小小实验9集成功率放大器实验
实验9 集成功率放大器实验
一、实验目的
（1）进一步熟悉集成功率放大器的工作原理。
（2）掌握测量集成功率放大器性能的方法。
二、实验仪器
双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。
三、预习内容
（1）功率放大器的工作原理；
（2）先阅读附录3，然后分析LM386原理电路在1，8端开路时的电压放大倍数为什么为20；
（3）先阅读附录3，然后试述图1中的四个电容的作用。
四、实验内容
通常一个实用的放大器包括输入放大器、电压放大器和输出放大器。输入
放大器的主要任务是接受传感器输出的小信号，通常要求输入放大器在具有电压放大能力的同时还具有高输入电阻、高抗干扰能力和低噪声。电压放大器的主要任务是不失真地提高输入电压信号的幅度。输出放大器的主要任务是驱动末级负载。负载时多种多样的，负载电阻的阻值越小，负载越重。有的负载较重，例如，扬声器等。这就要求放大器能输出一定的信号功率，通常称这样的输出放大器为功率放大器。
功率放大器主要任务是在信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率。
通常工作在大信号状态下，要求输出功率大、效率高的同时，还要考虑减小非线性失真、功率管的散热、过压过流保护等。静态电流是造成管耗的主要因素，因
此在低频功放中主要采用静态工作点低的甲乙类或乙类功率放大器。
实验电路如图1。
图1 集成功率放大电路
（1）对LM386内部等效电路的分析
LM386为单直流电源供电的普通音频功率放大器，常用于袖珍式收音机、
磁带放音机，其等效原理示意图如图2。等效原理示意图并不是真实的电路图，而是为了使用者了解集成电路的原理，从而正确的设计外电路，而画出的等效原理电路。
图2 LM386等效原理示意图
LM386由输入级、中间级和输出级三部分组成。三极管Q1~Q4构成复合管差动输入级，Q5，Q6构成的镜像电流源作为差动放大器的集电极有源负载。输
入级的单端输出信号由Q 4的集电极传送至由Q 7组成的中间级，该级是以恒流源
为集电极负载的共射极放大器。
Q 8，Q 9，Q 10和D 1，D 2组成通常的甲乙类互补
对称输出级。Q 9，Q 10等效于一个PNP 型管，这是考虑到集成电路中PNP 管的
电流放大系数较低，故用复合管提高电流放大系数。
D 1，D 2为输出级提供适当
的偏压，以克服交越失真，保证电路工作在甲乙类工作状态。
差动输入级的静态工作电流，分别由输出端经
R 3和电源正端通过电阻R 7和
R 6来供给。
“6”端为直流偏置电压V CC 端，“5”端为输出端，其静态电压为V CC /2，Q 3发射极静态电流与Q 4发射极静态电流相等。差动输入级电路左右对称。所以，差动输入级有较高的CMRR 。
通常，功率放大器的信号源内阻并不大，所以在差动输入级的两个输入端对地接了50k Ω电阻，以减小输入电阻，这对输入信号的衰减可忽略，但可减少高内阻共模干扰，从而减小输出端的共模干扰。
输入级和中间级因为用恒流源做集电极负载，
所以具有很高的电压放大倍数，
因此可以引入级间负反馈，以大大改善电路的性能。反馈支路由R 3和R 4，R 5组成。若将差动输入级用一对称轴（虚线）划分两半，则阻值
R=(R 4+R 5)/2=750Ω
处为等效差模交流地电位点，用瞬时极性法可以判断，所引入的是电压串联负反馈，其反馈系数为：F V =R/(R 3+R)。这样就能维持电压放大倍数恒定。输入信号可以从两端输入，也可以从单端输入。若如本实验电路，“3”端为输入，“4”端
接地，则LM386的电压放大关系可等效为图3，为同相输入电压放大器。若“1”,
“8”端交流开路，其交流放大倍数约为
21
1
13R
R F A v
v
图3 LM386等效放大电路
若“1”,“8”端接10μF 电容，可近似认为“1”，“8”端短路，其电压放大倍数约为
201
2
/1
152R R F A v
v
对图1中的电容C 3的作用试述如下。若不接C 3，对于交流信号，在图2
中，“6”端接V CC ，V CC 内阻通常小于1Ω，因此可以近似为交流信号从Q 3发射
极经R 6，R 7两个15k Ω电阻到地；所以差动输入级对于交流信号是严重不平衡的。接C 3后，对于直流没有作用，对于交流使
Q 3，Q 4到地的电阻值近似相等，从而
使差动输入级能正常放大差模信号和抑制共模干扰。
（2）实验内容
本实验电路用的是LM3862，其最大输出功率为
0.5W 。实验中“1”，“8”
端开路，LM386的电压放大倍数约为20倍，负载为8Ω的喇叭，所以输入电压有效值不能超过100mV ，为减少损坏，加在图1所示电位器R P 上端的电压不得超过有效值90mV 。
1）取V CC =12V ，有效值V i =50mV ，开关K 打开，不接负载，改变频率，测量功放的幅频特性，绘制幅频特性曲线。
2）接负载R L =8Ω的喇叭，重复1）中的实验步骤。将1）和2）中得到的幅频特性曲线绘制在同一张图上。
3）V CC =12V ，f=1kHz ，开关K 打开，不接负载，改变输入电压（请特别注．．．．意．，输入不得超过90mV ，否则可能损坏LM386），测量功放的输入—输出特性曲线。
4）接负载R L =8Ω的喇叭，重复3）中的实验步骤。将3）和4）中得到的输入—输出特性曲线绘制在同一张图上。
5）取V CC =5V ，9V ，12V ，f=1kHz ，有效值V i =50mV ，测量并估算功放的输出交流功率P ，直流电源消耗功率P V （忽略LM386中电压放大电路的功耗，仅计及功率放大电路的功耗）和效率
η。
对于正弦信号，在正半周
Q 8导通，Q 9，Q 10组成的复合管截止，Q 8集电极
上的功耗为
4
2
1d sin sin 22
1d sin sin 22
1d 2
2
120
2
20
8
om
om
CC L L om
L om CC L
om om CC L
o
o
CC Q V V V R t
t R V t R V V t
R t
V t V V t R v v V P 在负半周Q 8截止，Q 9，Q 10组成的复合管导通，复合管等效集电极上的功耗P Q9,10≈
P Q8。负载在一个周期中得到的功率为L
orms
L om
o
R V
R V
P 22
2其中，V om 为正弦信号的幅值，V orms 为正弦信号的有效值，所以直流电源的功耗为
o
Q V
P P P 8
2效率近似为
CC
om V
o V V P P 2五、数据记录与处理1. 幅频特性曲线的测量
表1中记录了空载情况下的幅频特性。
表1 空载情况下的幅频特性测量（输入的
V rms (in)=50mV ）
频率400Hz 457kHz 489kHz 527kHz 574kHz 622kHz 20lg|A V /A Vo | 0dB 1dB 2dB 3dB 4dB 5dB 频率686kHz 741kHz 791kHz 854kHz 917kHz 991kHz 20lg|A V /A Vo | 6dB
7dB
8dB
9dB
10dB
11dB
频率
1.08MHz 1.20MHz 1.30MHz 1.41MHz 1.51MHz 1.63MHz
我们注意到，由于芯片性能的原因，在低频情况下，该集成放大电路无法正常工作；而1dB 点的出现也需要在频率约为500kHz 处出现。可将实验数据绘
制成如图4所示的幅频特性曲线：
图4 空载情况下的幅频特性曲线
可见幅频特性曲线具有很强的线性特性。对其进行线性拟合：
68
.16294.28x y
可见该放大电路虽然也具有线性下降的幅频特性曲线，但已经不再是经典的
20dB/十倍频的图像（或者其倍数）。
对于带负载情况下的集成放大电路，也同样地在表2中记录其幅频特性：
