电极效率η和集电极功耗P C : P D =V CC I C0 P C =P D -Po 说明： 1、要增大P0，在不变的情况下，需增大Ic1m ；当器件确定时，就是要增大输入信号振幅Ubm 2、要提高效率，需增大Ic1m 或减小IC0(减小IC0即减小集电极功耗，通过降低静态工作点可以实现)。由上知，增大输入信号振幅和降低静态工作点是实现大功率高效率的两条重要途径。图示是三种不同静态工作点情况时晶体管转移特性分析。其中QA 、QB 和QC 分别是甲类、乙类和丙类工作时的静态工作点。在甲类工作状态时，为保证不失真，必须满足Ic1m ≤IC0，又Ucm ≤VCC(忽略晶体管饱和压降)，所以可计算出，最高效率为50%。在乙类工作状态时, 集电极电流是在半个周期内导通的尖顶余弦脉冲, 可以用傅氏级数展开为: iC=IC0+Ic1mcos 2ω0t+Ic2mcos2ω0t+… 由此可求得在Ucm=VCC 时的最高效率 % 5.784121 21≈=?=ππ ηcm cm I I ...2cos 32cos 211 00+++ t I t I I cm cm cm ωπωπ ∑== R I U I P m C cm Cm 21012 121CC co cm m c D V I U I P P 1021? == η∑ R

乙类互补推挽功率放大器

科信学院CDIO项目设计说明书（2010 /2011学年第二学期） CDIO项目名称：电子应用系统一级项目专业班级：电子信息工程学生姓名：学号: 指导老师：设计成绩: 2011年6月28日

1、互补对称OTL 功放电路装调 1.1 CDIO 设计目的通过设计乙类互补推挽功率放大器，掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理，提高电路原理图读图技能，熟练掌握较复杂电路的装调操作方法 1.2 CDIO 设计正文 1. 2.1设计要求电压增益：10倍（20分贝）输出功率：0.5W 以上（负载R L =8?）频率特性：20Hz ～20KHz 1.2.2 设计原理乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽电路。通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型），若忽略功率管发射结导通电压，则当输入信号正半周期时，两功率管分别导通和截止，输出为正半周的半个正弦波；当输出信号负半周期时，两功率功率管分别截止和导通，输出为负半周的半个正弦波，通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。 1.2.3设计过程负载R1=8Ω V o= Po R *1=2V ，输出功率Po=0.5W 峰值为Vp=22V ，峰峰值为Vp-p=4≈V 2 5.7V 若要实现输出功率为Po=0.5W ，则直流电源电压Vc c ＞ 5.7V 所以取Vcc=15V 输出电流Io= 2 1 Vcc/RL ≈350mA 取β=100，Ib1=Io/β=3.5mA 取I5=30mA ，所以R5=(15V-8.5V)/30mA=220Ω 取VE=0.2Vcc=3V RE=3V/30mA=100Ω 因为Av=R5/RE=2.2＜10，所以RE 取值不合适令RE=R4+R6,R4=15Ω，R5=85Ω 当交流分析时，R6被短路，Av=15符合要求

实验1 单级放大电路

实验1 单级放大电路 1．实验目的 1）学习使用电子仪器测量电路参数的方法。 2）学习共射放大电路静态工作点的调整方法。 3）研究共射放大电路动态特性与信号源内阻、负载阻抗、输入信号幅值大小的关系。2．实验仪器示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。 3．预习内容 1）三极管及共射放大器的工作原理。 2）阅读实验内容。 4．实验内容实验电路为共射极放大器，常用于放大电压。由于采用了自动稳定静态工作点的分压式偏置电路（引入了射极直流电流串联负反馈），所以温度稳定性较好。 1）联接电路 (1)用万用表判断实验箱上的三极管的极性和好坏。由于三极管已焊在实验电路板上，无法用万用表的h EF档测量。改用万用表测量二极管档测量。对NPN三极管，用正表笔接基极，用负表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结导通；再用负表笔接基极，用正表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结截止。这说明该三极管是好的。用万用表判断实验箱上电解电容的极性和好坏。对于10μF电解电容，可选择200kΩ电阻测量档，用万用表的负极接电解电容的负极，用万用表的正极接电解电容的正极，万用表的电阻示数将不断增加，直到超过示数的范围。这说明该电解电容是好的。 ⑵按图1.1联接电路。 ⑶接通实验箱交流电源，用万用表测量直流12V电源电压是否正常。若正常，则将12V 电源接至图1.1的Vcc。图1.1 共射极放大电路

