低频电子线路课件绝对珍藏14.ppt

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1、低频电子线路山东大学 信息科学与工程学院刘志军11/22/20221低频电子线路上次课复习n放大器的级联n阻容耦合多级放大器n组合放大器11/22/20222低频电子线路本次课内容n放大器的功率输出级n（功率放大器）11/22/20223低频电子线路2.9放大器的功率输出级n功率放大器也可称为多级放大器的功率输出级。11/22/20224低频电子线路放大器的功率输出级(图）输入级输出级中间级11/22/20225低频电子线路2.9.1功率放大器的特殊问题n功率放大器与前述电压放大器考虑问题的着眼点有所不同，需要特别考虑。11/22/20226低频电子线路一、功率放大器的特点及分类n分析功率放大

2、器的特点和分类情况。n主要与电压放大器进行比较。11/22/20227低频电子线路电压放大器n一般电压放大器为小信号放大器。n以获得电压增益为主。n主要考虑通频带等参数。11/22/20228低频电子线路功率放大器n为大信号放大器（单级）。n以获得功率增益为主（大电压大电流）。n主要考虑输出功率，非线性失真，安全保护等参数。11/22/20229低频电子线路1功率放大器的特点：n（1）考虑获得信号足够大，能够给负载提供足够大的功率（大电压、大电流）；n（2）分析方法以图解法为主；n（3）考虑非线性失真；n（4）考虑如何提高效率；n（5）考虑功率器件的安全保护问题。11/22/202210低频电

3、子线路对功率放大器的考虑n总之，对功率放大器的要求是：n在功率高、非线性失真小、安全工作的前提下，向负载提供足够大的功率。11/22/202211低频电子线路2功率放大器的分类n一般按照功率放大器的工作状态（Q点不同设置）来分类。n甲类（A类）n乙类（B类）n甲乙类（AB类）n丙类（C类）n丁类（D类）11/22/202212低频电子线路（1）甲类（A类）n管子导通角=3600=211/22/202213低频电子线路（2）乙类（B类）n管子导通角=1800=11/22/202214低频电子线路（3）甲乙类（AB类）n管子导通角1800360011/22/202215低频电子线路图几种功放类型1

4、1/22/202216低频电子线路（4）丙类（C类）n管子导通角180011/22/202217低频电子线路图丙类（C类）11/22/202218低频电子线路几种类型的比较n甲类：效率低，管耗较大（无信号时，直流功耗Icq）单管全波波形。n乙类：效率高，有非线性失真（交越失真），只有半波，需两管推挽获得全波波形。n甲乙类：效率较高，分析同乙类，但可改善非线性失真（Q点升高）。n丙类：效率高，但需要滤波网络方可取出基波波形。11/22/202219低频电子线路二功率放大器的主要技术指标n主要使用这些参数来衡量功率放大器的技术性能。n为选择和使用功放电路提供依据。11/22/202220低频电子线

5、路主要技术指标n输出功率Pon效率n非线性失真系数THDn晶体管功率损耗n-。11/22/202221低频电子线路1输出功率Pon其中，Vom和Iom分别为功放的输出电压和输出电流幅值。11/22/202222低频电子线路2效率n其中，Po为输出交流功率；PD为电源提供直流功率。11/22/202223低频电子线路3非线性失真系数THDn当输入为某一频率的正弦信号时，其输出信号中除基波成份外，还包含一定数量的谐波。非线性失真的大小用失真系数THD表示11/22/202224低频电子线路非线性失真系数THDn上式中A1为输出电流的基波幅值，An为二次谐波之上各谐波分量幅值。11/22/20222

6、5低频电子线路非线性失真系数THDn由于小信号非线性失真很小，一般只在大信号工作时才考虑THD指标。n普通功放THD在（110%），高保真功放在1%之内。11/22/202226低频电子线路4.晶体管功率损耗11/22/202227低频电子线路2.9.2互补对称功率放大电路n互补对称功放电路是当前最常用的功放电路形式。n常应用于分立器件功放和集成电路的功放级。11/22/202228低频电子线路互补对称功放电路主要形式n有两大类：nOCL电路nOTL电路11/22/202229低频电子线路一、OCL电路n称为无输出电容器（OutputCapactitorless）功放电路。11/22/2022

