OTL功率放大器实验报告

湖北师范学院计算机科学与技术学院实验报告课程：电子技术基础（模拟部分）姓名：学号：专业：班级：1204时间：2013年12月15日七．OTL功率放大电路一、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。图7－1OTL功率放大器实验电路二、试验原理图7－1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，T2,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽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Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合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=1/2UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.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C0充电,在Ui的正半周,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0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.OTL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=UCC2/8RL,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=UO2/RL。2.效率=POM/PE100%PE－直流电源供给的平均功率理想情况下,功率Max=78.5%.在实验中,可测量电源供给的平均电流Idc,从而求得PE=UCCIdc,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8．晶体三级管3DG6×1（9100×1）3DG12×1（9031×1）3CG12×1（9012×1）晶体二极管2CP×18欧喇叭×1，电阻器、电容器若干仿真环境：Multisim10集成开发环境四，实验内容在整个测试过程中，电路不应有自激现象。1。按图7－1连接实验电路，电源进入中串人直流毫安表，电位器RW2置为最小值，RW1置中间位置。接通+5V电源，观察毫安表指示，同时要手触摸输出级管子，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，或管子性能不好等）。如无异常现象，可开始调试。1.静态工作点的调试1）调节输出端中点电位UA调节电位器RW1，用直流电压表测量A点电位，使RA＝1/2UCC。2）调整输出极静态电流用测试各级静态工作点调节RW2，使T2、T2管的IC2＝IC3＝5－10mA。从减小义越失真角度而言，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，因此测量得的是整个放大器的电流。但一般T1的集电极电流IC1较小，从而可以把测得的总电流近似当作示末级的静态电流。如要准确得到末级静态电流，则可以从总晾中减去IC1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：没有饱和和载止失真），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，此时直流毫安表计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7－1。表7－1IC2＝IC3＝8mAUA＝2.5VT1T2T3UB(v)0.9483.221.75UC(v)0.1625.000UE(v)1.752.472.47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，一得随意旋动RW2的位置。2．最大输出功率POM和效率n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，用交流毫伏表没出负载RL上的电压UOM，则POM＝UOM2/RL2）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Iac（有一定误差），即此可近似求得PE＝UCCICC，再根据上面没得的POM，即可求出n=POM/PE。IdcPEPom效率n52mA0.26W0.1058W40.6%3．输入灵敏度测试根据输入灵敏度的定义，只要测出功率PO＝POM时的输入电压值Ui即可。Ui=30Ma4．频率响应的测试测试方法同实验二。记入表7－2。表7－2Ui＝15mVFLFOFHF（Hz）2550100500750100010K1M15M30MUO(v)0.0870.1780.3260.6250.6510.6590.6520.6010.5600.559AV8173363656665605656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）测量有自举电路，且PO＝POMAX时的电压增益AV＝UOM/Ui。2）半C2开路，R短路（无自举），再测量PO＝POMAX的AV。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。分析：自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管，自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．本实验中自举电路的作用是使两三极管有一定电压差，从而可以在两个半个周期中分别进入放大状态.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，本电路若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。(略)五、实验小结1.本实验中的电路是OTL低频功率放大电路，T1组成推动级，T2,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。T1在整个周期都是处于放大状态，T2、T3则分别只有半个周期处于放大状态。2.电路工作原理是将直流功率转化为交流功率，来提高电源的效率。3.本次试验并不成功，实验得出的效率与理论结果相隔偏大，原因可能与输入信号的频率和Rw1、Rw2的调节有关。