实验8互补对称功率放大器

VCC T1
VO iL T2 RL
-VCC
OTL互补对称功放电路
这种电路的输出通过电容C和负载RL耦合而不用 变压器，因而称为OTL电路，OTL电路是output Transformerless(无输出变压器的缩写)
+VCC T1
K + V- C
来自百度文库
vi
C
RL vo
T2
OTL基本原理电路
四、实验原理
作方式 • 交越失真 • OTL电路
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级， 以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。
功率放大器是一种向负载提供功率的放大器， 简称功放。
信 电功 号 压率 提 放放 取 大大
电压放大器的主要任务是使负载得到不失真的 信号，它的主要指标是电压放大倍数。而功率放 大器主要考虑的是如何输出最大的不失真功率， 即如何高效率地把直流电能转化为按输入信号变 化的交流电能。功率放大器不但要向负载提供大 的信号电压，而且也要向负载提供大的信号电流。 因此，功率放大电路的形式、工作状态、分析方 法和所研究的技术指标都与电压放大电路不同。
功放的要求:
1） 输出功率足够大
2） 效率要高
3） 非线形失真要小
功率放大电路的工作方式 根据晶体管静态工作点的位置不同，放大电路可分为三种工作方式。
• ⑴甲类工作方式： • Q点设置在负载线的中点，在输入信号的整个
周期，晶体管都在工作，输出波形失真小，但静 态管子功耗大，效率低。 • ⑵乙类工作方式： • Q点在负载线的最低点，由于静态时电流为零， 无功耗，效率最高。但此时放大电路只在输入信 号的正半周工作，负半周时晶体管截止，输出波 形出现严重的失真。 • ⑶甲乙类工作方式： • Q点略高于乙类时，静态电流很小，静态消耗 约为零，效率也很高。晶体的导通时间大于半个 周期，此时输出波形仍失真严重。
晶体管的三种工作状态： iC
甲类工作状态 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大，波形 好, 管耗大效率低。
甲 类
iC
乙类工作状态
晶体管只在输入信号 乙 的半个周期内导通， 类
静态IC=0，波形严重
失真, 管耗小效率高。
iC
甲乙类工作状态 甲 晶体管导通的时间大于 乙 半个周期，静态IC 0， 类 一般功放常采用。
主要性能指标：
• 1、最大不失真输出功率Pom
• 在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际的
•
• 2、效率η •
Pom
U
2 0
RL
Pom 100%
PE
（7-1） （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
• 当输入正弦交流信号Ui时，经T1放大、倒相后同时作用于 T2、T3的基极，Ui的负半周使T2管导通（T3管截止）， 有电流通过负载RL（可用嗽叭作为负载），在Ui的正半周， T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C3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。
• C2和R5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 ICM，U（BR）CEO和PCM，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。
•
PE UCCIdc （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。
iC
Q
●
ωt
uCE
iC
ωt
iC
Q
●
uCE
ωt 上页
Q
●
uCE
返回
甲类方式
• 如射极输出器
USC
ib
Rb
ui
RE
uo
射极输出器的输 出电阻低，带负载能 力强，适合于做功率 输出器。
交越失真
• 功率管的ib必须在VBE大于某一数值（即门坎电压,NPN硅管约为0.6V） 时才有显著变化。当输入信号Vi低于这个数值时，T1和T2都截至， ic1和ic2基本为零，负载R上无电流通过，出现一段死区，如图7-1所 示。这种现象称为交越失真。
实验八 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、信号发生器
三、实验之前的一些名词解释
• 功率放大器 • 甲类工作方式、乙类工作方式、甲乙类工
+US
T1
C 交越失真
vi
0.5VCC
t ui
A C+ R
U
LL
T2
图7-1 交越失真
克服交越失真的措施
电路中增加 R1、D1、D2、R2支路。
静态时: T1、T2两管发射结电位 R1
分别为二极管D1、 D2的正向 导通压降，致使两管均处于
D1
微弱导通状态，有较小的静
态电流ICQ；
vi D2
另：静态电流在输出端被抵消， R2 故vi＝0，VO=0
图7-2 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。