⑷ 测量电阻R C 的阻值。将V i 端接地。改变R P （有案可查2 2k Ω、100k Ω、680k Ω三个可变电阻可选择），测量集电极电压V C ，求 I C =(V CC －V C )/R C 分别为0.5mA 、1mA 、1.5mA 时三极管的β值。建议使用以下方法。 b B cc 2b B B R V V R V I -=+ p 1b b R R R += B C I I =β （1-1）请注意，电路断电、电阻从电路中开路后才能用万用表测量电阻值。本实验用测电阻值、电压值来计算电流值，而不是直接测量电流，是因为本实验电路的电流较小，测量电流的测量误差较测量电压、电阻的误差大。同时还因为测量电流时万用表的内阻趋于零，使用不当很可能损坏万用表。 Vcc=11.992 V 图1.2是示意图。它示意i C 并不严格等于βi B ，只是近似等于βi B ；或者说β并不是一个常数。通常， β随i B 增大而增大。对于一个三极管，β随i B 的变化越小越好。用图解法表示共发射极放大器放大小信号的原理可知，β 随i B 变化而变化是正弦波小信号经共发射极放大器放大后产生非线性谐波失真的原因。若表1.1中β的数值较接近，则表1.6中的非线性谐波失真应较小。使用不同实验箱的同学之间可验证上述分析。由此可见，在制作小信号放大器时，若要求其非线性谐波失真尽可能小，则应挑选β值随i B 变化而变化尽可能小的三极管。 2) 调整静态电压放大器的主要任务是使失真尽可能小地放大电压信号。为了使输出电压失真尽可能小，一般地说，静态工作点Q 应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得太高，放大器在加入交流信号后容易引起饱和失真；若选得太低，容易引起截止失真。对于小信号放大器而言，若输出交流信号幅度较小，电压放大器的非线性失真将不是主要问题，因此Q 点不一定要选在交流负载线的中点，而可根据其他要求来选择。例如，希望放大器耗电省、噪声低，或输入阻抗高，Q 点可选得低一些。将V i 端接地。调整R P ，使V C =6V ，测量计算并填写表1.2，绘制直流负载线，估算静态工作点和放大电路的动态范围；分析发射极直流偏置对放大器动态范围的影响。

一个简单功放设计制作与电路图分析

一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号：大中小一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图一个简单功放设计制作与电路图分析我的电脑音响坏了快一年了，每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386，很便宜，所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声

音频功率放大器设计详解

音频功率放大器设计一、设计任务设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围。二、设计方案分析根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。下面主要介绍各部分电路的特点及要求。图1 音频功率放大器组成框图 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，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，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。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低

功率放大电路的一般问题

功功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带载能力要强。前面已经介绍了一些电子电路，经过这些电路处理后的信号，往往要送到负载，去驱动一定的装置。例如，这些装置有收音机中扬声器的音圈、电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。这时我们要考虑的不仅仅是输出的电压或电流的大小，而是要有一定的功率输出，才能使这些负载正常工作。这类主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。功率放大电路的性能指标主要有：最大输出功率、效率等。前面所讨论的放大电路主要用于增强电压幅度或电流幅度，因而相应地称为电压放大电路或电流放大电路。但无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。上述称呼上的区别只不过是强调的输出量不同而已。但是，功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。对电压放大电路的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标是电压增益、输入和输出阻抗等，输出的功率并不一定大。而功率放大电路则不同，它主要要求获得一定的不失真（或失真较小）的输出功率，通常是在大信号状态下工作，因此，功率放大电路包含着一系列在电压放大电路中没有出现过的特殊问题。（1）要求输出功率尽可能大为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。（2）效率要高由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高。