7、30低频电子线路1、电路结构（图）11/22/202231低频电子线路OCL电路结构特点n双电源+Vcc、Vccn输出端直耦（0电位）11/22/202232低频电子线路互补对称的概念n互补：VT1是NPN，VT2是PNPn对称：VT1与VT2参数一致（、VBE、ICEO）11/22/202233低频电子线路CC电路n注意到VT1VT2均为CC电路（射随器）11/22/202234低频电子线路2、工作原理n在Vi处加入正弦波n当Vi为正时，VT1导通，VT2截止；电流流向（流过RL）上正下负。n当Vi为负时，VT2导通，VT1截止电流流向（流过RL）上负下正。n两管轮流导通（为乙类状态）“推挽

8、”合成正弦波。11/22/202235低频电子线路3、参数计算和波形（图）11/22/202236低频电子线路（1）最大不失真输出功率n其中为电压源利用系数，11/22/202237低频电子线路最大不失真输出功率n上式当尽限运用时，11/22/202238低频电子线路（2）电源提供直流功率n对VT1：n其中11/22/202239低频电子线路电源提供直流功率n对VT111/22/202240低频电子线路电源提供直流功率nVT1、VT2两管时11/22/202241低频电子线路（3）效率11/22/202242低频电子线路效率n当=1时达到最大11/22/202243低频电子线路（4）管子集电极

9、耗散功率及最大值11/22/202244低频电子线路管子集电极耗散功率及最大值n单管时11/22/202245低频电子线路管子集电极耗散功率及最大值n上式对求导，并令上式为零11/22/202246低频电子线路管子集电极耗散功率及最大值nn则11/22/202247低频电子线路管子集电极耗散功率及最大值n即时有最大管耗。11/22/202248低频电子线路继续分析n将代入11/22/202249低频电子线路管子集电极耗散功率及最大值n双管管耗n上式表明Pcm与Pom的关系。例如要求输出功率为10w时则只要选用两个额定管耗大于2w的管子就可以了。11/22/202250低频电子线路4、乙类功放的

10、交越失真问题（图）n乙类功放存在交越失真的问题。11/22/202251低频电子线路解决交越失真的甲乙类电路（图）11/22/202252低频电子线路解决交越失真的VBE扩展电路11/22/202253低频电子线路二OTL功放电路nOTLOutputtransformerless(无输出变压器)11/22/202254低频电子线路1、电路基本结构（图）11/22/202255低频电子线路电路特点n电路互补对称。n互补（NPN、PNP）n对称（参数一致）n管子组态为CC（射随器）。11/22/202256低频电子线路OTL电路特点n单电源（+Vcc）。n输出端接有大电容C耦合（相当负电源作用）。

11、n静态输出端（C内侧为VCC/2）。11/22/202257低频电子线路2、工作原理n输入端加正弦信号。n输入为正时，VT1导通、VT2截止，+Vcc供电，通过C（充电），与RL形成回路（上正下负）。n输入为负时，VT2导通VT1截止，C放电（Vc）经RL形成回路（上负下正）。n两管轮流导通（推挽），在负载上合成正弦波。11/22/202258低频电子线路波形图11/22/202259低频电子线路波形图11/22/202260低频电子线路3、基本计算n最大不失真输出功率n效率11/22/202261低频电子线路功率面积（图）11/22/202262低频电子线路基本计算n其它参数可以仿照OCL推

12、导出计算公式。11/22/202263低频电子线路三利用复合管做互补输出级n全互补管：n两个互补管类型、极性一致。n准互补管：n两个互补管类型、极性不一致。n两种类型的一致，而rbe不一致。11/22/202264低频电子线路全互补管与准互补管图11/22/202265低频电子线路电路分析n分析P102图2.9.10电路原理。11/22/202266低频电子线路其它电路11/22/202267低频电子线路其它电路11/22/202268低频电子线路高保真OCL功放（图）11/22/202269低频电子线路四集成功放n功放电路已可以制成集成电路。n集成功放获得广泛应用。n当很大功率的集成电路仍有

13、困难。仍需使用分立器件。11/22/202270低频电子线路1单片音频功放5G37n见图2.9.11(p103)n分析原理结构。11/22/202271低频电子线路2可接功率晶体管的集成功放n见图2.9.12(p104)n分析原理结构11/22/202272低频电子线路作业和补充作业n2.3.1n另：设功放电路如图所示，管子在输入信号vi作用下轮流导通。电源电压VCC1=VCC2=20V，负载RL=8，试计算（1）当输入信号vi=10V（有效值）时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给功率和效率；（2）当输入信号vim=VCC=20V时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给功率和效率。n提示：假定射随器的增益约为1，即管子导通时忽略发射结压降。11/22/202273低频电子线路补充电路图11/22/202274低频电子线路下节课预习n复习与习题课11/22/202275低频电子线路本小节结束（176）n谢谢！11/22/202276低频电子线路11/22/202277低频电子线路11/22/202278低频电子线路