任務(wù)一分立喊話器的仿真與測試技能訓(xùn)練雙共集互補對稱電路的仿真測試知識學(xué)習(xí)功率放大器任務(wù)實施分立喊話器的仿真測試小結(jié)習(xí)題學(xué)習(xí)情境四

功率放大器是音響設(shè)備的音頻信號終端，它要推動揚聲器，因此要求獲得足夠的不失真輸出功率。功率放大器的優(yōu)劣決定了整個系統(tǒng)的品質(zhì)，是系統(tǒng)的核心部件之一。下面介

紹功率放大電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后再制作性能、指標(biāo)優(yōu)良的功率放大器。

※學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.熟悉功率放大器與一般電壓放大器的區(qū)別，了解甲類、乙類和甲乙類功放的特點。

2.掌握OTL、OCL和BTL功率放大器的組成、工作狀態(tài)和特點，以及主要元件的功能。

3.能分析常見的功放電路，并能對功放電路進行安裝和調(diào)試。

4.能熟練查閱半導(dǎo)體手冊，并能根據(jù)電路需要選用功放管和集成功放。

任務(wù)一分立喊話器的仿真與測試

能力目標(biāo)：

1.能熟練使用PROTEUS軟件查找元器件，合理設(shè)定器件參數(shù)。

2.能熟練使用音頻信號發(fā)生器調(diào)整所需波形，并用示波器測試波形。知識目標(biāo)：

1.掌握OCL功放電路的組成及其輸出功率、管耗、效率等參數(shù)的計算方法。

2.掌握OTL、BTL功放電路的組成及其分析方法。

技能訓(xùn)練雙共集互補對稱電路的仿真測試

1.實訓(xùn)目的

(1)能利用PROTEUS仿真軟件查找相關(guān)元件，并能合理設(shè)定各元件參數(shù)。

(2)能根據(jù)電路圖應(yīng)用仿真軟件正確連接線路。

(3)能利用軟件對電路進行仿真并實現(xiàn)其功能。

2.實訓(xùn)儀器與材料

實訓(xùn)用PROTUES軟件進行仿真，具體用到的虛擬儀器及器件如下。

3.實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)按圖4.1.1(a)所示畫好仿真電路，并設(shè)置元件參數(shù)。

(2)輸入端接地，使ui

=0，接上±15V電源，測量兩管集電極靜態(tài)工作電流并記錄，估算電路的靜態(tài)功耗。

(3)斷開輸入端接地線，接入信號源，使ui

為1kHz，

Uim

=1.5V。

①用虛擬示波器測試集成運放的輸出波形，讀出輸出信號的幅度并記錄。

②保持步驟①的信號輸入，用虛擬示波器(雙蹤)同時監(jiān)測uo1

、uo2

兩個輸出端的波形，觀察、比較并記錄兩個輸出波形的幅度、相位情況。

結(jié)論：晶體管V1

基本工作在

；晶體管V2基本工作在

。

(4)去掉一個負載電阻，將V1

、V2的發(fā)射極并接在一個負載上，如圖4.1.1(b)所示，保持步驟③的輸入，用示波器同時觀察運放輸出端(V1

、V2的共同輸入)和V1

、V2共同輸出端的波形，并比較它們之間的幅度、相位關(guān)系。

結(jié)論：互補對稱電路的輸出波形是

。

圖4.1.1互補對稱測試電路

4.分析與思考

(1)實訓(xùn)電路中，為什么要使用NPN、PNP兩種結(jié)構(gòu)的三極管?合并負載時，負載上的瞬時最大功率是否增大為兩倍?

(2)互補對稱電路的輸出波形是否理想?造成這種不理想的原因是什么?

(3)電源提供的功率與輸出功率之差是否都消耗在集成運放上?

