教案課程名稱城市軌道交通電工電子技術(shù)所授班級(jí)周課時(shí)4任課教師授課章、節(jié)及題目第四部分模擬電路任務(wù)二認(rèn)知基本放大電路

七、功率放大電路八、多級(jí)放大電路教學(xué)目的與教學(xué)要求1.知識(shí)目標(biāo)理解功率放大電路的特點(diǎn)和主要性能指標(biāo)，如輸出功率、效率等。掌握不同類型功率放大電路（甲類、乙類、甲乙類）的工作原理。了解多級(jí)放大電路的組成結(jié)構(gòu)和級(jí)間耦合方式。掌握多級(jí)放大電路的性能指標(biāo)計(jì)算方法。2.能力目標(biāo)能夠分析和計(jì)算功率放大電路的性能參數(shù)。具備根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單功率放大電路的能力。能夠分析多級(jí)放大電路的工作特性和頻率響應(yīng)。學(xué)會(huì)優(yōu)化多級(jí)放大電路的性能。3.素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)節(jié)能意識(shí)，在電路設(shè)計(jì)中考慮效率優(yōu)化。提高解決實(shí)際工程問題中關(guān)于功率放大的能力。培養(yǎng)系統(tǒng)思維，從整體上理解和設(shè)計(jì)多級(jí)放大電路。4.情感目標(biāo)感受功率放大電路在音頻等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。體驗(yàn)成功設(shè)計(jì)和優(yōu)化多級(jí)放大電路帶來的成就感。培養(yǎng)在電路設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新和探索精神。教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：不同類型功率放大電路（甲類、乙類、甲乙類）的工作原理和特點(diǎn)。功率放大電路的性能指標(biāo)，如最大輸出功率、效率等的計(jì)算和分析。多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式及其特點(diǎn)。多級(jí)放大電路的性能指標(biāo)（如電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等）的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：理解乙類和甲乙類功率放大電路中交越失真的產(chǎn)生原因及解決方法。功率放大電路中輸出功率和效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)，理解各級(jí)之間的相互影響。解決多級(jí)放大電路中因級(jí)間耦合帶來的問題，如零點(diǎn)漂移等。授課形式課堂理論教學(xué)教學(xué)方法、手段互動(dòng)式,多媒體輔助,案例分析教學(xué)過程（教學(xué)步驟、內(nèi)容）時(shí)間分配（方法、手段）七、功率放大電路放大電路一般由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)等部分組成，輸出級(jí)要帶一定的負(fù)載，負(fù)載的形式又是多種多樣，如揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)、顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈、記錄儀等，要使這些負(fù)載動(dòng)作，就要求輸出級(jí)向負(fù)載提供足夠大的信號(hào)功率，即要求輸出級(jí)向負(fù)載提供足夠大的輸出電壓和輸出電流，這種放大器稱為功率放大電路。1.功率放大器概述（1）功率放大電路應(yīng)滿足的要求①應(yīng)有足夠大的輸出功率。為了獲得較大的輸出功率，往往要求三極管工作在極限狀態(tài)，但使用時(shí)，要考慮到三極管的極限參數(shù)PCM、ICM和②效率要盡可能地高。由于輸出功率大，造成直流電源消耗的功率也大，這中間便存在一個(gè)效率問題。效率就是負(fù)載所得到的有用功率和電源供給的直流功率的比值。③非線性失真要小。功率放大電路工作在大電壓信號(hào)下，三極管的工作范圍變大,不可避免地產(chǎn)生非線性失真。并且三極管的失真程度與功率有關(guān)，功率越大，失真越嚴(yán)重。在測(cè)量系統(tǒng)和電聲設(shè)備上要求非線性失真盡量小，最好不發(fā)生失真。而對(duì)于工業(yè)控制系統(tǒng)等方面，則以輸出大功率為目的，對(duì)非線性失真要求不高。④三極管要采取散熱等保護(hù)措施。為了獲得大功率，三極管承受的電壓較高、電流較大，導(dǎo)致其溫度較高，損壞的可能性比較大，因此需要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。2.功率放大電路的分類功率放大電路按電路中功率晶體管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間的不同，可分為甲類功放、乙類功放和甲乙類功放三種類型，如圖4-59所示。圖4-59功率放大電路的工作狀態(tài)新課導(dǎo)入5分鐘通過圖片與視頻，引入課題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新課講解35分鐘通過實(shí)際的例子，加深學(xué)生對(duì)該內(nèi)容的理解與熟悉。加強(qiáng)鞏固，使學(xué)生牢記。教學(xué)過程（教學(xué)步驟、內(nèi)容）時(shí)間分配（方法、手段）八、多級(jí)放大電路實(shí)際應(yīng)用中，放大電路的輸入信號(hào)通常很微弱（毫伏或微伏數(shù)量級(jí)），為了使放大后的信號(hào)能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載，僅僅通過單級(jí)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大很難達(dá)到實(shí)際要求，常常需要采用多級(jí)放大電路。采用多級(jí)放大電路可有效地提高放大電路的各種性能，如提高電路的電壓增益、電流增益、輸入電阻、帶負(fù)載能力等。1.多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)放大電路所組成的電路。圖4-60所示為多級(jí)放大電路的組成框圖。在多級(jí)放大電路中，與信號(hào)源相連接的第一級(jí)放大電路稱為輸入級(jí)，與負(fù)載相連接的末級(jí)放大電路稱為輸出級(jí)，輸出級(jí)與輸入級(jí)之間的放大電路稱為中間級(jí)。圖4-60多級(jí)放大電路的組成框圖輸入級(jí)主要完成與信號(hào)源的銜接并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。一般采用輸入阻抗較高的放大電路,以便從信號(hào)源獲得較大的電壓輸入信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。中間級(jí)用于將微弱的輸入電壓信號(hào)放大到足夠的幅度，即進(jìn)行電壓放大。一般要用幾級(jí)放大電路才能完成信號(hào)的放大。輸出級(jí)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足輸出負(fù)載所需要的功率，并實(shí)現(xiàn)和負(fù)載的匹配。在多級(jí)放大電路中，各級(jí)放大電路輸入和輸出之間的連接方式稱為耦合方式。常見的連接方式有3種:阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。多級(jí)放大電路級(jí)間耦合的條件是把前級(jí)的輸出信號(hào)盡可能多地傳給后級(jí)，同時(shí)保證前后級(jí)放大管均處于放大狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)不失真的放大。2.多級(jí)放大電路的耦合方式（1）直接耦合（2）阻容耦合（3）變壓器耦合課堂小結(jié)5分鐘引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。課后作業(yè)與思考題完成課后習(xí)題，鞏固本章節(jié)知識(shí)內(nèi)容。思考在多級(jí)放大電路中，如何解決級(jí)間的相互干擾問題？板書設(shè)計(jì)功率放大電路按電路中功率晶體管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間的不同，可分為甲類功放、乙類功放和甲乙類功放三種類型，如下圖所示。功率放大電路的工作狀態(tài)在信號(hào)整個(gè)周期中管子均導(dǎo)通的稱為甲類功放，僅在信號(hào)的半個(gè)周期導(dǎo)通的稱為乙類功放，導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期的稱為甲乙類功放。甲類功率放大電路不論有無(wú)信號(hào)，始終有較大的靜態(tài)工作電流，要消耗一定的電源功率，能量轉(zhuǎn)換效率較低，但失真較