表2 接入负载情况下的幅频特性测量（输入的V rms (in)=50mV ）
20lg|A V /A Vo | 12dB 13dB 14dB 15dB 16dB 17dB
频率 1.77MHz 1.83MHz 1.93MHz 20lg|A V /A Vo |
18dB
19dB
20dB
频率395Hz 461kHz 500kHz 545kHz 593kHz 645kHz 20lg|A V /A Vo |
0dB
1dB
2dB
3dB
4dB
5dB
图5中展示了对应的幅频特性曲线：
图5 带负载情况下的幅频特性曲线
同样地，幅频特性曲线具有很强的线性特性。对其进行线性拟合：
.16165.28x y
可见在本实验中，接入负载之后，并没有明显地对幅频特性曲线的高频部分产生影响。
2. 输入—输出特性测量
改变输入交流信号的幅值，测量输出信号随输入信号的变化关系，测量结果如表3所示。
频率686kHz 737kHz 794kHz 854kHz 913kHz 1.01MHz 20lg|A V /A Vo | 6dB
7dB
8dB
9dB
10dB
11dB
频率 1.09MHz 1.18MHz 1.30MHz 1.41MHz 1.54MHz 1.68MHz 20lg|A V /A Vo | 12dB
13dB
14dB
15dB
16dB
17dB
频率 1.78MHz 1.93MHz 2.06MHz 20lg|A V /A Vo |
18dB
19dB
20dB
表3 输入—输出特性测量
输入V i10mV 20mV 30mV 40mV 50mV 60mV70mV 空载输出(V)0.1944 0.406 0.634 0.862 1.082 1.293 1.515 接载输出(V)0.2120 0.425 0.639 0.847 1.060 1.268 1.480
对空载情况下的输入—输出曲线进行线性拟合，如图6所示：
图6 空载情况下的输入—输出特性曲线
线性拟合结果为：
22x
.
y
0282
09
.0
因而该集成放大电路在空载情况下的平均放大倍数为22.09。
对有载情况下进行同样的曲线绘制（如图7所示）：
图7 带负载情况下的输入—输出特性曲线
线性拟合结果为：
00286
.011.22x y
因而该集成放大电路在空载情况下的平均放大倍数为22.11。可见在本实验
中，是否引入负载，对于放大倍数的影响不大。而与实验原理中放大倍数的理论值21相比，误差分别为 5.19%和5.28%，体现出较好的准确性。
3.效率η的测量
根据书中关于效率η的公式，测算在V CC =10V 及12V 情况下的效率（见表4）。值得注意的是，在V CC =9V 及以下的情况下，该运放将失去其放大交流信号的能力，示波器中将显示不出相应的正弦波形。
表4 效率η的测量
V CC 10V 12V V orms 1.084V 1.082V η
24.08%
20.03%
六、思考题
（1）试画出进一步简化的、说明LM386的电压放大倍数的示意图。答：进一步简化的等效电路图如图
8所示。
这是一个简单的由运放组成的负反馈电路图，从图中可以简便地得到负反馈放大系数为：
R
R F A v
v
31
1（2）试述图1中的四个电容的作用，以及改变电容参数对整个电路的性能的影
图8 进一步简化的LM386示意图
响。
答：电容C1滤去了供电直流电源中的交流分量；电容C2在本实验中没有用到，不予讨论；电容C4滤去了输出的放大信号中的直流分量。对于电容C3，作如下说明：若不接C3，对于交流信号，在图2中，“6”端接V CC，V CC内阻通常小于1Ω，因此可以近似为交流信号从Q3发射极经R6，R7两个15kΩ电阻到地；所以差动输入级对于交流信号是严重不平衡的。接C3后，对于直流没有作用，对于交流使Q3，Q4到地的电阻值近似相等，从而使差动输入级能正常放大差模信号和抑
制共模干扰。
（3）试述负载对功放性能的影响。
答：从理论上来说，负载会缩小功放的幅频响应范围，并且降低功率放大器的交流电压放大倍数。但由于芯片原因，这些现象都没有在实验中体现出来。
（4）试述电源电压对功放性能的影响。若要求改善功放的输入—输出特性应提
高还是降低电源电压？
答：电源电压会影响功放的功率和运行效率。可以看到，降低电源电压可以提高运行效率，故若要改善功放的输入—输出特性，应该降低电源电压。
饱和蒸汽密度表
表中压力为绝对压力，密度单位为kg/m3温度(t)℃压力(P)MPa 密度(ρ)温度(t)℃压力(P)MPa 密度(ρ)1000.10130.59771280.2543 1.4151010.10500.61801290.2621 1.4551020.10880.63881300.2701 1.4971030.11270.66011310.2783 1.5391040.11670.68211320.2867 1.5831050.12080.70461330.2953 1.6271060.12500.72771340.3041 1.6721070.12940.75151350.3130 1.7191080.13390.77581360.3222 1.7661090.13850.80081370.3317 1.8151100.14330.82651380.3414 1.8641110.14810.85281390.3513 1.9151120.15320.87981400.3614 1.9671130.15830.90751410.3718 2.0191140.16360.93591420.3823 2.0731150.16910.96501430.3931 2.1291160.17460.99481440.4042 2.1851170.1804 1.0251450.4155 2.2421180.1863 1.0571460.4271 2.3011190.1923 1.0891470.4389 2.3611200.1985 1.1221480.4510 2.4221210.2049 1.1551490.4633 2.4841220.2114 1.1901500.4760 2.5481230.2182 1.2251510.4888 2.6131240.2250 1.2611520.5021 2.6791250.2321 1.2981530.5155 2.7471260.2393 1.3361540.5292 2.8161270.2467 1.3751550.5433 2.8861560.5577 2.958184 1.0983 5.6291570.5723 3.032185 1.1233 5.7521580.5872 3.106186 1.1487 5.8771590.6025 3.182187 1.1746 6.0031600.6181 3.260188 1.2010 6.1311610.6339 3.339189 1.2278 6.2641620.6502 3.420190 1.2551 6.3971630.6666 3.502191 1.2829 6.5531640.6835 3.586192 1.3111 6.671165
0.7008
3.671
193
1.3397
6.812