知識學(xué)習(xí)功率放大器

功率放大電路以有效獲得足夠的信號功率輸出為主要目的，根據(jù)P=UoIo

，通常是在末級功率放大之前通過電壓驅(qū)動級把信號電壓放大到足夠的數(shù)值后再進行電流放大。擔(dān)任電流放大的末級功放管工作于大信號狀態(tài)，本身也消耗功率，因此，功率放大電路在保證足夠大功率輸出的同時，減小管耗和非線性失真是其要解決的主要問題。

功率放大電路中，根據(jù)三極管靜態(tài)工作點Q在交流負載線位置的不同，有三種代表性的情形，如圖4.1.2所示。

圖4.1.2(a)把Q點選在交流負載線的中點，稱為甲類功率放大。此時，三極管在輸入信號的整個周期內(nèi)都處于放大狀態(tài)，輸出信號無失真，但靜態(tài)電流大，效率低。

圖4.1.2(b)把Q點選在三極管的零偏置點，稱為乙類功率放大。技能訓(xùn)練中采用的就是兩個乙類共集電路組合起來交替工作的電路，每只管僅在輸入信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通，

輸出分別為正、負半波信號，在負載上合成一個完整的全波信號。三極管幾乎沒有靜態(tài)電流，效率高，但存在交越削波。

圖4.1.2(c)把Q點選在三極管處于微導(dǎo)通的偏置點處，稱為甲乙類功率放大電路。它仍然采用兩只管組合起來交替工作，三極管靜態(tài)電流稍大于零，仍有較高的效率，輸出波

形克服了乙類功放削波的缺陷，是實用的功率放大器經(jīng)常采用的方式。圖4.1.2功率放大電路中三極管的三種工作狀態(tài)

一、雙電源互補對稱功率放大電路(OCL)

1.電路的結(jié)構(gòu)及工作原理

1)電路組成

雙電源互補對稱功率放大電路又稱無輸出電容的功放電路(簡稱OCL)，其電路原理如圖4.1.3(b)所示。特性對稱一致的V1(NPN型)和V2(PNP型)兩管的基極相連作為輸入端，兩管射極相連共用RL

作為射極輸出負載，兩管的集電極分別接一組正電源和一組負電源。圖4.1.3乙類雙電源功率放大電路

2)電路分析

(1)靜態(tài)分析。從電路可知，每個管子組成共集組態(tài)的射極電壓跟隨放大電路，其輸出電阻小，能與低阻抗負載較好地匹配。由于電路無偏置電壓，故兩管的靜態(tài)工作點參數(shù)

