實驗十六 低頻功率放大器(Ⅰ)

1、實驗十六低頻功率放大器（） OTL 功率放大器 一、實驗目的1、 進一步理解OTL功率放大器的工作原理2、 學會OTL電路的調試及主要性能指標的測試方法 二、實驗原理圖161所示為OTL 低頻功率放大器。其中由晶體三極管T1組成推動級（也稱前置放大級），T2、T3是一對參數(shù)對稱的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補推挽OTL功放電路。由于每一個管子都接成射極輸出器形式，因此具圖161 OTL 功率放大器實驗電路有輸出電阻低，負載能力強等優(yōu)點，適合于作功率輸出級。T1管工作于甲類狀態(tài)，它的集電極電流IC1由電位器RW1進行調節(jié)。IC1 的一部分流經電位器RW2及二極管D， 給T2、T3提供偏

2、壓。調節(jié)RW2，可以使T2、T3得到合適的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類狀態(tài)，以克服交越失真。靜態(tài)時要求輸出端中點A的電位，可以通過調節(jié)RW1來實現(xiàn)，又由于RW1的一端接在A點，因此在電路中引入交、直流電壓并聯(lián)負反饋，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點，同時也改善了非線性失真。當輸入正弦交流信號ui時，經T1放大、倒相后同時作用于T2、T3的基極，ui的負半周使T2管導通（T3管截止），有電流通過負載RL，同時向電容C0充電，在ui的正半周，T3導通（T2截止），則已充好電的電容器C0起著電源的作用，通過負載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。C2和R 構成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度

3、，以得到大的動態(tài)范圍。OTL 電路的主要性能指標1、 最大不失真輸出功率P0m理想情況下，在實驗中可通過測量RL 兩端的電壓有效值，來求得實際的。 2、 效率 PE 直流電源供給的平均功率理想情況下，max 78.5 。在實驗中，可測量電源供給的平均電流IdC ，從而求得PEUCC·IdC，負載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計算實際效率了。 3、 頻率響應詳見實驗二有關部分內容 4、 輸入靈敏度 輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時，輸入信號Ui之值。 三、實驗設備與器件 1、 5V直流電源 5、 直流電壓表 2、 函數(shù)信號發(fā)生器 6、 直流毫安表 3、 雙蹤示波器 7、

4、頻率計 4、 交流毫伏表 8、 晶體三極管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013) 3CG12 (9012) 晶體二極管 IN4007 8揚聲器、電阻器、電容器若干 四、實驗內容在整個測試過程中，電路不應有自激現(xiàn)象。 1、 靜態(tài)工作點的測試按圖161 連接實驗電路，將輸入信號旋鈕旋至零（ui=0）電源進線中串入直流毫安表，電位器 RW2置最小值，RW1 置中間位置。接通5V 電源，觀察毫安表指示，同時用手觸摸輸出級管子，若電流過大，或管子溫升顯著，應立即斷開電源檢查原因（如RW2 開路，電路自激，或輸出管性能不好等）。如無異?，F(xiàn)象，可開始調試。 1) 調節(jié)輸出端中點電位UA 調節(jié)電位

5、器RW1 ，用直流電壓表測量A 點電位，使。 2) 調整輸出極靜態(tài)電流及測試各級靜態(tài)工作點調節(jié)RW2 ，使T2、T3管的IC2IC3510mA。 從減小交越失真角度而言，應適當加大輸出極靜態(tài)電流，但該電流過大，會使效率降低，所以一般以510mA左右為宜。由于毫安表是串在電源進線中， 因此測得的是整個放大器的電流，但一般T1的集電極電流IC1 較小，從而可以把測得的總電流近似當作末級的靜態(tài)電流。如要準確得到末級靜態(tài)電流，則可從總電流中減去IC1之值。調整輸出級靜態(tài)電流的另一方法是動態(tài)調試法。先使RW20，在輸入端接入f1KHz的正弦信號ui。逐漸加大輸入信號的幅值，此時， 輸出波形應出現(xiàn)較嚴重的

6、交越失真（注意：沒有飽和和截止失真），然后緩慢增大RW2 ，當交越失真剛好消失時，停止調節(jié)RW2 ，恢復ui0 ，此時直流毫安表讀數(shù)即為輸出級靜態(tài)電流。一般數(shù)值也應在510mA左右，如過大，則要檢查電路。輸出極電流調好以后，測量各級靜態(tài)工作點，記入表161。表161 IC2IC3 mA UA2.5VT1T2T3UB(V)UC(V)UE(V)注意： 在調整RW2 時，一是要注意旋轉方向，不要調得過大，更不能開路，以免損壞輸出管 輸出管靜態(tài)電流調好，如無特殊情況，不得隨意旋動 RW2的位置。 2、 最大輸出功率P0m 和效率的測試 1) 測量Pom輸入端接f1KHz 的正弦信號ui，輸出端用示波器

7、觀察輸出電壓u0波形。逐漸增大ui，使輸出電壓達到最大不失真輸出，用交流毫伏表測出負載RL上的電壓U0m ，則 。 2) 測量當輸出電壓為最大不失真輸出時，讀出直流毫安表中的電流值，此電流即為直流電源供給的平均電流IdC（有一定誤差），由此可近似求得 PEUCCIdc，再根據上面測得的P0m，即可求出。3、輸入靈敏度測試根據輸入靈敏度的定義，只要測出輸出功率P0P0m 時的輸入電壓值Ui即可。 4、 頻率響應的測試測試方法同實驗二。記入表162。 表162 Ui mV fL f0 fHf(Hz)1000U0(V)AV在測試時，為保證電路的安全，應在較低電壓下進行，通常取輸入信號為輸入靈敏度的5

8、0。在整個測試過程中，應保持Ui為恒定值，且輸出波形不得失真。 5、研究自舉電路的作用 1)測量有自舉電路，且P0P0max 時的電壓增益 2)將C2開路，R 短路（無自舉），再測量P0P0max 的AV。用示波器觀察1)、2)兩種情況下的輸出電壓波形，并將以上兩項測量結果進行比較，分析研究自舉電路的作用。 6、噪聲電壓的測試測量時將輸入端短路(ui0) ，觀察輸出噪聲波形，并用交流毫伏表測量輸出電壓，即為噪聲電壓UN，本電路若UN15mV，即滿足要求。 7、試聽輸入信號改為錄音機輸出，輸出端接試聽音箱及示波器。開機試聽，并觀察語言和音樂信號的輸出波形。 五、實驗總結 1、 整理實驗數(shù)據，計算靜態(tài)工作點、最大不失真輸出功率P0m、效率等，并與理論值進行比較。畫頻率響應曲線。 2、 分析自舉電路的作用。 3、 討論實驗中發(fā)生的問題及解決辦法。 六、預習要求 1、 復習有關OTL 工作原理部