1660.7183 3.758194 1.3690 6.955 1670.7362 3.847195 1.39877.100 1680.7544 3.937196 1.42897.248 1690.7730 4.029197 1.45967.398 1700.7920 4.123198 1.49097.551 1710.8114 4.218199 1.52257.706 1720.8310 4.316200 1.55487.864 1730.8511 4.415201 1.58768.025 1740.8716 4.515202 1.62108.188 1750.8924 4.618203 1.65488.354 1760.9137 4.723204 1.68928.522 1770.9353 4.829205 1.72428.694 1780.9573 4.937206 1.75978.868 1790.9797 5.048207 1.79599.045 180 1.0197 5.160208 1.83269.225 181 1.0259 5.274209 1.86999.408 182 1.0496 5.391210 1.90779.593 183 1.0737 5.509211 1.94629.782 212 1.98529.974231 2.849114.25 213 2.024810.17232 2.901014.52 214 2.065010.37233 2.954614.78 215 2.105910.57234 3.008515.05 216 2.147410.77235 3.063115.33 217 2.189610.98236 3.118515.61 218 2.232311.19237 3.174615.89 219 2.275711.41238 3.231616.18 220 2.319811.62239 3.289216.47 221 2.364511.84240 3.347716.76 222 2.409812.07241 3.407017.06 223 2.455912.30242 3.467017.37 224 2.502612.53243 3.527917.68 225 2.550012.76244 3.589717.99 226 2.598113.00245 3.652218.31 227 2.646913.24246 3.715518.64 228 2.696313.49247 3.779718.97 229 2.746613.74248 3.844819.30 230 2.797514.00249 3.910719.64
过热蒸汽密度表
过热蒸汽是对应于当时压力下的饱和温度而言的，同样压力下的蒸汽，在饱和点的温度就是饱和温度。高于饱和的温度的蒸汽就是当时压力的过热蒸汽。可以高1℃，也可以10℃100℃等。它们的压力是一样的，但它们过热度不同也就是温度不同时的焓植、墒值、密度等性质不一样。
表中压力为绝对压力，密度单位为kg/m3
压力
(Mpa)温度（℃）
150170*********
0.100.51640.49250.47070.45070.4323
0.150.77810.74120.70790.67770.6500
0.20 1.04230.99180.94660.90560.8684
0.25 1.3089 1.2444 1.1869 1.1349 1.0849
0.30 1.5783 1.4990 1.4287 1.3653 1.3079
0.40 2.1237 2.0141 1.9166 1.8297 1.7513
0.50 2.6658 2.5380 2.4121 2.2997 2.1992
0.80 4.3966 4.1676 3.9350 3.7400 3.5374
1.10 6.1313 5.8332 5.5342 5.2356 4.9810
1.407.87857.51637.1540 6.7913 6.4288
1.709.84649.36889.24738.41307.9352
2.0011.629511.098510.567610.03669.5054
2.5015.189014.45161
3.715012.977612.2406
3.0018.416817.570916.724315.877615.0367
3.5022.700821.571320.442719.313118.2266
4.0027.16402
5.747024.330322.912921.4954
4.5030.385228.916327.44752
5.978424.5096
5.0035.424333.629331.834230.038428.2433
6.0043.895441.747539.59883
7.450835.3020
7.0056.720153.699150.678047.656144.6352
8.0065.471362.180058.888355.596852.3061
9.0084.545779.826175.106170.386365.6665
10.0108.6250102.028995.434688.841282.2486
12.5158.3464148.7516139.1578129.5629119.9781
15.0206.4175194.4276182.4477170.4577158.4766
17.5250.3934236.6910222.8603209.1592195.4568
20.0327.8165309.9521291.2953273.4409255.5786
21.5384.6647363.2975341.9027320.5455299.1880
压力
(Mpa)温度（℃）
250270290310330
0.100.41560.40010.38570.37240.3600
0.150.62460.60100.57950.55940.5404
0.200.83420.80270.77360.74650.7214
0.25 1.0445 1.00480.96820.93430.9027
0.30 1.2540 1.2077 1.1634 1.1224 1.0844
0.40 1.6780 1.6152 1.5554 1.5000 1.4490
0.50 2.1081 2.0255 1.9495 1.8802 1.8147
0.80 3.4110 3.2718 3.1453 3.0283 2.9215
1.10 4.7460 4.5445 4.3612 4.1943 4.0410
1.40 6.1147 5.8437 5.5945 5.3794 5.1777
1.707.52197.1830 6.8607 6.5815 6.3309
2.008.97448.53508.14477.80617.4955
2.5011.503610.879410.35009.88889.4806
3.001
4.184213.337712.635911.997911.5143
3.5017.053015.924315.01631
4.256513.8501
4.0020.077818.660317.499716.55271
5.7490
4.5023.040721.571720.102818.933317.9308
5.002
6.448324.653222.858021.422120.2508
6.0033.154131.006228.857426.709125.0502
7.0041.613338.592235.570432.548830.2231
8.0049.014545.723142.431639.139935.8485
9.0060.946556.210051.507746.787742.0680
10.075.654365.769962.467659.664849.2802
12.5110.384295.776991.196481.603472.0105 15.0146.4967127.6820122.5268110.536998.5531 17.5181.6261163.4280154.2312140.3919126.6895