UBE、IB

和IC

均為零，屬于乙類工作狀態(tài)。

(2)動態(tài)分析。為方便分析信號波形，將V2

管的輸出特性相對于V1

管輸出特性旋轉(zhuǎn)180°放置，如圖4.1.4所示。設(shè)輸入信號為正弦電壓ui

，在0~π期間，V1

發(fā)射結(jié)承受正向電壓，V2

發(fā)射結(jié)承受反向電壓，故V1

導(dǎo)通，V2

截止。發(fā)射極電壓跟隨輸出，在RL

上獲得正半周信號電壓u

o≈u

i；在π~2π(負半周)期間，V1

發(fā)射結(jié)承受反向電壓而截止，V2

發(fā)射結(jié)承受正向電壓而導(dǎo)通，發(fā)射極輸出為負半周信號u

o≈u

i。輸出的信號電流被放大為i

o=i

e=(1+β)i

b

。兩管在信號的兩個半周期內(nèi)輪流導(dǎo)通工作，將在負載RL

上獲得完整的正弦波信號電壓。

圖4.1.4互補對稱功率放大電路圖解分析的波形圖

3)電路的參數(shù)計算

參見圖4.1.3(b)，為分析方便起見，設(shè)BJT是理想的，即兩管完全對稱，其導(dǎo)通電壓U

BE=0，飽和壓降U

CES=0，則放大器的最大輸出電壓振幅為U

CC

，最大輸出電流振幅為U

CC/RL，且在輸出不失真時始終有u

o=ui。

(1)輸出功率Po

。設(shè)輸出電壓的幅值為Uom

，有效值為Uo

；輸出電流的幅值為Iom

，有效值為Io

，則

當(dāng)輸入信號足夠大，使Uom=Uim=UCC

-UCES≈UCC時，可得最大輸出功率為

(2)管耗PV。由于V1

和V2

在一個信號周期內(nèi)均為半個周期導(dǎo)通，因此有

兩管管耗為

(3)直流電源供給的功率PU

。直流電源供給的功率包括負載得到的功率和兩放大管的損耗功率兩部分，即

當(dāng)ui=0，即無信號輸入時，有

當(dāng)輸出電壓幅度達到最大，即Uom=UCC

時，電源供給的最大功率為

(4)效率η為

當(dāng)U

om≈U

CC

時，得

由于U

om≈U

CC忽略了管子的飽和壓降UCES

，實際效率則比這個數(shù)值要低一些。

2.實際應(yīng)用中需要解決的問題

由于乙類互補對稱功率放大電路是兩管推挽工作完成對輸入信號的放大，因此，它的一個顯著缺點就是當(dāng)輸入信號幅度較小時，容易產(chǎn)生交越失真。交越失真是指當(dāng)輸入信號

電壓幅度較小不足以克服V1和V2

的死區(qū)電壓時，而這段區(qū)域內(nèi)的輸出仍然為0，使輸出信號產(chǎn)生失真的現(xiàn)象，如圖4.1.5所示。圖4.1.5乙類互補對稱功率放大電路的交越失真現(xiàn)象

1)交越失真的消除

為了消除交越失真，必須在兩管的基極之間加偏置電壓UB1

、UB2

。在具體電路中，一般采用如圖4.1.6所示的偏置電路來消除交越失真。

(1)利用二極管和電位器上的壓降產(chǎn)生偏置電壓，電路如圖4.1.6(a)所示。由V3組成的前置激勵電壓放大級集電極靜態(tài)電流IC3，流經(jīng)VD1

、VD2和RP形成直流壓降UB1B2，其值約為兩管的閾值電壓之和。靜態(tài)時，兩管處于微導(dǎo)通的甲乙類工作狀態(tài)，產(chǎn)生靜態(tài)工作電流IB1=-IB2，這時雖有靜態(tài)電流IE1=-IE2

流過負載RL，但互為等值反向，因而不產(chǎn)生輸出信號，而在正弦信號作用下，輸出一個完整不失真的正弦波信號。

一般所加偏置電壓的大小，以剛好消除交越失真為宜。但這種電路的缺點是不易調(diào)節(jié)，尤其當(dāng)電位器滑點接觸不良時，

RP

上全部電阻會形成過大偏壓，使功放管靜態(tài)電流過

大而發(fā)熱損壞，故實際電路常用調(diào)節(jié)后確定阻值的固定電阻取代。圖4.1.6消除交越失真的偏置電路

2)功放管的復(fù)合

互補對稱電路要求兩只功放管的特性一致，輸出信號的正、負半周才能對稱，但是大功率異型管很難配對。采用復(fù)合管可以解決這一問題，還能提高電流放大倍數(shù)。如圖

4.1.7(a)和(b)是前一只V1

管采用不同管型小功率管，后一只V2

管采用相同管型的大功率管復(fù)合而成的不同管型功率對管。根據(jù)圖中復(fù)合管V1、V2

各電極電流的流向和近似關(guān)系，可得出復(fù)合管的連接原則和等效管型判斷方法如下:

(1)按V1

、V2

管相連的電極電流前后流向一致的規(guī)律連接。

(2)復(fù)合管的等效管型取決于前一只管子V1

的管型，因此，從圖4.1.7(a)和(b)中可看出等效管型為NPN和PNP型。

(3)復(fù)合后的等效管總的電流放大系數(shù)β=β

1·β

2

。圖4.1.7復(fù)合管連接方法和等效管型

3.實用的OCL電路

圖4.1.8所示為雙電源甲乙類功率放大電路的實用電路，由兩大部分組成:一是由V1管與集電極直流負載電阻RC1

組成的共射放大電路，作為前置放大級(或稱驅(qū)動級)，其作用是將輸入信號電壓放大到足夠大的幅度驅(qū)動功放級。圖4.1.8雙電源甲乙類準(zhǔn)互補對稱功率放大電路

