1、實驗十四 集成功率放大器的安裝與測試一實驗?zāi)康?1掌握集成功率放大器外圍電路元件參數(shù)的選擇和集成功率放大器的使用方法。 2掌握功率放大電路的調(diào)整和指標測試。二 預(yù)習(xí)要求 1了解LA4100 LA4102集成功率放大器的內(nèi)部電路及引腳功能。 2根據(jù)LA4100集成功率放大電路的原理圖，分析該電路的工作原理和外接元器件的作用，了解電源電壓范圍及集成功率放大器的主要技術(shù)指標。三實驗原理 功率放大器的作用是給負載RL提供一定的輸出功率。當負載一定時，希望功率放大器的輸出功率盡可能大，輸出信號的非線性失真盡可能小，效率盡可能高。由于集成功率放大器具有性能穩(wěn)定，工作可靠，安裝與調(diào)試簡單等優(yōu)點，因此在音響設(shè)

2、備中普遍采用集成功率放大器。圖1是集成功率放大器LA4100（LA4101、LA4102）的內(nèi)部電路圖，它們由輸入級、中間級（第二級和第三級）和輸出級三部分組成。輸入級是由T1、T2組成的單端輸入、單端輸出的差動放大電路。外接電源EC經(jīng)過T3、R4、R5和T5組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，在端點10上產(chǎn)生直流電壓U10，其值等于EC/2。該直流電壓通過電阻R1加到T1的基極，作為T1的基極偏置電壓。輸出端點1通過R11接到T2管的基極，實現(xiàn)交直流負反饋。其中，直流負反饋用來穩(wěn)定輸出端點1的直流電位，使它維持在EC/2上。交流負反饋用來穩(wěn)定整個放大器的增益，并改善放大器的非線性失真。中間級由第二級和第三級組成

3、。其中第二級是由T4管組成的電流串聯(lián)負反饋放大器，T5、T6管組成的鏡象恒流源是該放大器的集電極有源負載。因此第二級放大器具有很高的增益。第三級是由T7管組成的電流串聯(lián)負反饋放大器，它為輸出級提供所需的推動電壓。輸出級是由T8T14管組成的互補對稱功率放大電路。其中，T12和T13組成等效的NPN管，T8和T14組成等效的PNP管。為了克服交越失真，將T12的集電極直流電壓通過R8加到T8管和T12管的基極，同時，電源電壓EC通過R9加到T8管的發(fā)射極，并通過T9T11管加到輸出端點1，以保證加到T8、T12和T13管B、E間的靜態(tài)電壓大于各管的導(dǎo)通電壓，而T14管所需的偏置電壓則由T8管提供

4、。圖1 LA4100（LA 4101、LA 4102）集成功率放大器的內(nèi)部電路圖中：R1=20k，R2=5.1k，R3=5.1k，R4=8.8k，R5=10k，R6=100， R7=150，R8=3k，R9=510，R10=100，R11=20k，R12=100。圖2是LA4100（LA4101、LA4102）集成功率放大器的外形及引腳。 LA4100（LA 4101、LA 2102）集成功率放大器的引腳功能如下： 14 13 12 11 10 9 8 引腳1 輸出端，直流電平應(yīng)為EC/2。 LA4100引腳2 接地端 1 2 3 4 5 6 7 引腳3 接地端（或接負電源） 引腳4、5 為了

5、消除振蕩，應(yīng)接相位補償電容。 圖2引腳6 負反饋端，一般接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)到地，以構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋。引腳8 偏流端，一般不用。引腳7、11 空腳 引腳9 輸入端引腳10、12 為抑制紋波電壓，應(yīng)接入大的電解電容到地。引腳13 自舉端，應(yīng)接大的電容到1端起自舉作用。引腳14 電源端，接電源Ec。Ec=+6VLA4100（LA4101、LA4102）可以采用單C2 C5電源供電方式接成OTL電路，也可以采用雙電 C1 C4 C3 源供電方式（此時3腳接負電源）接成OCL Ch電路。LA4100（LA 4101、LA4102）接成OTL14 13 12 11 10 9 8電路的形式如圖3所示（圖中：R