乙类推挽功率放大器

乙类推挽功率放大器一．选择题 ( )1.决定功率放大器效率的主要因素是。 A.电路的输入功率 B.电路的工作状态 C.电路的最大输出功率 D.功放管的消耗功率 ( )2.乙类推挽功率放大器设置适当的静态工作点，其目的是。 A.消除饱和失真 B.增大放大倍数 C.消除交越失真 D.改善频率特性 ( )3.一个理想乙类功放电路的最大输出功率为10W，当输入信号为零时，每个功放管的管耗约为。 A.10W B.1.35W C.2W D.0W ( )4.乙类功率放大器的失真一般是。 A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.线性失真 ( )5.甲乙类功放提供一定的偏置电流的目的是为了。 A.消除饱和失真 B.增大放大倍数 C.消除交越失真 D.改善频率特性 ( )6.变压器耦合推挽功放中的输出变压器，其作用是。 A,耦合作用 B.合成波形的作用 C.分解波形的作用 D.A和B两者兼有 ( )7.一个乙类功放的理性输出功率为4W，当输入信号为0时，则功放管的管耗为。 A.4W B.2W C.088W D.0W ( )8.低频功放之所以工作在甲乙类，除了提高效率为，还为了。 A.克服交越失真 B.克服截止失真 C.克服饱和失真 D.克服频率失真二．判断题 ( )1.乙类功放的效率比甲类功放的效率高。 ( )2.乙类功放的管耗会随着输出功率的增大而增大。 ( )3.在甲乙类推挽功放电路中，当负载由固定负载减小时，输出功率增大。

( )4.乙类功放的效率最高，故乙类功放应用最广泛。 ( )5.在推挽功率放大器电路中，只要两个三极管具有合适的偏置电流，就可以消除交越失真。 ( )6.对于乙类功放，当输入信号为零时，电源提供的功率和管耗均为零，随着输入信号的增大，输出功率增大，同时管耗也随之增大。 ( )7.推挽功率放大器输入交流信号时，总有一个功放三极管是截止的所以输出波形必然失真。 ( )8.晶体管不能放大功率，只能起能量转换作用。 ( )9.功放电路中的非线性失真就是交越失真。三．填空题 1.由于在功放电路中功放管常常处于工作状态，因此，在选择功放管时要特别注意、和三个参数。 2.一个乙类推挽功放电路的电源电压24G V V =、负载16L R =Ω，变压器初级线圈匝数为160N =，现要求其输出最大不失真功率om P 达到50W 则输出变压器的匝数比n = ，次级线圈的匝数2N = 。 3.甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路向功放管提供少量，以减少失真。 4.推挽功率放大器的最大输出功率om P = ，最高理论效率η= 。 5.为了提高功率效率，低频功率放大器应该工作在工作状态；但该电路存在交越失真，故实用的低频功率放大器一般工作在工作状态。 6.乙类功率放大器中每个三极管导通时间为半个周期；甲乙类功放电路中每个三极管导通时间半个周期。