二是由兩組特性一致的V2

、V4

和V3

、V5

復(fù)合管組成的功放級，由于V4

、V5

為同管型的大功率管，故稱為準(zhǔn)互補對稱功率放大電路，前置級V1

管集電極的VD

1

、VD2

和RP2上靜態(tài)壓降作為功放級偏置電壓UBE2+BE3

，用于消除交越失真，加上其動態(tài)電阻較小，對信號電壓影響不大。電阻R3~R6

使上下兩半電路對稱，此外R4

、R5

可建立合適工作點，而R4

、R6

還可對V2

、V3

的ICEO進行分流，避免V4

、V5

產(chǎn)生過大的ICEO

。R7

、R8

具有電流負反饋作用，用于改善功放級的性能。

正常情況下功放級上下兩半電路特性對稱，接上電源后，中點K的靜態(tài)電位UK=0。如不為零，可調(diào)節(jié)RP1使UK=0。RP2

用于調(diào)節(jié)使加入信號后剛好不產(chǎn)生交越失真。一般要求RP1

、RP2

兩者反復(fù)調(diào)節(jié)才能使UK=0，而又剛好克服交越失真。

當(dāng)輸入信號ui為負半周正弦信號時，則V

1

集電極輸出為正半周，使V

2、V

4

的等效NPN管導(dǎo)通，

u

o

輸出也為正半周信號；反之，當(dāng)u

i為正半周信號時，

V

1

集電極輸出為負半周，使V3、V5的等效PNP管導(dǎo)通，

u

o輸出也為負半周信號，因此在負載R

L

上可獲得完整正弦信號。當(dāng)U

om=18V時，輸出功率可達20W。

例4.1.1依據(jù)圖4.1.8所示雙電源甲乙類準(zhǔn)互補對稱功率放大電路中的參數(shù)，若不計V

1、V

2

和V

3

管組成電路的影響，試求：

(1)若考慮輸出回路中R7

、R

8

電阻的影響，

V

4、V

5

的飽和壓降U

CES=3V情況下，在負載R

L

上可獲得的最大輸出功率為多大?負載上電壓幅值及電流有效值為多大?

(2)在上述情況下，試計算電源消耗的功率、功率管的管耗和效率。

(2)電源消耗功率、功率管管耗和效率為．

OCL電路輸出采用直接耦合，所以低頻響應(yīng)極佳，而且便于集成。需要注意的是，由于電路采用直接耦合方式，若靜態(tài)工作點失調(diào)或某些元器件虛焊，功放管便會有很大的集電極直流電流，所以一般要在輸出回路中接入熔斷器以保護功放管和負載。

二、單電源互補對稱功率放大器(OTL)

