甲類功率放大器教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校名稱：重慶市科能高級(jí)技工學(xué)校部門：智能工程系課題名稱項(xiàng)目七安裝調(diào)試音響功率放大器任務(wù)一甲類功率放大器所屬課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材版本《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉曉書王毅主編北京理工大學(xué)出版社教學(xué)對象機(jī)電類專業(yè)二年級(jí)學(xué)生學(xué)時(shí)2-4學(xué)時(shí)一、教學(xué)主要內(nèi)容（一）認(rèn)識(shí)功率放大器（二）認(rèn)識(shí)甲類功率放大器（三）仿真檢測甲類功率放大器二、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成安全的行為規(guī)范，注重人身安全和設(shè)備安全；2.注重職業(yè)責(zé)任心、職業(yè)情感、紀(jì)律意識(shí)的養(yǎng)成，逐步養(yǎng)成學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，解決操作過程遇到的隨機(jī)問題。知識(shí)目標(biāo)1.了解功率放大器的概念、任務(wù)、特點(diǎn)、要求、類型、指標(biāo)；2.理解甲類功率放大器電路結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、輸出功率及效率。技能目標(biāo)1.能明確功率放大器的工作特點(diǎn)和技術(shù)要求。2.能分析甲類功放電路結(jié)構(gòu)和工作原理。3.會(huì)仿真檢測甲類功放靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)性能。三、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)：甲類功放電路結(jié)構(gòu)和工作原理。（二）教學(xué)難點(diǎn)：仿真檢測甲類功放靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)性能。四、教法與學(xué)法本著以“行動(dòng)為導(dǎo)向，工學(xué)一體”的設(shè)計(jì)理念，采用“教學(xué)做一體”的教學(xué)形式。課堂采用行動(dòng)導(dǎo)向六步法的項(xiàng)目教學(xué)法和仿真實(shí)驗(yàn)法，學(xué)法才用了自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。教法：行動(dòng)導(dǎo)向法、仿真實(shí)驗(yàn)法學(xué)法：自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法五、教學(xué)資源及手段本課程資料較完備，動(dòng)畫，作業(yè)，測試等模塊均已實(shí)際運(yùn)用；同時(shí)通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行課堂教學(xué)的應(yīng)用，及新教學(xué)資源的生成；引導(dǎo)學(xué)生使用Multisim14仿真軟件，進(jìn)行電路仿真。大力推薦學(xué)生主動(dòng)利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源，獲取更多的優(yōu)質(zhì)信息，如技工教育網(wǎng)，微信公縱平臺(tái)等。設(shè)備工具：電腦、手機(jī)，Multisim14仿真軟件學(xué)習(xí)平臺(tái)：在一體化教室進(jìn)行，老師使用多媒體講解，學(xué)生分組使用電腦進(jìn)行仿真操作和實(shí)際操作六、課程思政培養(yǎng)學(xué)生樹立科技興國的責(zé)任感；養(yǎng)成國家、民族自豪感，具有濃厚的愛國情懷；養(yǎng)成安全的行為規(guī)范，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神；解決操作過程遇到的隨機(jī)問題。七、教學(xué)內(nèi)容同學(xué)們，本次課我們來學(xué)習(xí)功率放大器中的甲類功率放大器。功率放大器在放大電路的末級(jí)，起功率放大作用，使放大電路具有足夠在的功率驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。我們先來看一個(gè)視頻?！瓘囊曨l中，我們看到在疫情期間，我們的基層干部為了大家的安全，每天都在辛苦地進(jìn)行疫情防控宣傳，讓大家出門戴口罩、到家勤洗手、不聚會(huì)、不造謠、相信科學(xué)等做好疫情防控工作，但我國人口多，地域廣，居住密集，因此只有利用高音喇叭進(jìn)行宣講，這樣聲音大，傳播距離遠(yuǎn)。那么聲音是怎么放大的呢？顯然需要有對聲音信號(hào)進(jìn)行功率放大的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備就是功率放大器，簡稱“功放”。任務(wù)一認(rèn)識(shí)功率放大器一、功率放大器的概述1.什么是功放？功率放大器簡稱“功放”，是指在給定失真率條件下，能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載（例如揚(yáng)聲器）的放大器。