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实验十一_____互补对称功率放大器(1)OTL功率发大器.doc

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资源描述
电子线路实验指导书 5 实验十一 低频功率放大器OTL 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12—1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级(也称前至放大级),T2、T3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,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态,它的集电极电流Icl由电位器RW1进行调节。Icl的一部分流经电位器RW:及二极管D,T2、T3提供偏压。调节RW2,可以使T2、T3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UA=(1/2)Ucc,可以通过调节RW1来实现,又由于RW1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Ui时,经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容Co充电,在Ui的正半周,T3导通(T2截止),则已充好电的电容器Co起着电源的作用,通过负载RL放电,这样在RL上就得到完整的正弦波。 C2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。 0TL电路的主要性能指标 1. 最大不失真输出功率Pom 理想情况下 Pom=(1/8)(U2cc/RL) 在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的 Pom=U2o/ RL 2.效率η η=(Pom/PE)*100% PE一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Idc,从而求得PE=Ucc·Idc,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Ui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 3.双踪示波器 7. 频率计 4.交流毫伏表 8.晶体三极管3DG6×1(9013×1)3DGl2×1(9013×1) 3CG12×1(9012×1)晶体二极管22CP×1 8Ω喇叭×1,电阻器、电容器若干 四、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12—1连接实验电路,电源接线中串入直流毫安表,电位器RW1置最小位,RW2置中间位置。接通+5V电源,观察毫安表指示,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Rw2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。 1)调节输出端中点电位UA 调节电位器RW2,用直流电压表测量A点电位,使UA=(1/2)Ucc 2)调整输出极静态电流及测试各级静态工作点 调节RW2,使T2、T3管的Ic2=Ic3=5—10mA。从减小交越失真角度而言,应适当加大输出极静态电流,但该电流过大,会使效率降低,所以一般以5—10mA左右为宜。由于毫安表是串在电源进线中,因此到得的是整个放大器的电流。但一般Tl的集电极电流Ic1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Icl之值。 调整输出级静态电流的另一方法是动态调试法。先使RW2=0,在输入端接入f=1KHz的正弦信号Ui。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RW2,当交越失真刚好消失时,停止调节RW2,恢复Ui=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5—10mA左右,如过大,则要检查电路。 输出级电流调好以后,测量各级静态工作点,记入表12—l。 表12-1 Ic2=Ic3= mA UA=2.5v T1 T2 T3 UB(V) UC(V) UE(V) 注意:①在调整RW2时,一是要注意旋转方向,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RW2的位置。 2.最大输出功率Pom和效率η的测试 1)测量Pom 输入端接f=1KHz的正弦信号Ui,输出端用示波器观察输出电压Uo波形。逐渐增大Ui,使输出电压达到最大不失真输出,用交流毫伏表测出负载RL上的电压Uom,则Pom=U2om/RL 。 1) 测量η 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Iac(有一定误差),由此可近似求得PE=UccIdc再根据上面测得的Pom,即可求出,η=Pom/PE 3.输入灵敏度测试 根据输入灵敏度的定义,只要调出输出功率Po=Pom时的输入电压值Ui即可。 4.频率响应的测试 测试方法同实验二。记入表12—2。 表12-2 Ui= mV fL fo fH F(Hz) 1000 Uo(V) Au 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%。在整个测试过程中,应保持Ui为恒定值,且输出波形不得失真。 5. 研究自举电路的作用 1)测量自举电路,且Po=Pomax时的电压增益Au=Uom/Ui 2)将C2开路,R短路(无自举),再测量Po=Pomax的Au。 用示波器观察1)、2)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. 噪声电压的测试 测量时将输入端短路(Ui=0),观察输出噪声波形,并用交流毫伏表测量输出电压,即为噪声电压UN,电路若UN<15mV,即满足要求。 7.试听 输入信号改为录音机输出,输出端接试听音箱及示波器。开机试听,并观察语言和音乐信号的输出波形。 五、实验报告 1.整理实验数据,计算静态工作点、最大不失真输出功率Pom、效率η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。 六、预习要求 1,复习有关OTL工作原理的内容。 2.为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围? 3.交越失真产生的原因是什么?怎样克服交越失真? 4.电路中电位器RW2如果开路或短路,对电路工作有何影响? 5.为了不损坏输出管,调试中应注意什么问题? 6.如电路有自激现象,应如何消除?
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