20.0236.9271219.0574201.2031182.5462164.6839
21.5277.7931256.4260235.0688213.6739192.3164
压力
(Mpa)温度（℃）
350370*********
0.100.34840.33750.32720.31760.3086
0.150.52300.50660.49120.47670.4631
0.200.69800.67590.65530.63600.6178
0.250.87320.84560.81980.79550.7726
0.30 1.0488 1.01560.98450.95520.9277
0.40 1.4010 1.3563 1.3144 1.2753 1.2377
0.50 1.7545 1.6983 1.6456 1.5961 1.5498
0.80 2.8227 2.7305 2.6440 2.5595 2.4884
1.10 3.9030 3.7700 3.6512 3.5384 3.4335
1.40 4.9945 4.8290 4.6673 4.5220 4.3857
1.70 6.0998 5.7779 5.6936 5.5120 5.3441
2.007.2186 6.9619 6.7290 6.5117 6.3130
2.509.11398.78028.47508.19387.9332
3.0011.049410.630810.24939.90009.5775
3.5013.028612.616212.052811.630811.2425
4.001
5.053914.439213.886213.307712.9991
4.5017.127916.40181
5.752715.145114.6679
5.0019.262718.410817.65651
6.982716.3719
6.0023.700622.557021.562920.690019.9062
7.0028.403727.010025.633024.522423.4021
8.0033.417931.482529.869828.496927.2913
9.0038.808336.321734.304432.294731.1593
10.044.756041.527439.000636.934435.1684 12.562.417856.149651.821248.501545.8023 15.086.568874.584066.834161.553057.5137 17.5116.3142100.817685.322876.618570.5711
20.0151.1200137.7965108.543094.494585.3276
21.5171.8651150.0074128.1614106.636095.1366
压力
(Mpa)温度（℃）
450470*********
0.100.30000.29190.28420.27690.2700
0.150.45020.43810.42700.41560.4052
0.200.60050.58420.56880.55000.5400
0.250.75070.73160.71130.69250.6757
0.300.89890.88560.85400.83200.8108
0.40 1.2035 1.1708 1.1396 1.1102 1.0821
0.50 1.5036 1.4648 1.4258 1.3888 1.3537
0.80 2.4171 2.3500 2.2869 2.2274 2.1720
1.10 3.3345 3.2402 3.1529 3.0710
2.9902
1.40 4.2575 4.3496 4.2291 3.9157 3.8143
1.70 5.1863 5.0374 4.8972 4.7665 4.6408
2.00 6.1203 5.9419 5.7811 5.6204 5.4725
2.507.67777.49377.28107.0799 6.8637
3.009.26428.85608.60208.36108.1330
3.5010.884210.551210.25009.94999.6776
4.0012.508712.183511.757011.416911.0994
4.5014.150713.700913.288012.895012.5315
5.0015.813915.301714.802114.385913.9749
6.0019.198118.54951
7.956017.402916.8912
7.0022.663521.867521.146020.469919.8506
8.0026.017025.264024.395023.590522.8573
9.0029.873328.463727.710026.767625.9068
10.033.644732.300231.096030.011629.0164 12.543.543141.588439.880038.353736.9936 15.054.249751.526549.194047.124945.3087 17.565.933162.180759.052056.342753.9875
20.078.775973.685869.601066.060263.0674
21.587.093981.018476.166772.137668.7108
压力
(Mpa)温度（℃）
550570590
0.100.26340.25710.2512
0.150.39530.38600.3768
0.200.52710.51460.5026
0.250.65910.64400.6284
0.300.79130.77240.7540
0.40 1.0556 1.0303 1.0062
0.50 1.3204 1.2887 1.2585
0.80 2.1164 2.0290 2.0168
1.10
2.9170 2.8449 2.7774
1.40 3.7183 3.6271 3.5401
1.70 4.5230 4.4116 4.3056
2.00 5.3322 5.1989 5.0745
2.50 6.6858 6.5177 6.3582
3.008.04867.84377.6498
3.509.41979.17778.9480
4.0010.800310519110.2533
4.5012.189411.868311.5650
5.0013.588513.226712.8850
6.0016.411915.965715.5440
7.0019.274518.735018.2314
8.0022.174221.540020.9500
9.0025.112424.377123.6949
10.028.100027.255726.4738
12.535.741434.607233.5541
15.043.668042.193640.8349
17.551.898550.023748.3269
20.060.449358.125356.0402
21.565.737063.113260.7719
乙烯饱和蒸汽压与温度的关系(lgP=6.74756-585/(T+255))
温度T（℃）lgP饱和蒸汽压力P（bar)
-100 2.973366452 1.237521803
-99 2.99756 1.308417692
-98 3.02144535 1.382393739
-97 3.045028354 1.459535834
-96 3.068314717 1.539930514
-95 3.09131 1.62366492