6、f = 100W， ui LA4100 Cc RL = 4W，C1 = 10mF，C2 = C3 = Ch =220mF，1 2 3 4 5 6 7 C4 = 100mF， C5 = 0.15mF， Cb = 50pF， Cb Cf RL Cc = 470mF， Cd = 560pF， Cf = 33mF） Rf 該電路外部元件的作用如下： Cd Rf、Cf 與內(nèi)部電阻R11組成交流負 圖3 LA4100接成OTL電路 反饋支路，控制電路的閉環(huán)電壓增益Auf， 即: Auf R11 / Rf Cb 相位補償。Cb減小，頻帶增加，可消除高頻自激。Cb一般取幾十至幾百皮法。 Cc 輸出端的耦合電容

7、，兩端的充電電壓等于EC/2，Cc一般取耐壓大于EC/2的幾百微法電容。 Cd 反饋電容，消除自激振蕩，Cd一般取幾百皮法。Ch 自舉電容，接了自舉電容Ch后，可使推動級提供的最大電壓振幅接近EC/2，從而使負載RL上輸出信號的最大電壓振幅接近EC/2。C1 輸入端的耦合電容 C2、C4 電源濾波，可消除低頻自激。C3 濾除紋波電壓，一般取幾十至幾百微法。C5 用來濾去高音頻分量，改善聲音質(zhì)量。四實驗設(shè)備名 稱型 號 或 規(guī) 格數(shù) 量 示波器日立V2521直流穩(wěn)壓電源JWD21函數(shù)信號發(fā)生器GFG8016G1晶體管毫伏表DA162萬用表YX960TR或其它型號1五實驗內(nèi)容與方法按圖3所示在面包

8、板上安裝電路，電路安裝完畢，經(jīng)檢查無誤后，才可以接入直流穩(wěn)壓電源EC =+ 6V，進行測試。 2用萬用表測量LA4100各引腳對地的直流電壓。檢查輸出端電壓是否符合正常要求，將測量結(jié)果填入表1中。表1 LA4100各引腳的直流電壓引腳1234567891011121314直流電壓 3測量最大不失真功率Pomax在放大器的輸入端接入頻率為400Hz的正弦信號，ui置最?。辉诜糯笃鞯妮敵龆私由鲜静ㄆ骱途w管毫伏表，逐漸加大ui ，使示波器顯示出最大不失真波形，用示波器測出輸出電壓幅值Uom，則最大不失真功率為：用毫伏表測量出最大輸出電壓Uo，則最大不失真功率為： 4測量功率放大器的效率將萬用表串接

9、在穩(wěn)壓電源與電路的電源輸入端之間，用萬用表的直流電流檔測量直流穩(wěn)壓電源的輸出電流I。穩(wěn)壓電源的輸出功率： PE = I EC功率放大器的效率： 5測量功率增益1） 測量放大器的輸入阻抗 Ec=+6V 按圖4所示，在信號源與放大 C2 C5 器的輸入端之間串接一個R = 20kW A R C1 C4 C3的電阻，在電阻的A點輸入頻率為 Ch400 Hz的正弦信號，用晶體管毫伏 14 13 12 11 10 9 8表分別測出電阻R兩端的電壓US、 us ui LA4100 Cc Ui ，則放大器的輸入阻抗： 1 2 3 4 5 6 7 Rf Cb Cf RL測量時，取Ui = 5mV ，US應(yīng) Cd 大于Ui 。 圖4 測量輸入電阻的電路 2）測量放大器的輸出電壓在放大器的輸入端輸入頻率為400 Hz，Ui = 5mV的正弦信號，用示波器觀察輸出波形是否失真，在不失真的情況下，用毫伏表測量輸出電壓Uo，則功率增益為： 式中 輸出功率， 輸入功率。 式中Au = Uo / Ui 。因此，只要測出功率放大器的電壓增益和輸入阻抗就可以算出功率增益。六、實驗報告要求1 畫出實驗電路圖，標明元件值。2 實驗數(shù)據(jù)處理。3 實驗結(jié)果分析。附錄：LA4100（LA 4101、LA 4102）集成功率放大器的主要技術(shù)指標 電源電壓：EC = 6V（LA4100)