模擬電子技術基礎（第11章）演講人：日期:CONTENTS目錄01功率放大電路概述02電路分類與結構03工作狀態(tài)分析04性能優(yōu)化策略05典型電路解析06實驗與測試01功率放大電路概述基本功能與特點輸出功率大非線性失真帶載能力強穩(wěn)定性要求高功率放大電路的主要功能是將輸入信號放大，并輸出較大的功率，以驅(qū)動負載。功率放大電路通常作為多級放大電路的輸出級，需要直接驅(qū)動負載，因此帶載能力要強。由于功率放大電路工作在非線性區(qū)，因此會產(chǎn)生非線性失真，需要采取措施進行補償和修正。功率放大電路在工作時需要保持穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生自激振蕩和溫度漂移等問題。主要技術指標輸出功率效率失真度穩(wěn)定性輸出功率是指功率放大電路在一定失真度下，能夠輸出的最大功率。效率是指功率放大電路輸出功率與輸入功率的比值，通常采用百分比表示。失真度是指輸出信號與輸入信號在波形上的差異程度，包括非線性失真和線性失真。穩(wěn)定性是指功率放大電路在工作環(huán)境和負載變化時，能夠保持穩(wěn)定輸出的能力。音頻功率放大音頻功率放大是功率放大電路的主要應用場景之一，如音響系統(tǒng)、音樂播放器等。射頻功率放大射頻功率放大在無線通信、廣播電視等領域有廣泛應用，如發(fā)射機、雷達等。電機驅(qū)動功率放大電路還可以用于電機驅(qū)動，如步進電機、直流電機等。其他應用功率放大電路還可以應用于電源電路、模擬信號處理等領域。應用場景分析02電路分類與結構A/B/AB類放大器A類放大器在輸入信號的整個周期內(nèi)，放大器的工作點都位于其線性區(qū)域內(nèi)，從而實現(xiàn)了無失真放大。但效率較低，因為靜態(tài)功耗大。B類放大器AB類放大器在輸入信號的半個周期內(nèi)，放大器的工作點位于其線性區(qū)域內(nèi)，從而實現(xiàn)高效放大。但存在交越失真。結合了A類和B類放大器的優(yōu)點，既實現(xiàn)了較高的效率，又減小了交越失真。123互補對稱結構是一種特殊的電路結構，通過使用兩個相互補充的晶體管來減小失真和提高電路性能?；パa對稱結構互補對稱結構中的兩個晶體管通常工作在推挽模式下，以實現(xiàn)對信號的精確放大和傳輸?；パa對稱結構常用于功率放大器和輸出級電路中，以提高電路的效率和穩(wěn)定性。推挽式電路設計推挽式電路設計是一種功率放大電路，由上下兩個功率管組成，可以實現(xiàn)高效率的功率放大。推挽式電路設計中的兩個功率管在輸入信號的控制下交替工作，從而實現(xiàn)對信號的正半周和負半周進行放大。推挽式電路設計具有輸出阻抗低、驅(qū)動能力強、失真小等優(yōu)點，廣泛應用于音頻功率放大、電機驅(qū)動等領域。推挽式電路設計需要注意功率管的匹配和散熱問題，以避免因功率管過熱而損壞。03工作狀態(tài)分析導通角定義與影響01導通角定義指在一個周期內(nèi)，三極管導通的時間與整個周期的比值。02導通角的影響導通角越大，三極管導通時間越長，放大性能越好；反之，導通角越小，三極管導通時間越短，放大性能越差。交越失真原理在分析電路時把三極管的導通電壓看作零，當輸入電壓較低時，因三極管截止而產(chǎn)生的失真稱為交越失真。交越失真定義交越失真原因交越失真特點三極管在輸入電壓過零時，由于截止導致輸出信號產(chǎn)生失真。通常出現(xiàn)在通過零值處，且失真為非線性失真。效率計算方法提高效率的方法優(yōu)化電路設計，選擇合適的元件參數(shù)，以及降低電路的功耗等。03在模擬電子技術中，效率通常通過測量輸出功率與輸入功率的比值來計算。02效率計算方法效率定義有用功率與總功率之比。0104性能優(yōu)化策略散熱設計要點散熱片的選擇根據(jù)功率器件的功耗和散熱需求，選擇合適的散熱片材料和尺寸。散熱路徑設計優(yōu)化散熱路徑，減少熱阻，確保熱量快速散發(fā)。散熱風扇應用在需要時添加散熱風扇，提高散熱效率。熱敏電阻應用利用熱敏電阻的特性，對電路進行溫度監(jiān)控和保護。阻抗匹配方法通過調(diào)整電路輸入阻抗，使其與信號源阻抗匹配，以獲取最大信號功率。輸入阻抗匹配調(diào)整電路輸出阻抗，使其與負載阻抗匹配，以實現(xiàn)最大功率傳輸。輸出阻抗匹配在高頻電路中，通過調(diào)整傳輸線的特性阻抗，實現(xiàn)阻抗匹配，減少信號反射和損耗。傳輸線阻抗匹配失真控制技術反饋失真控制通過引入負反饋，減小非線性失真，提高電路的穩(wěn)定性。01失真補償技術在電路中加入補償電路，對失真進行預補償，以提高輸出信號的精度。02失真抑制技術采用適當?shù)碾娐吩O計和器件選擇，抑制諧波失真和互調(diào)失真等非線性失真。0305典型電路解析OTL電路結構OTL電路定義無輸出變壓器電路，使用正、負兩組電源供電，具有線路簡單、頻響特性好、效率高等特點。OTL電路組成OTL電路工作原理由輸入級、電壓放大級、推挽輸出級和揚聲器負載等組成，其中推挽輸出級采用互補對稱電路。在輸入信號的正負半周期間，通過推挽輸出級的兩個晶體管交替工作，將輸入信號放大并驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音。123OCL電路特點無輸出電容直接耦合的功放電路，具有頻率響應好、失真小、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點。OCL電路定義OCL電路特性OCL電路應用由于無輸出電容，所以具有良好的低頻響應特性；采用直接耦合方式，失真小；電路轉(zhuǎn)換效率高，輸出功率大。適用于高保真功率放大、音頻功率放大等場合。集成功放應用體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、使用方便等。集成功放優(yōu)點按照電路結構不同，可分為單片集成功放和混合集成功放；按照輸出功率不同，可分為小功率功放和大功率功放等。集成功放類型廣泛應用于音頻功率放大、電機驅(qū)動、電源管理等領域。集成功放應用場合06實驗與測試靜態(tài)工作點調(diào)試調(diào)試方法和注意事項使用示波器監(jiān)測電壓和電流波形，注意防止晶體管過熱或損壞。03加入適當頻率和幅度的輸入信號，觀察輸出波形不失真且穩(wěn)定。02輸入信號調(diào)試直流電源調(diào)試調(diào)整直流電源電壓，測量各極電流和電壓，確保晶體管工作在放大區(qū)。01輸出功率測量測量方法使用功率計測量輸出功率，注意匹配負載電阻和功率計內(nèi)阻。01測量點選擇選擇合適測量點，避免測量誤差影響測試結果。02數(shù)據(jù)記錄與處理記錄不同輸入電壓下的輸出功率，繪制功率