-94 3.114019627 1.710826761
-93 3.136448889 1.801504273
-92 3.158602945 1.895786178
-91 3.180486829 1.993761645
-90 3.202105455 2.095520251
-89 3.223463614 2.201151942
-88 3.244565988 2.310746989
-87 3.265417143 2.424395954
-86 3.286021538 2.54218965
-85 3.306383529 2.664219098
-84 3.326507368 2.790575494
-83 3.346397209 2.921350169
-82 3.36605711 3.056634549
-81 3.385491034 3.196520119
-80 3.404702857 3.341098388
-79 3.423696364 3.490460851
-78 3.442475254 3.644698952
-77 3.461043146 3.803904051
-76 3.479403575 3.968167384
-75 3.49756 4.137580036
-74 3.515515801 4.312232901
-73 3.533274286 4.492216653
-72 3.550838689 4.677621707
-71 3.568212174 4.868538196
-70 3.585397838 5.065055932
-69 3.60239871 5.267264379
-68 3.619217754 5.475252621
-67 3.635857872 5.689109333
-66 3.652321905 5.908922753
-65 3.668612632 6.134780653
-64 3.684732775 6.366770313
-63 3.700685 6.604978492
-62 3.716471917 6.849491402
-61 3.7320960827.100394684
-60 3.747567.357773385
-59 3.7628661227.62171193
-58 3.7780168537.8922941
-57 3.7930145458.169603011 -56 3.8078615088.45372109 -55 3.822568.744730058 -54 3.8371122399.042710902 -53 3.8515203969.347743862 -52 3.8657866019.65990841 -51 3.8799129419.979283231 -50 3.89390146310.3059462 -49 3.90775417510.63997439 -48 3.92147304310.981444 -47 3.9350611.33043041 -46 3.94851693811.68700811 -45 3.96184571412.05125073 -44 3.97504815212.42323096 -43 3.98812603812.80302063 -42 4.00108112713.19069062 -41 4.0139151413.58631088 -40 4.02662976713.98995041 -39 4.0392*******.40167727 -38 4.0517*******.82155852 -37 4.06407376115.24966029 -36 4.0763*******.68604769 -35 4.08846909116.13078485 -34 4.10050117616.5839349 -33 4.11242486517.04555995 -32 4.12424161417.51572113 -31 4.135********.9944785 -30 4.1475618.48189113 -29 4.159********.97801705 -28 4.17046748919.48291325 -27 4.181********.99663567 -26 4.19297484720.51923923 -25 4.20408173921.05077779 -24 4.21509246821.59130415 -23 4.22600827622.14087008 -22 4.23683038622.69952628 -21 4.2475623.26732241 -20 4.25819829823.84430704 -19 4.26874644124.43052773 -18 4.2792055725.02603095 -17 4.28957680725.63086212 -16 4.29986125526.24506562 -15 4.3100626.86868475 -14 4.32017410827.50176176 -13 4.33020462828.14433787 -12 4.34015259328.79645323 -11 4.35001901629.45814694
-10 4.35980489830.12945706 -9 4.3695112230.81042062 -8 4.37913894731.50107358 -7 4.38868903232.20145089 -6 4.3981624132.91158646 -5 4.4075633.63151316 -4 4.41688270934.36126286 -3 4.42613142935.10086639 -2 4.43530703635.85035358 -1 4.44441039436.60975322
0 4.45344235337.37909314
1 4.4624037538.15840013
2 4.47129540938.94770001
3 4.4801181439.74701761
4 4.48887274140.55637677
5 4.4975641.37580036
6 4.5061806942.20531028
7 4.51473557343.04492746
8 4.52322539943.89467188
9 4.53165090944.75456258 9.2临界温度
OTL功率放大器实验报告(DOC)
课程设计 课程名称模拟电子技术 题目名称功率放大器 专业班级12网络工程本2 学生姓名郭能 学号51202032019 指导教师孙艳孙长伟 二○一三年十二月二十三日 目录 引言 (2)
一、设计任务与要求 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计要求 (2) 二、方案设计 (3) 三、总原理图及元器件清单 (4) 四、电路仿真与调试 (6) 五、性能测试与分析 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (8)
OTL功率放大器 引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1：设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2：方案设计 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功
实验三功率放大电路实验报告
实验三功率放大电路实验 报告 The following text is amended on 12 November 2020.