1.電路的組成

OTL(無輸出變壓器器)功率放大器的基本結(jié)構(gòu)如圖

4.1.9所示。V1和V2

為配對管，同樣接成射極輸出形式，兩管的集電極分別接在一組電源的正極和負極。電容C用作輸出信號耦合的同時還充當(dāng)V2

回路等效電源，電容容量常選用幾千微法的電解電容。圖4.1.9OTL功放電路原理圖

2.電路分析

靜態(tài)時，前級電路應(yīng)使基極電位U

B

為U

CC/2，由于V1和V2的特性對稱，所以也稱U

A

為中點電壓。

輸入信號u

i

為正半周時，

V

1導(dǎo)通，

V

2

截止，電源U

CC

通過V

1

、R

L

向電容C充電，電流如圖4.1.9中的實線所示。

輸入信號u

i為負半周時，

V

2導(dǎo)通，

V

1截止，電容C(代替電源)通過V

2

、R

L放電，電流如圖4.1.9中的虛線所示。

功放管V

1

和V

2交替工作，在負載上獲得正負半周完整的輸出波形。每只功放管的實際工作電壓為電源電壓的一半，所以負載可獲得的最大功率為

3.實用的OTL電路

圖4.1.10是由激勵放大級和功率放大輸出級組成的OTL功放電路。圖4.1.10實用的OTL功放電路

(1)激勵放大級：由三極管V1

組成工作點穩(wěn)定的分壓式偏置放大器工作于甲類狀態(tài)。輸入信號ui

經(jīng)放大后由集電極輸出，加到V2

、V3的基極。RP1

引入電壓并聯(lián)負反饋，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點和提高輸出信號電壓的穩(wěn)定度。

(2)功率放大輸出級：三極管V2

、V3

組成互補對稱功放電路，

RP2和二極管VD1為V2

、V3

提供適當(dāng)?shù)陌l(fā)射結(jié)電壓，使兩管在靜態(tài)時處于微導(dǎo)通狀態(tài)，以消除交越失真。調(diào)節(jié)RP2(配合RP1)可調(diào)整輸出管靜態(tài)工作點。二極管VD1

的正向壓降隨溫度升高而降低，因此對功放管能起到一定的溫度補償作用。

設(shè)輸入信號ui

為負半周，經(jīng)V1

放大并反相后，加到V2和V3基極的是正半周信號，功放管V2

導(dǎo)通，

V3

截止，負載RL

上可獲得正半周信號；當(dāng)輸入信號ui

為正半周時，

RL

獲得負半周信號。如此兩管輪流工作，在負載RL

上可得到完整的信號波形。

如果V2

和V3

在導(dǎo)通時都能接近飽和狀態(tài)，則輸出信號的最大幅度Uom

可接近UCC/2。但是，當(dāng)輸出為正半周時，如果Uom

接近UCC/2，

UA

將會接近UCC

，而V2

管會因基極電流增大使R3上的壓降增大，基極電壓比UCC

低，從而限制了電流的繼續(xù)增大，導(dǎo)致輸出信號正半周幅度也無法接近UCC/2，出現(xiàn)平頂失真。為了解決這個問題，電路中接入了R4

、C4組成的自舉電路。靜態(tài)時自舉電容C4

充有約UCC/2上正下負的電壓，當(dāng)UA

接近UCC

時，UE

可升高到接近UCC+UCC/2，這樣V2

管便可接近飽和導(dǎo)通，從而解決頂部失真問題。圖3.1.10中R4稱為隔離電阻，它將電源UCC

與電容C4

隔開，使E點獲得高于UCC

的自舉電壓。

三、橋式功率放大器(BTL)

OCL和OTL兩種功放電路的效率很高，但是它們的缺點是電源的利用率都不高，其主要原因是在輸入正弦信號時，在每半個信號周期中，電路只有一個晶體管和一個電源在工作。為了提高電源的利用率，即在較低電源電壓的作用下，使負載獲得較大的輸出功率，可以采用平衡式(橋式)無輸出變壓器電路，又稱為BTL電路，如圖4.1.11所示。