音响灯光汽车功放电源电路分析

音响灯光汽车功放电源电路分析时间:2010-09-20 10:13来源:unknown 作者:admin 点击:5次汽车功放电源电路分析2010-06-10 18：43一。电源电路采用开关电源方式，将蓄电池的+12V直流电变换成为±22V供功放电路使用。它由一片集成电路TL494CN和几只大功率场效应管以及一只开关变压器等组成了比较典型的并联型开关稳压电路。为了提高输出功率。两路开关管均采用双管并联的方式，即Q1和Q2并联，Q3和Q4并联。在电路中，B+端接蓄电池的正极，REMOTE为开机控制端。开机时，控制电压+12V通过D4加到TL494的电源脚12脚，其14脚输出基准电压5V，13脚为输出状态控制端，当13脚接地时，两路输出晶体管同时导通或截止，形成单端工作状态。在图中，13脚与14脚相连，形成双端工作状态，其内部两路输出晶体管交替导通。TL494的⑤脚和⑥脚上外接的电阻R9和电容c4及内部电路组成振荡电路，可输出约几十千赫的振荡信号。该信号经片内处理后，从⑨脚和⑩脚输出两路相位差180度、宽度可变的调制脉冲，加到Q1、Q2和Q3、Q4的基极，使两路开关管轮流处于饱和与截止状态。在变压器B1初级得到的交流脉冲电压感应到次级绕组，经高频整流滤波后获得末级功放所需的±22V直流电压；再经过7815、7915稳压后得到±15V的直流电压作为功放前级的电源。从次级输出电压反馈回来的电压分别经R15与R13和R14与R12分压送到TL494的误差放大器的同相输入端①脚和反相输入端②脚。当输出的±22V电压不稳时，反馈到①脚和②脚的电压经片内误差放大器放大后，调整振荡脉

功率放大电路分析

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图一输入变压器式功放电路输入变压器式SEPP电路如图一，利用输入变压器进行相位反转作用。线路简单而中心电压又稳定，如果使用两电源方式，可简单剪掉输出电容器。又，输出短路时，不容易流出大电流，对过载引起的破坏，有很大的防止作用。不过因为输入变压器的影响，不能有较深的负反馈，所以不能获得较低的失真，在高频特性及失真会显著恶化是主要缺点。 CE分割方式

图二CE分割方式如图二所示，利用三极管Q1 集电极与发射极之相位相反进行反向的方式，与真空管的PK分割相同。因为可以由NPN型三极管构成，所以很容易找到特性整齐的三极管。但是，因为有电路比较复杂，需用的交连电容多，低频特性不好，所以一直不能成为主流的电路。互补方式

乙类互补推挽功率放大器

科信学院 CDIO项目设计说明书（2010 /2011学年第二学期） CDIO项目名称：电子应用系统一级项目专业班级：电子信息工程学生姓名：学号: 指导老师：设计成绩: 2011年6月28日

(完整word版)功率放大电路习题解读.docx

功率放大电路习题 1分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√”，凡错者在括号内打“×”。（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（）（2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。（）（3）当 OCL电路的最大输出功率为1W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于 1W。（）（4）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是 1）都使输出电压大于输入电压；（） 2）都使输出电流大于输入电流；（） 3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。（）（5）功率放大电路与电压放大电路的区别是 1）前者比后者电源电压高；（） 2）前者比后者电压放大倍数数值大；（） 3）前者比后者效率高；（） 4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；（）（6）功率放大电路与电流放大电路的区别是 1）前者比后者电流放大倍数大；（） 2）前者比后者效率高；（） 3）在电源电压相同的情况下，前者比后者的输出功率大。（）解：（1）×（2）√（3）×（4）××√ （5）××√√（6）×√√ 2已知电路如图 P9.2 所示，T1和 T2管的饱和管压降│U CES│＝3V，V CC ＝15V ， R L＝8Ω，。选择正确答案填入空内。