集成功率放大电路一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1）测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz的正弦频率信号；Vi置最小 （Vi<20mV）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi， 使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值mox O V，则最大不失真输出功率为： (2)测量功率放大器的效率 ： 在保持Vo为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc的输出电流E I，此时电源Vcc提供的直流输出功率为： 注：此处Vcc应为正负电源之差。 功率放大器的效率为：
集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC、-V EE） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E
3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i，按后面要求进行测量。 负载电阻R L＝时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V和4V时的电流I E，计算输出功率P O、电源供给功率P E和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax和电流I E，并计算此时的输出功率P O，电源供给功率P E 和效率η，填表。 实验需要测量的数值有I E和V omax ，P O，P E ，η由实验数据计算得到，计算公式如下： 实验注意事项： 功率放大器输出大电压大电流，工作在极限状态，产热较多，需要谨慎操作防止烧毁功放； I时刻监视电流表防止电流超过电流表在测量最大不失真电压时的E 量程； V时，一定使输入电压Vi置最小，然后逐渐测量最大不失真电压max O 慢慢增大输入Vi 。
音频功率放大器设计实验报告
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
音频功率放大器实验报告
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告.docx
音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告 本科实验报告 课程名称：姓名：学院：系：专业：学号：指导教师： 电子电路安装与调试 信息与电子工程学院 电子科学与技术 一、实验目的二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备五、实验步骤与过程六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理八、讨论、心得 一、实验目的 1、学习并初步掌握音频功率放大器的设计、调试方法。 2、学习并掌握电路布线、元器件安装和焊接。 3、掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的调试方法。 二、实验任务与要求 1、设计 (1)设计一音频功率放大器，使其达到如下主要技术指标：负载阻抗：R L =4Ω额定功率：P o =10W 带宽：BW ≥(50~15000) Hz 音调控制： 低音：100Hz ±12dB 高音：10kHz ±12dB 失真度：γ≤3% 输入灵敏度：U " i (2)设计满足以上设计要求的稳压电源。 2、在Altium Designer中画出原理图, 并进行PCB 板的编辑与设计。 3、根据给定的功率放大器的原理图（三），做如下工作： （1）分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。 （2）分析音调控制电路的工作原理，计算4个极端情况下的交流增益。（3）安装实验电路板 （4）调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某实验名称：音频功率放大器的设计、安装和调试姓名：陈肖苇学号：3140104580_ 些电路参数后的性能测试（电路图中括号内的数字）。 （5）分析实验数据，并与理论计算值比较，讨论二者之间的误差和产生误差的原因。三、实验原理和实验方案设计 作为音频放大器的音源部分，其输出电平既有高至数百毫伏（如调谐器：50~500mV，线路输出：100~500mV），也有低至1mV （如话筒：1~5mV），相差达几百倍。音频放大器就是要把这些不同大小的音源放大后驱动喇叭，发出同等强度的声音。因此，根据不同音源的需要，可以画出音频放大器的原理框图，如图1所示。 P.2 装订线 图1音频功率放大器框图 1、各部分电路电压增益的确定 根据额定输出功率P o =10W和负载R L =4Ω，可求得输出电压为 ： V o ===6.32V 所以整机中频电压增益为：A O um =
高频功率放大器的制作与调试
1 引言 Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层[1]。通信电子电路是通信工程的专业课程。在无线电广播和通信的发射机中，为了获得大功率的高频信号，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器按工作频带的宽窄，可分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。窄带高频功率放大器以LC并联谐振回路作负载，因此又把它称为谐振功率放大器。宽带高频功率放大器以传输线变压器为负载，因此又把它称为非谐振功率放大器[2]。实习的目的是掌握通信电子电路的实际开发所需的技术，培养动手能力，观察能力，分析和解决实际问题的能力，巩固、加深理论课知识，增加感性认识，进一步加深对通信电子电路应用的理解，提高对电路制造调试能力和系统设计能力。提高对常见电路故障的分析和判断能；培养学生严肃认真、实事求是的科学态度，理论联系实际的工作作风和辩证思维能力。 1.1 实习目的和要求 （1）掌握高频功率放大器的发射系统电路和接收系统电路的基本组成，理解各个单元模块的工作原理，和调试方法。 （2）学习PROTEL软件的使用方法，掌握电路印刷板的设计与开发方法。用Protel99SE 绘制高频功率放大器的电路原理图，印刷电路板PCB。 （3）掌握实际电路的制作技术与焊接工艺。学习电子焊接的基本工艺、操作和元件的基本识别方法。 （4）实践操作，制作电路模块，将电路原理图转换为现实中的电路板并焊接定性。并调试电路板，查找排线路故障。 （5）通过实习掌握通信电子电路的实际开发，并培养自己的动手能力，观察能力，分析和解决实际问题的能力，巩固、加深理论课知识，增加感性认识，进一步加深对通信电子电路应用的理解，提高对电路制造调试能力和系统设计能力。提高对常见电路故障的分析和判断能；培养学生严肃认真、实事求是的科学态度，理论联系实际的工作作
音频功率放大电路实验报告分析
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
高频功率放大器实验
实验报告 课程名称：高频电子线路实验指导老师：韩杰、龚淑君成绩：__________________ 实验名称：高频功率放大器实验类型：验证型实验同组学生姓名：_ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1、了解高频功率放大器的主要技术指标——输出功率、中心频率、末级集电极效率、稳定增益或输入功率、线性动态范围等基本概念，掌握实现这些指标的功率放大器基本设计方法，包括输入、输出阻抗匹配电路设计，回路及滤波器参数设计，功率管的安全保护，偏置方式及放大器防自激考虑等。 2、掌握高频功率放大器选频回路、滤波器的调谐，工作状态（通角）的调整，输入、输出阻抗匹配调整，功率、效率、增益及线性动态范围等主要技术指标的测试方法和技能。二、实验原理 高频功率放大器实验电路原理图如下图图1所示。电路中电阻、电容元件基本上都采用贴片封装形式。放大电路分为三级，均为共射工作，中心频率约为10MHz。 图1 高频功率放大器 第一极（前置级）管子T1采用9018或9013，工作于甲类，集电极回路调谐于中心频率。第二级（驱动级）管子T2采用3DG130C，其工作状态为丙类工作，通角可调。通角在45°~60°时效率最高。调整R W1时，用示波器在测试点P2可看到集电极电流脉冲波形宽度的变化，并可估测通角的大小。第二级集电极回路也调谐于中心频率。第三级（输出级）管子T3也
