OTL功率放大器

北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验一、实验目的进一步理解OTL功率放大器的工作原理。学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。2231331北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验二、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（也称前置放大级），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，它的集电极电流由电位器进行调节。的一部分流经电位器及二极管D，给T2、T3提供偏压。调节，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，可以通过调节CCAU21UC1IW1RW2RW2RC1I北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验来实现，又由于的一端接在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时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极，的负半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载，同时向电容充电，在的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器起着电源的作用，通过负载放电，这样在上就得到完整的正弦波。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。W1RiuiuLRoCiuoCLRLR2C北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验图12－1OTL功率放大器实验电路北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验OTL电路的主要性能指标最大不失真输出功率理想情况下，，在实验中可通过测量两端的电压有效值，来求得实际的。效率η—直流电源供给的平均功率理想情况下，ηmax＝78.5％。在实验L2CComRU81PL2OomRUP100%PPηEomEP1122omPLR北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验中，可测量电源供给的平均电流，从而求得，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。频率响应详见实验二有关部分内容。输入灵敏度输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号之值。dcI3344iU北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验三、实验内容在整个测试过程中，电路不应有自激现象。按图12－1连接实验电路，将输入信号旋钮旋至零（）电源进线中串入直流毫安表，电位器置最小值，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、静态工作点的测试0uiW2RW1RW2R北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验1)调节输出端中点电位调节电位器，用直流电压表测量A点电位，使。2)调整输出极静态电流及测试各级静态工作点调节，使T2、T3管的＝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，因此测得的是整个放大器的电流，但一般T1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。CCAU21UAUW1RW2R3C2CIIC1IC1I北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验调整输出级静态电流的另一方法是动态调试法。先使，在输入端接入的正弦信号。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，当交越失真刚好消失时，停止调节，恢复，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。输出极电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表12－1。0W2Rzk1fHiuW2RW2R0ui北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验T1T2T3UB(V)UC(V)UE(V)表12－1IC2＝IC3＝mA，UA＝2.5V注意：①在调整时，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。W2R北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验2、最大输出功率和效率η的测试1)测量输入端接的正弦信号，输出端用示波器观察输出电压波形。逐渐增大，使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载上的电压，则20mOmLUPRomPomPzk1fHiuOuiuLRomU北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验2)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（有一定误差），由此可近似求得，再根据上面测得的，即可求出。EOmPPη3、输入灵敏度测试根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率时的输入电压值即可。mOOPPdcIomPiU北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验4、频率响应的测试测试方法同实验二。记入表12－2。fLf0fHf(Hz)1000U0(V)AV表12－2＝mV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，应保持为恒定值，且输出波形不得失真。iUiU北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验5、研究自举电路的作用1)测量有自举电路，且时的电压增益2)将C2开路，R短路（无自举），再测量的。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。i0mVUUAmax00PPmax00PPVA北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验6、噪声电压的测试测量时将输入端短路()，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，本电路若＜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。0uiNUNU北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验四、预习要求1、复习有关OTL工作原理部分内容。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？W2R北方民族大学电工电子实验中心模拟电子技术实验五、实验要求1、整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率、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omP