图 P9.2 （1）电路中 D 1和 D 2管的作用是消除。 A ．饱和失真 B ．截止失真 C ．交越失真（2）静态时，晶体管发射极电位 U EQ 。 A ．＞0V B ．＝0V C ．＜0V （3）最大输出功率 P OM 。 A ．≈28W B ．＝18W C ．＝9W （4）当输入为正弦波时，若 R 1虚焊，即开路，则输出电压。 A ．为正弦波 B ．仅有正半波 C ．仅有负半波（5）若 D 1虚焊，则 T 1管。 A ．可能因功耗过大烧坏 B ．始终饱和 C ．始终截止解：（1）C （2）B （3）C （4）C （5）A 3 在图 P9.2 所示电路中，已知 V CC ＝16V ，R L ＝4Ω，T 1和 T 2管的饱和管压降│U CES │＝2V ，输入电压足够大。试问：（ 1）最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多少？（ 2）晶体管的最大功耗 P T ma x 为多少？（ 3）为了使输出功率达到 P o m ，输入电压的有效值约为多少？解：（1）最大输出功率和效率分别为 (V U CES )2 CC 24.5W P om 2 R L π V CC U CES 69.8% 4 V CC

实用功率放大电路分析与制作解读

项目8 实用功率放大电路分析与制作一、实训目标 (1) 掌握利用万用表、信号发生器、示波器测试功率放大电路的特性的方法。 (2) 利用分立元件制作音频放大电路输出级，学会对电路所出现故障现象进行原因分析及排除。 (3) 利用集成功率放大器制作音频放大电路。二、实训材料示波器、二极管、三极管、电阻、导线、运算放大器LM358 三、预习内容 1. 简述乙类互补对称功率放大电路工作原理。 2.简述甲乙类互补对称功率放大电路改造原理。四、实训内容 1．简单乙类双电源互补对称功放(OCL)电路制作。电路及曲线如下所示。步骤：（1）VT1和VT2分别采用8050和8055三极管，放置三极管。（2）输入信号从函数信号发生器输出，幅度VPP为4V的正弦交流信号。（3）连接电路，用示波器观察输出波形，并记录。 2．甲乙类互补对称电路制作。电路及曲线如下所示。步骤：（1）VT1和VT2分别采用8050和8055三极管，放置三极管。（2）输入信号从函数信号发生器输出，幅度VPP为4V的正弦交流信号。（3）连接电路，用示波器观察输出波形，并记录。思考：分析甲乙类互补对称电路与乙类双电源互补对称功放在输出波形上的区别。 3．音频放大电路功率输出级的制作，电路如下所示。

1．安装 (1) 应认真理解电路原理，弄清印制板上元件与电原理图的对应关系，并对所装元器件预先进行检查，确保元器件处于良好状态。 (2) 将电阻、二极管IN4148、晶体管8050、8550、D880、电容等元件按图7.7所示连接在实验板上并焊好。 2．调试 (1) 检查印制电路板元器件安装、焊接，应准确无误。 (2) 复审无误后通电，用万用表测试输出级电路J19和J20 静态工作点的电压并记录在表7-2 中，并通过比较理论值值和测量值判别安装有无错误。若出现数值异常，通过修改电路中相应元器件的参数重新进行静态工作点的测试，直至正确为止。表7-2 输出级静态工作点测量数据 (3) 在电路输入端接入信号发生器，正确连接双踪示波器(将示波器输出测试通道表笔搭在J20 端)，并输出一定频率(1kHz)和幅值(幅值Uim=0.5V)的正弦交流信号。调整输入级电位器阻值，利用双踪示波器观察整个电路输入、输出波形。 (4) 将电位器阻值调至最大，观察输出波形，通过示波器记录波形的幅值，计算此时的电压放大倍数；调整输入信号幅值(0.05V、0.10V、0.20V、0.8V、1.0V、2.0V、5.0V)，将各种信号幅度下的各参数值记录于表7-3 中，记录电压放大倍数，并判别是否正常。（最后一句删掉）表7-3 不同输入下的输出信号幅值五、实训总结

单级放大电路的设计与仿真

单级放大电路的设计与仿真一、实验目的 1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。 2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。二、实验器材 1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。三、实验原理与要求三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。测电路的频率响应曲线和fL、fH值。设计图如下：