采用3DG130C，工作于丙类，通角调在60°~70°左右。输出端接有T形带通滤波器和π型阻抗变换器，具有较好的基波选择性、高次谐波抑制和阻抗匹配性能。改变短路器开关K1~K4可观看滤波器的失谐状态，为保证T3管子安全，调整时应适当降低电源电压或减小激励幅度。改变K5、K6可影响T3与51Ω负载的匹配状态。匹配时，51Ω负载上得到最大不失真功率为200mW左右，二次谐波抑制优于20dB，三级总增益不小于20dB，末级集电极到负载上的净效率可达30%左右，考虑滤波匹配网络的插入损耗，集电极效率可达40%以上。开关K8只有在接通后才能使功放达到预定效率，但实验时，为了使R16对末级管子T3起到限流保护作用，K8不要接通，而R16上的电压降也不必扣除，这只使功放总效率略有降低。电源开关K7用于防止稳压电源开机或关机时电压上冲导致末级功放管损坏。 三、主要仪器设备 10MHz高频功率放大器实验板、BT3C（或NW1252）扫频仪、高频信号发生器（QF1056B 或EE1461）、示波器、超高频毫伏表（DA22）、直流稳压电源（电压5~15V连续可调，电流1A）、500型万用表（或数字万用表 四、实验内容和步骤 主要测试指标：功率、效率、线性动态范围 实验准备与仪器设置 1、实验板： ●开关K7用于防止稳压电源开机或关机时电压上冲导致末级功放管损坏，所以稳压电源开 机或关机前，开关K7必须置于关闭（向下）； ●短路开关置于K1、K3、K6、K9、K10，否则滤波器失谐，影响T3与51Ω负载的匹配状 态，从而影响实验结果。 2、电源： ●为保证T3管子安全，电源电压最高不超过+15V，实验时设置为+14.5V~+15V。 实验内容与步骤 4）用信号源及示波器测功放输出功率及功率增益 （1）适当改变信号幅度（200~300mV左右），使51Ω负载上得到额定功率200mW。（2）在测试点P2观察电流脉冲，宽度应为周期的1/3左右。 （3）从输入输出信号幅度求得功放的（转换）功率增益。 （4）比较滤波器输入输出幅度，估计滤波器插入衰减。 5）用双踪示波器观察电流电压波形 （1）比较功放末级发射极电流脉冲波形和负载上基波电压波形的相位。 （2）比较功放第二级发射极电流脉冲波形与集电极电压基波波形的相位，并分别画出波形。6）高频功放效率（主要是末级）的调试与测量 （1）用示波器观看第二级发射极电阻电流脉冲宽度。 （2）用示波器在第三级功放发射极电阻上观看其电流脉冲波形。 8）功放线性观察 (1) 调幅波通过功率放大器 将中心频率为10MHz、调制度为60%的调幅信号电压加到功放输入端，适当调整输入信号幅度（200mV），使51Ω负载上输出调幅波峰值功率不超过功放额定功率200mW，用双踪
6低频功率放大器实验报告1
实验报告 姓名： 学号： 日期： 成绩 ： 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 一、实验目的 1、进一步理解OTL 功率放大器的工作原理 2、学会OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL 功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具 图7－1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管
D ， 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适的静态电流而工作于甲、 乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A 的电位CC A U 21 U =，可以 通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。 当输入正弦交流信号u i 时，经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，u i 的负半周使T 2管导通（T 3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在u i 的正半周，T 3导通（T 2截止），则已充好电的电容器C 0起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。 C 2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。 OTL 电路的主要性能指标 1、最大不失真输出功率P 0m 理想情况下，L 2CC om R U 81P =，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流I dC ， 从而求得P E ＝U CC ·I dC ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。 3、 频率响应 详见实验二有关部分内容 4、 输入灵敏度 输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 ＋5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表
实验三功率放大电路实验报告
集成功率放大电路 一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功 率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1） 测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz 的正弦频率信号；Vi 置最小（Vi<20mV ）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi ，使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值 mox O V ，则最大不失真输出功率为： 2max max O O L V P R = (2)测量功率放大器的效率 η： 在保持Vo 为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc 的输出电流E I ，此时电源Vcc 提供的直流输出功率为： ×E E CC P I V = 注：此处Vcc 应为正负电源之差。
功率放大器的效率为： max = O E P P 集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC 、-V EE ） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E 3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i ，按后面要求进行测量。 负载电阻R L ＝ 时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V 和4V 时的电流I E ，计算输出功率P O 、电源供给功率P E 和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax 和电流I E ，并计算此时的输出功率P O ，电源供给功率P E 和效率η，填表。 峰值 I E P O P E η
高频功率放大器
1.原理说明 利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o ，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o ,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。 高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。 1.1高频功放的主要技术指标 1.1.1 功率关系： 功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率O P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。 根据能量守衡定理：1o C P P P =+ 直流功率： 输出交流功率：221111 1222 c c c c L L U P U I I R R = ?== C U -----回路两端的基频电压 c1I ----- 基频电流 L R ----回路的负载阻抗。 1.1.2 放大器的集电极效率 1 101 122 c c o CC c U I P P U I ηξγ?===? 其中集电极电压利用系数：1c c L CC CC U I R U U ξ= = 0o c CC P I U =?