1.電路結(jié)構(gòu)及其工作原理

由圖4.1.11可見，輸入信號u

i接在兩組互補對稱電路的輸入端，負載RL

接在這兩組互補對稱電路的輸出端，酷似差動放大電路的雙端輸入、雙端輸出連接。

在輸入信號u

i為正半周時，

V1

、V4

導(dǎo)通，

V2、V3截止，負載電流由UCC經(jīng)V1

、RL

、V4流到虛地端，如圖4.1.11中的實線所示。

在輸入信號u

i為負半周時，

V1

、V4

載止，

V2、V3

導(dǎo)通，負載電流由UCC經(jīng)V2、RL

、V3流到虛地端，如圖4.1.11中的虛線所示。圖4.1.11分立元件BTL電路

2.BTL功放電路的特點

(1)BTL功放電路仍然為乙類推挽放大電路，利用對稱互補的兩個電路完成對信號的放大。

(2)輸入信號和輸出信號均未接地，俗稱為“浮地”。

(3)使用單電源供電時，與OTL電路相比，在UCC

、RL

相同的條件下，

BTL電路輸出功率為OTL電路輸出功率的4倍，即BTL電路電源的利用率高。

(4)BTL電路的效率在理想情況下近似為78.5%。

四、變壓器耦合功率放大器

圖4.1.12所示為甲類單管變壓器耦合功率放大器，圖中T2為輸出變壓器。

在輸出端設(shè)置輸出變壓器，一方面實現(xiàn)了信號的隔直耦合，使功放電路靜態(tài)直流工作點獨立，負載(喇叭)中無直流電流；另一方面具有阻抗變換作用，通常負載RL

的阻抗小于功放管集電極所需最佳阻抗R'L

。經(jīng)變壓器T2

變換后，有

可見電路的最大效率為

這種電路雖然效率不高，但輸出信號無失真，在高頻電路中仍很常見。

五、功放管的散熱和安全使用

1.功放管的散熱

功率管中流過的信號電流較大，管子又存在一定壓降，因此消耗在功率管上的功率較大，其中大多被處于較高反偏電壓的集電結(jié)承受繼而轉(zhuǎn)化為熱量，使集電結(jié)溫度升高。當(dāng)

溫度超過最高允許結(jié)溫時，將使管子損壞。如果采用散熱措施，將集電結(jié)產(chǎn)生的熱量及時散出去，可有效提高管子的最大允許管耗，使功率放大電路有較大功率輸出而不損壞管子。

如大功率管3AD50，手冊規(guī)定TJM=90℃，不加散熱器時，極限功耗PCM=1W，如果采用手冊中規(guī)定尺寸為120×120×4mm3的散熱板進行散熱，極限功耗可提高到P

CM=10W。為了在相同散熱面積下減小散熱器所占空間，采用了如圖4.1.13(a)~(c)所示的幾種常用散熱器，其外形分別為齒輪形、指狀形和板條形，所加散熱器面積大小的要求可參考大功率管產(chǎn)品手冊上規(guī)定的尺寸。

另外，在散熱器上安裝大功率管時應(yīng)注意管腳、緊固螺絲均應(yīng)加絕緣套，管殼加墊云母片，以免電極間短路。圖4.1.13幾種常用散熱器

功率放大電路工作時，功率管的散熱器(或無散熱器時的管殼)上的溫度較高，手感燙手時，易引起功率管的損壞，這時應(yīng)立即分析檢查。如果屬于原功放電路中的功率管突然發(fā)熱，應(yīng)檢查和排除電路中的故障;如果屬于新設(shè)計功放電路，而在調(diào)試時功率管有發(fā)熱現(xiàn)象，這時除了需要調(diào)整電路參數(shù)或排除故障之外，還應(yīng)檢查設(shè)計是否合理，管子選型和散熱條件是否存在問題等。

但有時存在功率管并未發(fā)熱，而出現(xiàn)損壞和性能顯著下降現(xiàn)象，大多數(shù)是由于功率管的二次擊穿所造成的。關(guān)于大功率管的二次擊穿現(xiàn)象、產(chǎn)生原因和避免措施可參閱有關(guān)資料。圖4.1.14功放管的保護

2.功放管的保護

(1)限制輸入、輸出幅度。

功放管的輸入、輸出并聯(lián)二極管或穩(wěn)壓管，如圖4.1.14所示，其中VD3

、VD4可限制輸入信號幅度，VD5

~VD8

可限制輸出信號幅度。

(2)對感性負載進行相應(yīng)補償。

為了防止由于接入感性負載而使功放管出現(xiàn)過電壓或過電流現(xiàn)象，可在感性負載(揚聲器)兩端并接RC串聯(lián)電路，稱為相位補償網(wǎng)絡(luò)，它由小電阻R和大電容構(gòu)成，這樣，一旦功放管的輸出信號發(fā)生突變，感性負載產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加到補償網(wǎng)絡(luò)兩端，可起到緩解作用，避免了對功放管的沖擊。