四、实验内容与步骤 1.饱和失真为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV 的电源。调节电位器的百分比至0%，观察波形。测试饱和失真下的静态工作点可知I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。

分立元件OCL功率放大电路原理分析

分立元件OCL功率放大电路原理分析 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。OCL功率放大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。 (1)OCL功率放大器的结构组成功率放大器的结构如图1所示。OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。 1)输入级：输入级主要起缓冲作用。输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和两个三极管组成的镜像恒流源。输入级采用小功率管，工作在甲类状态，静态电流较小。 2)激励级：激励级的作用是给功率输出级提供足够的激励电流及稳定的静态偏压，整个功率放大器的增益主要由这一级提供。多数功放机的激励级采用单管放大电路，也有少数机器采用差分对管放大电路。这一级常采用恒流源负载，不仅能得到较高的电源抑制特性，而且具有工作状态稳定、线性好、失真度低等优点。激励级也是用小功率管，工作在甲类状态。另外，激励级还要为后一级（功率输出级）提供稳定的偏置电压。功率输出级的偏置电压电路有多种类型。最简单的偏置电路是由激励管的集电极负载电阻构成的，其热稳定性和稳压性都比较差；有些功放采用恒压偏置电路，即由多个二极管串联而成的稳压钳位电路，使功率输出级的偏置电压保持稳定；而更多的则是采用带温度补偿的恒压偏置电路，这种偏置电路由一个三极管和几个电阻组成。

实验一单级放大电路

实验一单级放大电路一、实验目的 1、掌握单管电压放大电路的调试和测试方法。 2、掌握放大器静态工作点和负载电阻对放大器性能的影响。 3、学习测量放大器的方法，了解共射极电路的特性。 4、学习放大器的动态性能。二、实验仪器 1、模拟电路实验箱及附件板 2、示波器 3、万用表 4、直流毫伏表 5、交流毫伏表 6、函数发生器 7、+12V 电源三、实验原理实验采用分压式工作点稳定电路，如图1.1所示。 1、静态工作点的估算当流过基极分压电阻的电流远远大于三极管的基极电流时，可以忽略BQ I ，则有：CC 2b 1b 1 b BQ V R R R V += ，e BEQ BQ EQ CQ R U V I I -=≈

)(e c CQ CC e EQ c CQ CC CEQ R R I V R I R I V U +-≈--= β CQ BQ I I = 2、动态指标的估算与测试放大电路的动态指标主要有电压放大倍数，输入电阻，输出电阻及通频带等。理论上，电压放大倍数be L u r R A '-=β ，输入电阻be be 2b 1b i ////r r R R R ≈=，输出电阻c o R R ≈ 测量电压放大倍数时，首先将电路调整到的合适静态工作点，给定输入电压i u ，在输出电压不失真的情况下，用毫伏表测出输出电压o u 与输入电压i u 的有效值，则i o u U U A = 四、实验内容及步骤１、在模拟电路实验箱上插上附件板，按图1.1电路，用插接线连接实验电路，接线完毕，检查无误后，接上＋12V 直流电源。 2、调试静态工作点接通直流电源前，先将R W 调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V 电源、调节R W ，使I C ＝2.0mA （即U E ＝2.0V ），用直流电压表测量U B 、U E 、U C 及用万用电表测量R B2值。记入表1－1。表1-1 I C ＝2mA 3、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz 的正弦信号u S ，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i ≈10mV ，同时用示波器观察放大器输出电压u O 波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述两种情况下的U O 值，并用双踪示波器观察u O 和u i 的相位关系，记入表1－2。