音频功率放大电路实验报告
. . . . 实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把
实验七 丙类功率放大器实验
实验七丙类功率放大器实验 一、实验目的： 1. 了解谐振功率放大器的基本工作原理，初步掌握高频功率放大电路的计算和设计过程； 2. 了解电源电压与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。 二、预习要求： 1. 复习谐振功率放大器的原理及特点； 2. 分析图7-7所示的实验电路，说明各元件的作用。 三、实验电路说明： 本实验电路如图7-7所示。 图7-7 本电路由两级组成：Q1等构成前级推动放大，Q2为负偏压丙类功率放大器，R4、R5提供基极偏压（自给偏压电路），L1为输入耦合电路，主要作用是使谐振功放的晶体三极管的输入阻抗与前级电路的输出阻抗相匹配。L2为输出耦合回路，使晶体三极管集电极的最佳负载电阻与实际负载电阻相匹配。R14为负载电阻。 四、实验仪器： 1. 双踪示波器 2. 万用表 3. 实验箱及丙类功率放大模块 4．高频信号发生器
五、实验内容及步骤； 1. 将开关拨到接通R14的位置，万用表选直流毫安的适当档位，红表笔接P2，黑表笔 接P3； 2. 检查无误后打开电源开关,调整W使电流表的指示最小（时刻注意监控电流不要过 大，否则损坏晶体三极管）； 3. 将示波器接在TP1和地之间，在输入端P1接入8MHz幅度约为500mV的高频正弦信 号，缓慢增大高频信号的幅度，直到示波器出现波形。这时调节L1、L2，同时通过示波器及万用表的指针来判断集电极回路是否谐振，即示波器的波形为最大值，电流表的指示I0为最小值时集电极回路处于谐振状态。用示波器监测此时波形应不失真。 4. 根据实际情况选两个合适的输入信号幅值，分别测量各工作电压和峰值电压及电流，并根据测得的数据分别计算： 1）电源给出的总功率； 2）放大电路的输出功率； 3）三极管的损耗功率； 4）放大器的效率。 六、实验报告要求： 1. 根据实验测量的数值，写出下列各项的计算结果: 1）电源给出的总功率； 2）放大电路的输出功率； 3）三极管的损耗功率； 4）放大器的效率。 2. 说明电源电压、输出电压、输出功率的关系。
高频谐振功率放大器实验实验报告
丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告 一． 实验目的 1．了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。 2．了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。 3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率o P 、直流功率D P 、集电极效率C 测量方法。 4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。 二．实验仪器及设备 1．调幅与调频接收模块。 2．直流稳压电压GPD-3303D 3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器 5．SA1010频谱分析仪 三．实验原理 1.工作原理 高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路，用于发射机的末级。主要任务是高效率的输出最大高频功率，馈送到天线辐射出去。为了提高效率，晶体管发射结采用负偏置， 使放大器工作于丙类状态（导通角θ＜90O ）。高频谐振功率 放大器基本构成如图1.4.1所示， 丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器，工程上常采用折线分析法，各级电压、电流波形如图1.4.2所示。 （a ）原理电路 （b ）等效电路 图1.4.1 高频功率放大器
图1.4.1中，晶体管放大区的转移（内部静态）特性折线方程为： ()C C BE BZ i g v U =- 1.4.1 放大器的外电路关系为： cos BE B b m u E U t ω=+ 1.4.2 cos CE C cm u E U t ω=- 1.4.3 当输入信号B B Z b u E U <+时，晶体管截止，集电极电流0C i =；当输入信号 B BZ b u E U >+时，发射结导通，由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流 C i 为： m a x c o s c o s 1c o s C C t i i ωθθ-=- 1.4.4 式中，BZ U 为晶体管开启电压，C g 为转移特性的斜率。 以上分析可知，晶体管的集电极输出电流c i 为尖顶余弦脉冲，可用傅里叶级数展开为： ++++=t I t I t I I t i m C m C m C C c ωωω3cos 2cos cos )(3210 1.4.5 其中，0C I 为C i 的直流分量，m C I 1、2C m I 、…分别为c i 的基波分量、二次谐波分量、…。集电极余弦脉冲电流C i 及各次谐波的波形如图1.4.3所示，其频谱如图1.4.4所示。 （a ） （b ） 图1.4.2 各级电压、电流波形
音频功率放大电路实验报告
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2
实验二 丙类功率放大器汇总
实验二非线性丙类功率放大器实验 一、实验目的 1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时 的动态特性。 2、了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状 态的影响。 二、实验内容 1、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点 2、测试丙类功放的调谐特性 3、测试丙类功放的负载特性 4、观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、8 号板1块 4、双踪示波器1台 5、频率特性测试仪（可选）1台 6、万用表1块 四、实验基本原理 放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。功率放大器电流导通角θ越小，放大器的效率η越高。 1、丙类功率放大器 1）基本关系式 丙类功率放大器的基极偏置电压V BE是利用发射极电流的直流分量I EO（≈I CO）在射极电 v为正弦波时，集阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号' i
电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。利用谐振回路LC 的选频作用可输出基波谐振电压v c1,电流i c1。图2-1画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式： 011R I V m c m c = 式中，m c V 1为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；m c I 1为集电极基波电流振幅； 0R 为集电极回路的谐振阻抗。 2102111212121R V R I I V P m c m c m c m c C = == 式中，P C 为集电极输出功率 CO CC D I V P = 式中，P D 为电源V CC 供给的直流功率；I CO 为集电极电流脉冲i C 的直流分量。 放大器的效率η为 CO m c CC m c I I V V 1121??= η
非线性丙类功率放大器--实验报告
南昌大学实验报告 学生姓名：付文平学号： 6102215151 专业班级：通信154班实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期： 2017.10.31 实验成绩：实验名称：非线性丙类功率放大器实验报告 一、实验目的 1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类功率放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性。 2、了解激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3、比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。 二、实验内容 1、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点。 2、测试丙类功放的调谐特性。 3、测试丙类功放的负载特性。 4、观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。 三、实验仪器 1、信号源模块 1块 2、频率计模块 1块 3、8 号板 1块 4、双踪示波器 1台 四、实验原理 非线性丙类功率放大器的电流导通角θ＜90〇效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点：非线性丙类功率放大
器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小)，基极偏置为负值，电流导通角θ＜90〇，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。 丙类功率放大器 丙类功率放大器的基极偏置电压V BE 是利用发射极电流的直流分量I EO （≈I CO ） 在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号为正弦波时，集电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。利用谐振回路LC的选频作用 可输出基波谐振电压v c1,电流i c1 。下图画出了丙类功率放大器的基极与集电极间 的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式： 式中，V c1m 为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；I c1m 为集电极基波电流振 幅；R 为集电极回路的谐振阻抗 2 1 2 1 1 12 1 2 1 2 1 R V R I I V P m c m c m c m c C = = = 式中，P C 为集电极输出功率. 式中，P D 为电源V CC 供给的直流功率；I CO 为集电极电流脉冲i C 的直流分量。放大器的效率 1 1 R I V m c m c = CO m c CC m c I I V V 1 1 2 1 ? ? = η