任務(wù)實施分立喊話器的仿真測試

一、實訓(xùn)目的

(1)能利用PROTEUS仿真軟件查找相關(guān)元器件，并能合理設(shè)定各元器件參數(shù)。

(2)能根據(jù)電路圖應(yīng)用仿真軟件正確連接線路。

(3)能利用軟件對電路進行仿真并實現(xiàn)其功能。

二、實訓(xùn)儀器與材料

三、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)按圖4.1.15所示畫好仿真電路。

(2)在軟件中找到直流電壓表，選擇合適量程監(jiān)測K點電壓，調(diào)節(jié)R

P1，觀察K點電壓是否有變化，如何變化，而后調(diào)節(jié)R

P1使U

K

=UCC/2=6V。

(3)在軟件中找到信號發(fā)生器代替BM，給系統(tǒng)輸入音頻信號，用示波器觀察輸出端BL兩端的波形是否存在交越失真，調(diào)節(jié)R

P2

，使輸出端恰好消除交越失真。

(4)去掉輸入信號，用直流電壓表再次測量K點電壓，若有變化，再調(diào)節(jié)R

P1使U

K

=U

CC/2=6V。

(5)再次接入輸入信號，用示波器觀察輸出端BL兩端的波形是否存在交越失真，調(diào)節(jié)R

P2

，使輸出端恰好消除交越失真。

(6)重復(fù)步驟(4)、(5)，直至恰好消除交越失真時，

UUK

仍然為6V為止。圖4.1.15分立喊話器仿真電路

四、實訓(xùn)評價

按附錄一(B)電路仿真實訓(xùn)評分表操作。

五、分析與思考

(1)為什么調(diào)整好的中點電壓在調(diào)節(jié)RP2

后又要重新調(diào)整?

(2)調(diào)試過程中，為什么要強調(diào)“恰好消除交越失真”?

小結(jié)

1.主要用于向負載提供功率的放大電路稱為功率放大電路。按功率放大管的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和甲乙類三種，按電路的結(jié)構(gòu)形式可分為變壓器耦合電路與無變壓器電路兩種。

2.乙類推挽功率放大電路是選用兩只極性和特性相同的晶體管，使其工作在甲乙類放大狀態(tài)。一只負擔(dān)正半周信號的放大任務(wù)，另一只負擔(dān)負半周信號的放大任務(wù)。在負載上

再將兩個半周信號合在一起，組成一個完整的輸出信號波形。乙類功率放大電路會產(chǎn)生交越失真，原因是功率放大管缺乏偏置電壓。實際應(yīng)用中，可以利用二極管的壓降或者UBE

倍增電路來產(chǎn)生偏置電壓，這就是甲乙類推挽功率放大電路，由于其電路簡單、輸出功率大、效率高、頻率特性好，又適于集成化等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。

3.復(fù)合管的β值近似等于原來兩只三極管的β值之積。利用復(fù)合管可以改變大功率管的導(dǎo)電極性。

4.OCL的含義是沒有輸出電容。OCL電路采用正、負兩組電源供電，省去輸出電容，構(gòu)成了全電路的直接耦合。

5.OTL的含義是沒有輸出變壓器。OTL功率放大電路的中點電壓等于電源電壓的一半。

6.BTL的含義是平衡式無輸出變壓器。BTL功率放大電路由兩組OTL(或OCL)功率放大電路和一個倒相電路組成。揚聲器接在兩組OTL(或OCL)功率放大電路的輸出端之間。當(dāng)采用兩組OTL功率放大電路時，兩輸出端直流電壓相等且為電源電壓之半。當(dāng)采用兩組OCL功率放大電路時，兩輸出端的直流電壓均為零。