功率放大电路

课堂教学安排

一、功率放大电路的特点功率放大电路在多级放大电路中处于最后一级，又称输出级，其任务是输出足够大的功率去驱动负载，如扬声器、伺服电动机、指示仪表等。从能量控制的观点来看，功率放大电路与电压放大电路没有本质的区别，但由于功率放大电路的任务是输出功率，通常在大信号状态下工作，所以功率放大电路与电压放大电路相比，功率放大电路又有一些新的特点： 1.输出功率大为了获得大的功率输出，功放管的输出电压和电流的幅度足够大，往往在接近极限状态下工作。 2.效率高由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。 3.非线性失真功率放大电路是在大信号下工作，通常工作在在饱和区与截止区的边沿，所以不可避免地会产生非线性失真。 4.三极管的散热功率放大器在输出功率的同时，三极管消耗的能量亦较大，为了充分利用允许的管耗而使三极管输出足够大的功率，三极管的散热就成为一个重要问题。 5.性能指标以分析功率为主，主要计算输出功率、管子消耗功率、电源供给的功率和效率。此外，在分析方法上，由于三极管处于大信号下工作，通常采用图解法。二、功率放大电路的分类根据功率放大电路中三极管静态工作点设置的不同，可分成甲类、乙类和甲乙类三种甲类放大器的工作点设置在放大区的中间，这种电路的优点是在输入信号的整个周期内三极管都处于导通状态，输出信号失真较小（前面讨论的电压放大器都工作在这种状态），缺点是在没有输入信号时，三极管有较大的静态电流C I ，这时管耗C P 大, 电路能量转换效率低。乙类放大器的工作点设置在截止区，这时, 由于三极管的静态电流C I =0，所以能量转换效率高，它的缺点是只能对半个周期的输入信号进行放大，非线性失真大。甲乙类放大电路的工作点设在放大区但接近截止区，静态时三极管处于微导通状态，这样可以有效克服乙类放大电路的失真问题，且能量转换效率也较高，目前使用较广泛。

功率放大电路仿真分析

功率放大电路仿真分析一、甲类输出级最常见的甲类输出级电路就是射极跟随器。 1、绘制电路图运行Capture CIS程序，新建空白工程，绘制电路图如下：选中晶体管，选择Edit | PSpice Model功能菜单项，打开PSpice Model Editor 窗口，将晶体管放大倍数Bf改为100，如下图，并保存。 2、分析电路的直流传输特性选择PSpice | New Simulation Profile功能选项或单击按钮，打开New

Simulation对话框，在Name文本框中输入DC，单击Create按钮，弹出Simulation Settings-DC对话框，设置如下：单击“确定”按钮。启动PSpice A/D仿真程序，得到如下图V o曲线。可以看出，当扫描电压小于-7.5V时，输出电压V o的幅度几乎保持不变，维持在-8V左右；当扫描电压Vi大于-7.5V和小于12.8V时，输出电压V o的幅度随着输入电压的增加而升高，当扫描电压Vi 大于12.8V时，输出电压V o的幅度也几乎保持不变，大约在12V。一般希望发射极的输出可以直接接负载电阻，这就要求发射极的输出端的静态直流电位应该设为零，所以较实用的射极跟随器一般采用双电源供电。如果也采取这种静态直流电位为零，该电路的动态输出范围约为8V。如果要将电路的动态输出范围调整为6 V，需改变电阻R1。动态范围最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际用途中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围，比如在音频工程中，一个放大器的动态范围可以表示为： D = lg（Power_max / Power_min）×20；

1.3乙类功率放大器

1.3 乙类推挽功率放大器 1.3.1 变压器耦合乙类推挽功率放大器一、电路结构特点：上下对称 Tr1：输入变压器，保证两管轮流工作； Tr2：输出变压器，实现输出信号合成。二、定性工作原理(设略去V BE(ON)) 输入信号正半周时，T1导通，T2截止；输入信号负半周时，T2导通，T1截止。两个管子轮流工作，一推一拉（挽）所以叫推挽。导通角180o ，叫乙类三、定量性能分析 Q 点： 1、静态 0CQ I = 直流通路： CEQ CC V V = 2、交流通路 2 'L L R n R =，1 2 w n w = 为输出变压器变比 3、交流负载线：过Q 点，斜率为1' L R -。 4、动态分析设：sin i im v V t ω= 当正半周(0)t ωπ≤≤时，有1sin C cm i I t ω= 1sin CE CC cm v V V t ω=- 同理，负半周(2)t πωπ≤≤时， 2sin C cm i I t ω=- 1sin CE CC cm v V V t ω=+ 两管叠加后 21()sin (02)L C C cm i n i i nI t t ωωπ=-=-≤≤ RL'.v v i i i o c1c2L L R + + --Tr1 Tr2 w2CE u i i = n ( ic2 - ic1 ) i i L C2 C1 t t t t u o t CE1 i B1 t i C1 t t Vcc Icm Ibm Vcm Vcm = Icm*RL'