功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。除了對音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大外，也可以對其他信號(hào)進(jìn)行功率放大，以足夠功率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、繼電器等設(shè)備運(yùn)行。2.功率放大器的主要任務(wù)將經(jīng)過前級(jí)放大的信號(hào)進(jìn)行功率放大，輸出足夠的功率推動(dòng)負(fù)載工作。3.功率放大器的主要特點(diǎn)輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的幅度都較大，功放管工作在極限線性狀態(tài)，放大器工作動(dòng)態(tài)范圍大，輸入、輸出的電壓與電流較大，消耗電能量大，輸出信號(hào)容易失真，功耗大需要加散熱器。二、功率放大器的技術(shù)要求1.具有足夠大的輸出功率，要求其在允許的失真限度內(nèi)有盡可能大的輸出功率，并能安全可靠地工作，功率放大器的輸出功率是指輸出信號(hào)電壓U0與信號(hào)電流I0的乘積，即p02.效率要高，功率放大器的效率是指輸出信號(hào)功率p0與直流電源提供的功率PE的比值，即η=3.非線性失真要小，由于功率放大電路是工作在大電流、高電壓狀態(tài)，三極管常工作在飽和區(qū)、載止區(qū)附近，易引起非線性失真，因此要求功放管工作在線性放大區(qū)域，使非線性失真盡量小。4.散熱要良好，由于流過功放管的電流較大，會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，造成溫度升高，因此要采取散熱措施，降低功放管的工作溫度，保證功率放大器正常工作。三、功率放大器的分類（一）、功率放大器按三極管的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和甲乙類。1.甲類功放的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)，失真小，但效率低，實(shí)際工作效率一般為30%—35%，功率損耗大。2.乙類功放的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)，有信號(hào)輸入時(shí)，兩只晶體管輪流交替工作，每只晶體管在信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，另半個(gè)周期內(nèi)截止，該類功放效率較高，約為78%，但缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生交越失真，信號(hào)失真。3.甲乙類功放的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在微導(dǎo)通狀態(tài)，工作點(diǎn)介于甲類和乙類之間，使三極管導(dǎo)通的時(shí)間大于信號(hào)的半周，從而消除交越失真，并提高效率。（二）、功率放大器按輸入信號(hào)頻率大小可分為低頻功率放大器和高頻功率放大器，低頻功率放大器主要用于放大音頻范圍（幾十赫到幾十千赫）的信號(hào)，高頻功率放大器主要用于放大射頻范圍（幾百千赫到幾十兆赫）的信號(hào)。（三）功率放大器按輸出結(jié)構(gòu)分為：輸出變壓器的功放電路、無輸出變壓器的功放電路（OTL功放電路）、無輸出電容功放電路（OCL功放電路）和橋接無輸出變壓器功放電路（BTL功放電路）四種，它們都屬于甲乙類推挽功率放大器。四、功率放大器重要技術(shù)指標(biāo)1.輸出功率2.效率3.非線性失真任務(wù)二、認(rèn)識(shí)甲類功率放大器一、甲類功率放大器電路結(jié)構(gòu)甲類功率放大器電路結(jié)構(gòu)與前面學(xué)的固定偏置放大器一樣，有的甲類功率放大器用變壓器取代集電極電阻RC，便于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配二、甲類功率放大器靜態(tài)工作點(diǎn)及波形甲類功放電路靜態(tài)工作點(diǎn)始終位于三極管輸出特性曲線的放大區(qū)，工作點(diǎn)的移動(dòng)范圍也在放大區(qū)，整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)均有電流ic通過功放管，在沒有輸入信號(hào)時(shí)，這些功率全部消耗在管子和電阻上，功耗大，有輸入信號(hào)時(shí)，信號(hào)整個(gè)周期都在放大區(qū)，無失真，均對信號(hào)進(jìn)行放大，由于沒有信號(hào)時(shí)功耗大，所以甲類功率放大器效率低。三、甲類功率放大器特點(diǎn)1.具有最佳的線性2.是播放音樂最好的選擇3.耗電高4.產(chǎn)生的熱量多四、甲類功率放大器輸出功率為五、甲類功率放大器最大效率為任務(wù)三仿真檢測甲類功率放大器一、建立檢測單管單聲道甲類功放仿真電路在multisimm14仿真平臺(tái)，建立單管單聲道甲類功放仿真電路二、仿真檢測單管單聲道甲類功放靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)用萬用表分別檢測整機(jī)靜態(tài)電流、功放管集電極靜態(tài)電流、以及功放管各極靜態(tài)電位三、仿真檢測甲類功放有信號(hào)輸入時(shí)工作狀態(tài)四、仿真檢測甲類功放在大信號(hào)時(shí)工