7.功率放大器的主要參數(shù)有輸出功率、效率和管耗。在功率放大電路中提高效率是十分重要的，這不僅可以減小電源的能量消耗，同時對降低功率管管耗、提高功率放大電路

工作的可靠性是十分有效的。因此，低頻功率放大電路常采用乙類(或甲乙類)工作狀態(tài)來降低管耗，以提高輸出功率和效率。

習(xí)題

一、填空題

1.甲類功放電路的主要缺點是

；乙類互補對稱功放電路的主要缺點是兩個功放管交替工作的瞬間，因信號

三極管死區(qū)電壓而產(chǎn)生截止失真，稱為

失真；甲乙類功放電路的主要特點是

。

2.無

功放電路稱為OTL電路；無

功放電路稱為OCL電路。

3.確定功放電路的UCC

、RL后，采用OCL電路的最大輸出功率POM

=

，采用OTL電路的最大輸出功率POM=

。

4.甲類功放電路功放管最大管耗發(fā)生在Uo

=

處，乙類功放電路功放管最大管耗發(fā)生在Uo

=

處。功率輸出為20W的擴音電路，采用乙類互補對稱功放時，則每只功放管的管耗PVM

至少應(yīng)有。

5.變壓器耦合乙類功放電路的主要優(yōu)點是易于實現(xiàn)

變換。

6.甲類功放電路的最大效率是

，乙類功放電路的最大效率是

，OTL電路的最大效率是

，

OCL電路的最大效率是

，變壓器耦合乙類推挽電路的最大效率是

。提高功放電路效率的關(guān)鍵因素是

。

7.功率管安全降格使用，一般取工作電壓、工作電流不超過極限值的

%；工作功耗不超過最大允許功耗的

%;器件結(jié)溫不超過最高結(jié)溫的

%。

二、簡答題

8.與甲類功率放大電路相比，乙類互補對稱功率放大電路的主要優(yōu)點是什么?

9.為什么OCL電路的中點電壓必須為O?OTL電路如何調(diào)節(jié)功放管的偏置電流和中點電壓?

10.什么叫自舉電路?有什么作用?

三、選擇題

11.由于功放電路輸出信號幅值大，所以常通過()來進行分析計算。

A.圖解法B.微變等效電路法C.相量法D.替代法

12.功放電路的效率是指()。

A.輸出功率與功放管所消耗的功率之比

B.最大輸出功率與電源提供的平均功率之比

C.功放管所消耗的功率與電源提供的平均功率之比

D.輸出功率與電源提供的平均功率之比

13.乙類互補對稱功放電路避免交越失真的措施是()。

A.選PCM大的功放管

B.自舉電路

C.增大UCC

D.使功放管工作在甲乙類狀態(tài)

14.從放大作用來看，互補對稱功率放大電路()。

A.既有電壓放大作用，又有電流放大作用

B.只有電流放大作用，沒有電壓放大作用

C.只有電壓放大作用，沒有電流放大作用

D.有沒有電壓或電流放大作用需看信號類型

15.與甲類功放電路相比，乙類OTL電路的主要優(yōu)點是()。

A.不用輸出變壓器

B.輸出端不用大電容

C.效率高

D.無交越失真

16.在輸入信號為正弦波、輸出不失真和忽略三極管飽和壓降的情況下，

OCL功放電路功放管最大管耗出現(xiàn)在()。

A.輸出功率最大時

B.電路沒有輸出時

C.輸出電壓幅度為UCC/2時

D.輸出電壓幅度為2UCC/π時

17.有關(guān)BTL電路電源應(yīng)用的正確說法是()。

A.只能雙電源應(yīng)用

B.只能單電源應(yīng)用

C.單、雙電源應(yīng)用都可以

D.要視負載而定

18.在電源電壓相同情況下，

BTL功放電路的輸出功率是OTL功放電路的()。

A.2倍

B.4倍

C.8倍