厦门大学电子技术实验十三OTL功率放大安装和调试

实验报告实验名称：实验十三OTL功率放大安装和调试系别：班号：实验组别：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：指导教师意见：目录二、实验原理................................................................................3三、实验仪器................................................................................5四、实验内容及数据....................................................................51、设计电路：........................................................................52、安装OTL放大器：........................................................63、静态工作点的调试：.....................................................64、测量OTL功率放大器的指标：.....................................65、试听..................................................................................11五、误差分析...........................................................................11六、实验总结...........................................................................11一、实验目的1、掌握OTL功率放大器的工作原理及其设计要点；2、掌握OTL功率放大器的安装、调整与性能的测试。二、实验原理采用PNP和NPN互补晶体管组成的无输出变压器互补推挽（OTL）功率放大电路，具有频率响应好，非线性失真小，效率高等优点，获得了广泛的应用。本实验采用的OTL功率放大电路如图1所示，它包括前置放大级BG1，推动级BG2和互补推挽输出级BG3、BG4。前置放大级为甲类RC耦合电压放大器，在发射极加有电压串联负反馈，以改善音质，提高稳定性。R1为输出音量调节电位器。由于前置级工作在小信号电压放大状态，静态工作电流IC1可取小一些以减少噪音，一般取：IC1≈0.3~0.1mA1V＜VCEQ1≤1/3EC推动级要提供足够大的激励功率互补推挽功率输出级，所以推动级的静态工作电流应足够大，一般取IC2≥（3~5）IB3MAX式中IB3MAX为输出功率最大是输出级的基极激励电流。为了提高输出级正向输出幅度，把BG2的集电极负载电阻R8接到放大器的输出端经RL接电源正端，以获得自举的效果。为了克服输出级的交叉失真，在BG3，BG4两管的基极之间接有二极管D和电阻R9组成的偏置电路，其中二极管D同时起偏置的温度补偿作用，电容C5为相位校正电容，以防止产生高频寄生振荡。功率放大器的输出功率为：)(812为电源电压利用系数式中：KKREPLCO当K≈1时，输出功率最大，为POMAX≈E2C/8RL考虑到晶体管的饱和压降因素，一般取：K≈0.65~0.7.对该电路的电压增益，考虑到它加有电压串联负反馈，并满足AVOF＞＞1，所以中频段电压增益为：AV≈1/F=(R12+R6)/R6本实验要求达到如下技术指标：1.不失真输出功率PO≥500mV2.电压增益AV≥37dB3.非线性失真D≤10％4.三分贝上限频率fH≥20kHz5.三分贝下限频率fL≤100Hz三、实验仪器1.示波器1台2.函数信号发生器1台3.直流稳压电源1台4.数字万用表1台5.交流毫伏表1台四、实验内容及数据1、设计电路：按照本实验要求达到的目标，完成图一实验电路中有关的设计和计算；仿真电路：2、安装OTL放大器：按图一电路图安装焊接一个OTL功率放大器，焊接前要检查各元件质量及有源器件的管脚、极性，并做好焊接前的元件处理工作，安装时要求元件排列整齐，焊点牢靠美观3、静态工作点的调试：安装完毕，经检查无误后，方可通电调试工作点。（1）接上9V电源，用万用表电流档测量电路的总电流IA，如IA=小于10mA，则可直接给OTL加上9V电源，进行各级静态工作点的调试，测量值填入表一；若IA大于20mA，则应切断电源，检查电路故障原因，并排除之。（2）调整R2使BG1=静态工作点达到设计值，VC1=3~6V（3）调整R11使互补推挽输出级中点电压为4.5V左右4、测量OTL功率放大器的指标：（1）最大不失真输出功率：指允许失真度为10%时的输出功率。OTG功率放大器的输入信号Vip-p=100mV（f=2kHz）。用示波器观察输出波形。旋转音量电位器R1逐步增大输出信号幅度，在波形刚出现失真时，测出最大输出电压Vo。由：Po=V02/RL得最大不失真输出功率。表1OTL各级静态工作点晶体管各级电压BG1BG2BG3BG4基极电压VB(V)1.0020.9084.6833.590发射极电压VE(V)0.3920.2384.1274.129集电极电压VC(V)4.79935869.0100.006计算VBE(V)0.6100.6700.556-0.539仿真值：BG1BG2BG3BG4（2）电压增益：调节R1使输出功率为500mW（对应于RL为8Ω时，输出电压VO≈2V），测量这时BG1的基极输入电压Vi，由AV=VO/Vi求的电压增益。VOViAV1.987V0.0288V69.0仿真：（3）频率特性：1)测量在f=2kHZ，PO=500mW时的输出电压VO值。2)在保持输入信号幅度不变的前提下（函数信号发生器输出幅度不变，RL位置不变）降低信号频率直到OTL功率放大器输出电压幅度下降3分贝（即为0.707VO），这时的信号频率即为该放大器的下限频率。3)在保持输入信号幅度不变的前提下升高信号频率，直到OTL功率放大器的输出幅度下降3分贝（即为0.707VO），这时的信号频率即为该放大器的上限频率。VOf上限f下限1.987V35.6kHz89Hz仿真：5、试听：在调整测试完毕后，将大小合适的音乐信号送OTL功率放大器的输入端，试听该功率放大器的音质好坏。试听效果很好(^ω^)喵。五、误差分析1、实验仪器本身存在的系统误差，测得的数据存在一定误差。比如信号发生器输出信号不稳定、数字万用表测量的误差、示波器自身的误差。2、测量中肉眼观察波形是否失真会有一定误差，比如示波器显示的波形会受到桌面振动之类的外界因素影响。3、实验所用元件与其标称值之间存在一定误差。4、误差在允许范围内，放大器试音效果良好。六、实验总结1、通过这次的实验，我们学会了在板上焊接电路。2、一开始焊接时焊点不够好，导致部分电路元件接触不良，经过仔细修正，最终解决了这个问题。焊接时要注意尽量使焊点呈锥形，确保电路元件接触良好，不要虚焊。3、在实验时，要注意观察示波器，保证电路处于正常放大状态，电路输出波形不能失真。