互补对称功率放大器实验.docx

5. 10互补对称功率放大器实验1 .实验目的(1)进一步理解互补对称(0TL)功率放大器的工作原理(2)掌握互补对称(0TL)电路的调试及主要性能指标的测试方法2 .实验设备与器件(1) +5V直流电源(2)数字万用表(3)函数信号发生器(4)双踪示波器(5)晶体三极管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013) 3CG12 (9012)晶体二极管 IN40078 Q扬声器、电阻、电容若干(6)分立功放电路模块3.预习要求(1)复习0TL电路的工作原理。(2) 了解自举电路，思考为什么引入自举电路能扩大输出电压的动态范围?(3)理解功放电路产生交越失真的原因是什么？怎样克服交越失真？(4)电路中电位器RW2如果开路或短路，对电路工作有怎样的影响？(5)为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？(6)若电路出现自激现象，该如何消除？4.实验原理图5. 10. 1所示为互补对称（OTL）低频功率放大器。图5.10. 1互补对称功率放大器其中，由晶体三极管力组成推动级（也称前置放大级），乙、。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0TL功放电路。由于每一个 管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低、带负载能力强等优点，适合 于作功率输出级。7,管工作于甲类状态，它的集电极电流心由电位器检进行调 节。IC1的一部分流经电位器B及二极管给乙、。提供偏压。调节必少可以 使A、A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“=工可以通过调节品来实现，又由于岛的一端 2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匕时，经刀放大、倒相后同时作用于北、北的基极， 匕的负半周使北管导通（北管截止），有电流通过负载吊，同时向电容&充电， 在匕的正半周，。导通（，截止），则已充好电的电容器G起着电源的作用，通 过负载吊放电，这样在此上就得到完整的正弦波。Q和7?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以。理想情况下，p01n=!左，在实验中可通过测量用两端的电压有效值，来°”8%求得实际的=以。Rl(2)效率。二夕 100% , Pe一直流电源供给的平均功率。理想情况下，n皿=78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流， 从而求得a=%./纪，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的内容。(4)输入灵敏度。输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号匕之值。5.实验内容在整个测试过程中，电路不应有自激现象。(1)静态工作点的测试。按图5. 10. 1连接实验电路，将输入信号旋钮旋至零(匕=0)电源进线中串 入直流毫安表，电位器后置最小值，岛置中间位置。接通+5V电源，观察万 用表的毫安档指示，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著, 应立即断开电源检查原因(如吊？开路，电路自激，或输出管性能不好等)。如 无异常现象，可开始调试。调节输出端中点电位Z调节电位器M/,用直流电压表测量A点电位，使猿=0.5匕。调整输出极静态电流及测试各级静态工作点。调节吊2,使。、。管的乙2=m=510mA。为了减小交越失真，应适当加 大输出级静态电流，若该电流过大,会使效率降低，所以一般以510mA左右为宜。 由于毫安表是串接在电源进线中，因此测得的是整个放大器的电流，但一般T, 的集电极电流较小，从而可以把测得的总电流近似当作末级的静态电流。如 要准确得到末级静态电流，则可从总电流中减去之值。调整输出级静态电流的另一方法是动态调试法。先使吊2=0,在输入端接入 f=lkHz的正弦信号Ko逐渐加大输入信号的幅值，此时，输出波形应出现较严 重的交越失真（注意：没有饱和和截止失真），然后缓慢增大吊?，当交越失真刚 好消失时.，停止调节吊2,恢复匕=0,此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。 一般数值也应在510mA,如过大，则要检查电路。输出极电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表5.10. 1中。表 5. 10. 1Ic2= Ic3=mA匕=2.5VTit2t3%(V)K(V)似V)注意：1）在调整及时，要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损 坏输出管。2）输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动心的位置。（2）最大输出功率心 和效率的测试测量P°m.输入端接/'=lkHz的正弦信号16,输出端用示波器观察输出电压外波形。 逐渐增大匕，使输出电压达到最大不失真输出，用示波器测出负载吊上的电压 %则以=导。测量n。当输出电压为最大不失真输出时，读出直流毫安表中的电流值，此 电流即为直流电源供给的平均电流/“（有一定误差），由此可近似求得Pe =心九，再根据上面测得的几，即可求出=2100% o（3）输入灵敏度测试。根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率尺=几时的输入电压值匕即可。（4）频率响应的测试。测试方法同实验二。记入表5. 10. 2O表 5. 10. 2工fo普Vi= mV/1(Hz)1000AV)A-在测试时，为保证电路的安全，应在较低电压下进行，通常取输入信号为输 入灵敏度的50虬在整个测试过程中，应保持匕为恒定值，且输出波形不得失真。（5）研究自举电路的作用（选做）。测量有自举电路，且吊=吊皿时的电压增益A* 将Q开路，短路（无自举），再测量吊=吊皿的心。用示波器观察a、b两种情况下的输出电压波形，并将以上两项测量结果进 行比较，分析研究自举电路的作用。（6）声电压的测试。测量时将输入端短路（匕=0）,观察输出噪声波形，并用示波器测量输出电 压，即为噪声电压匕，本电路若V<15mV,即满足要求。6.实验总结（1）整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率/k、效率等, 并与理论值进行比较，画频率响应曲线。（2）分析自举电路的作用。（3）讨论实验中发生的问题及解决办法。