5、定量计算（1）输出功率（'L R 上功率就是L R 上功率）o P 22111'2'22 cm o cm L cm cm L V P I R V I R === 每管输出功率111 2 o o o P P P == 引进集电极电压利用系数（或电源电压利用系数）ξ cm CC V V ξ= ， ξ与激励bm I 有关，(01)ξ≤≤ cm CC V V ξ∴=?， '' cm CC cm L L V V I R R ξ?= = 则：222 22max ()112'2'2' cm CC CC o o L L L V V V P P R R R ξξξ?= ==?=? 其中：2 max 2' CC o L V P R = 为理想状态，满激励下()cm CC V V =的输出功率----最大输出功率。（2）直流电源提供功率D P 直流电源流出的电流D i 波形如右图 2max 0 1 sin '2'CC CC D CC D CC cm CC cm CC o L L V V P V i V I td t V I V P R R π ξωωξξππ πππ?=?=? = ?=?==? 2 2 4 4 当0ξ=(0)o P =时，0D P =，无输出时，直流电源不消耗功率。 D P ξ↑→↑，当1ξ=时，max max D D o P P P π == 4 （3）集电极效率C η 2max max 4 o o C D o P P P P ξπ ηξξπ ?===4 当1ξ=时，max 78.5%4 C C π ηη==≈ 最大效率（4）管耗（每管） 22max max max 111 )222 C D O O O O P P P P P P ξξξξππ=-=--42集电极耗散功率：（）（）=（ Icm t iD

OTL功率放大器设计解析

电子技术基础课程设计任务书 20xx－20xx学年第一学期第xx周－xx周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

目录一、设计任务 (2) 二、总体方案的设计与选择 (2) 三、总体电路图及印刷板图 (6) 四、计算机仿真 (7) 五、安装调试 (8) 六、焊接实图 (10) 七、心得体会 (11) 参考书籍 (11)

设计题目：OTL功率放大器设计一、设计任务（一）设计任务：设计一个OTL功率放大器（二）设计要求： 1、要求电路采用集成电路组成； 2、额定输出功率大于等于10W； 3、负载阻抗等于８Ω； 4、采用TDA2003集成芯片。二、总体方案的设计与选择（一）电路原理 1、OTL功放原理（1）乙类输出无变压器（output transformerless 简记OTL）功率放大器图2-5-14所示乙类OTL功放电路， V 1与V 2 为互补对称管，故这种电路也是互补对称电路。由于电路结构上的对称性，静态下A、B对地电压均为U G /2，C 1 、C 2 端电压U C1=U C2 =UG/2。因此，输出耦合电容又相当于一个U G /2的直流电源。图中的A点又称中点。图2-5-14 乙类OTL功放当电路输入正弦信号，且u i >0时，功放管V １导通、V ２截止，电路为射极输出器，u Ｏ≈u i ，u Ｏ输出正半周，其振幅最多可达U Ｇ /2，；u i <0时，V １截止，V ２导通，u Ｏ ≈u i ，u o 输入负半周，振幅最多可达U G /2。当U om ＝U G /2时，

功率放大电路的设计及分析

第4章 高频功率放大电路要点

乙类互补推挽功率放大器

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