乙类互补推挽放大器设计.doc

电子应用系统CDIO一级项目
设计说明书

题 目 ：乙类互补推挽放大器设计
专业班级 ：
学生姓名 ：
学 号：
指导教师 ：
设计周数 ：

设计成绩 ：

2012年6月18日

1、CDIO设计要求
本次CDIO设计题目如下：
运用课程《电子线路》的非线性部分相关知识及课外资料，设计一个符合要求的、合理的乙类互补推挽功率放大器。
设计要求为：
1. 电源电压U=10~15V
2. 输入阻抗Z≥1KΩ
3. 输出负载R=8Ω
4. 输出功率P=1~5W
5. 放大倍数X≥20倍
6. 带宽f =100~200KHZ
7. 无失真
8. multisin仿真结果
2、CDIO设计正文
2.1 功率放大电路
功率放大电路着眼于较大的输出。其特点是在同样的供电电压下有着较大的电流输出能力，即具有较大的“负载能力”。在实际应用中，需要功率放大电路的场合很多。例如带动电机的转动、仪表的指示、继电器的动作、天线的发射、扬声器的发声等。要实现这些控制，就要在电压放大之后，在用功率放大电路提供负载所需要的足够的电功率。
2.2 功率放大电路的特性
1、有足够大的功率输出
2、非线性失真小
3、效率高
2.3 功率放大电路的分类
1、按功放管的工作状态分为甲类、乙类、甲乙类和丙类
2、按工作频率的高低分为低频功率放大电路和高频功率放大电路
3、按负载的性质分为非谐振功率放大电路和谐振放大电路
4、按电路结构分为单管功率放大电路、变压器耦合推挽功率放大电路和无变压器的功率放大电路
2.４ 乙类互补推挽功率放大电路
推挽的意思是两个晶体管一推一拉的工作。如下图是乙类互补对称推挽功率放大电路的原理电路。T1、T2分别为ＮＰＮ和ＰＮＰ型三极管，他们的特性要相同。信号从两个晶体管的基极输入，从公共射极输出，为负载电阻。这个电路可以看成是由两个射极输出器组合而成。由于半导体三极管的发射结处于正向偏置它才能导通，因此，当输入信号ｕ处于正半周时，Ｔ２截止，Ｔ１导通并处于放大状态，由电流流过负载；而当输入信号处于负半周时，Ｔ１截止，Ｔ２处于放大状态，由电流流过负载，由此便在负载上产生完整的电压波形。由于两个晶体管的特性相同，相互弥补了对方的不足，又工作在乙类状态，因此，这种电路称为乙类互补对称功率放大电路。这种电路也叫ＯＣＬ电路，意思是无输出电容的功率放大电路。

图１　互补对称电路

2.5电路结构及各种失真情况的解决方案
在构成乙类互补推挽功率放大器的实际电路中，必须考虑偏置，失真，功率管配对和保护等问题。
2.5.1 一般所用的放大电路由推挽电路构成，简单的推挽电路如下图：
图2 交越失真波形情况况

为了克服这种失真，必须在输入端为两管加合适的正偏电压，使上下两电路传输特性起始段的弯曲部分就可以相互补偿，合成传输特性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。如下图

图3 加偏置的互补推挽电路
2.5.2 实现电路
主要实现电路由前端电压放大的甲类放大器和后端电流放大的推挽电路构成，为典型的乙类单电源推挽功率放大器，最终实现功率的放大，电路原理图和仿真图如下所示：

图4 乙类互补推挽功率放大电路原理图

图5 multisim仿真图
2.5.3 仿真结果
通过对电路图各个参数的调整最后得到如下结果：

图6 仿真结果和数据
由上图可以看出输出不失真，输入阻抗、输出功率都达到了设计要求。
3. 设计总结和结论

4. 参考文献
⑴ 谢嘉奎.电子线路.非线性部分（第四版）.北京：高等教育出版社，2010
⑵ 段九州，放大电路实用设计手册.辽宁科学技术出版社.2002
⑶ 谢嘉奎.电子线路.线性部分（第四版）.北京：高等教育出版社，2009
⑷ 方维.高荔.电路与电子学基础.第二版.科学出版社.2005

课程设计
评 语

课程设计
成 绩

指导教师
（签字）

年 月 日

7