中職電子線路第七章-低頻功率放大器教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件(中職）電子線路第七章_低頻功率放大器教學(xué)課件第七章 低頻功率放大器教學(xué)目標(biāo)第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類第二節(jié) 互補對稱功率放大器第三節(jié) 集成功率放大器介紹教學(xué)目標(biāo)1.掌握OTL和OCL功放的組成、工作原理及主要功能。2.理解典型功放集成電路的引腳功能及應(yīng)用。3.了解低頻功放的作用、要求和分類。返回第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類一、功率放大電路的基本要求1.有足夠的輸出功率為了獲得足夠大的輸出功率，除了輸入大的激勵信號外，還要求功放管的電壓、足夠大，接近極限運用狀態(tài)。但選用功放管時不要超過它的極限參數(shù)2.效率要高功率放大電路是利用三極管的電流控制作用，把電

2、源的直流功率轉(zhuǎn)換成交流輸出功率的下一頁返回第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類3.非線性失真要小由于三極管是在大信號狀態(tài)下工作，它們的動態(tài)范圍必將超越線性放大范圍，因而產(chǎn)生的非線性失真比較大。一般情況下，輸出功率越大，非線性失真就越嚴(yán)重。要求非線性失真小，就必須限制輸出功率。4.功率管的散熱功率放大電路工作時，電源提供的直流功率一部分轉(zhuǎn)換成交流輸出功率，另一部分損耗在三極管的集電結(jié)上，使三極管溫度升高。我們可以利用散熱裝置提高三極管的集電極最大耗散功率，如圖7 -1和圖7 -2所示下一頁返回上一頁第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類二、功率放大器的分類1.根據(jù)放大電路所設(shè)置靜態(tài)工作點的不同

3、進(jìn)行分類可分為甲類、乙類、甲乙類以及丙類等工作狀態(tài)。四種工作狀態(tài)的波形如圖7 -3(a),(b), (c)(d)所示。(1)甲類放大狀態(tài)整個輸入信號周期內(nèi)都有電流通過效率只有30%左右，最高只能達(dá)到50%下一頁返回上一頁第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類(2)乙類放大狀態(tài)只在輸入信號的半個周期內(nèi)工作。效率最高可達(dá)到78.5% 主要缺點是存在交越失真。(3)甲乙類放大狀態(tài)介于甲類放大狀態(tài)和乙類放大狀態(tài)之間，交越失真得到改善，且效率也較高;常用的互補對稱式低頻功率放大電路均工作在此種狀態(tài)。下一頁返回上一頁第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類(4)丙類放大狀態(tài)電流流通的周期小于半個周期最高效率

4、可達(dá)到85 %主要用于無線發(fā)射機中作為高頻功率放大器2.根據(jù)功率放大器的電路形式不同分類根據(jù)功率放大器的電路形式不同分類，可分為:變壓器耦合功率放大器;單電源互補對稱功率放大器(OTL電路);雙電源互補對稱功率放大器(OCL電路);集成功率放大器。下一頁返回上一頁第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類三、功率放大器的性能指標(biāo)1.輸出功率輸出功率是指功放電路輸送給負(fù)載的功率。(1)額定功率：它指在一定的諧波范圍內(nèi)功放長期工作所能輸出的最大功率(2)最大輸出功率：當(dāng)不考慮失真大小時，功放電路的輸出功率可遠(yuǎn)高于額定功率，還可輸出更大數(shù)值的功率，它能輸出的最大功率稱為最大輸出功率下一頁返回上一頁第一節(jié)

5、 低頻功率放大器的基本要求和分類2.頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)反映功率放大器對音頻信號各頻率分量的放大能力3.失真失真是重放音頻信號的波形發(fā)生變化的現(xiàn)象。波形失真的原因和種類有很多，主要有諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真等。4.動態(tài)范圍放大器不失真的放大最小信號與最大信號電平的比值就是放大器的動態(tài)范圍。該比值使用dB來表示兩信號的電平差下一頁返回上一頁第一節(jié) 低頻功率放大器的基本要求和分類5.信噪比信噪比是指聲音信號大小與噪聲信號大小的比例關(guān)系，將功放電路輸出聲音信號電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的大小。6.輸出阻抗和阻尼系數(shù)(1)輸出阻抗功放輸出端與負(fù)載(揚聲器)所表現(xiàn)出的等效內(nèi)阻抗稱為功

6、放的輸出阻抗。(2)阻尼系數(shù) 是指功放電路給負(fù)載進(jìn)行電阻尼的能力。返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器互補對稱功率放大器具有兩種形式:（1）無輸出變壓器的功率放大器，采用單電源供電的方式，常稱為OTL電路（2）無輸出電容的功率放大器，采用雙電源供電的方式，常稱為OCL電路下一頁返回第二節(jié) 互補對稱功率放大器一、雙電源互補對稱功率放大電路(OCL電路)1.電路組成電路如圖7 -4所示功放電路接成射極輸出的形式，使輸出電阻小，無須變壓器耦合就能與低阻抗負(fù)載實現(xiàn)較好的阻抗匹配，從而在負(fù)載上得到較大的輸出功率，如圖7 -5所示。下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器2.工作原理靜態(tài)時：輸出點電壓V

7、A=0, VA稱為中點電位動態(tài)時： 輸入信號在正半周：VT1導(dǎo)通，VT2截止，RL上輸出Vo的正半周輸入信號在負(fù)半周： VT2導(dǎo)通，VT1截止，RL上輸出Vo的負(fù)半周VT1， VT2交替工作，互相合成而工作的放大器稱為互補對稱功率放大器，也稱為互補推挽功率放大器下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器3.輸出功率和效率(1)輸出功率Po在理想情況下，可認(rèn)為則最大輸出功率Pom下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器(2)效率:是輸出功率和電源提供功率的比值設(shè)電源消耗的功率用PEM表示，則4.交越失真及消除方法使輸出電流在正、負(fù)半周交接處產(chǎn)生的失真稱之為交越失真。下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補

8、對稱功率放大器消除交越失真的靜態(tài)偏置電路常用的有二極管串聯(lián)電路和VBE倍增電路。(1) 二極管串聯(lián)電路，如圖7 -6 ( a)所示二極管對互補管溫度補償原理是:因為二極管是負(fù)溫度系數(shù)元件，當(dāng)環(huán)境溫度上升時，互補管的, ICEO 增大，使得靜態(tài)電流會有上升的趨勢，而二極管的管壓降卻隨溫度升高略有下降，從而使互補管的靜態(tài)電流保持穩(wěn)定。(2) VBE倍增電路，如圖7 -6 ( b)所示 下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器二、單電源互補對稱功率放大電路(OTL電路)圖7 -7所示為OTL電路的基本結(jié)構(gòu),兩管對稱靜態(tài)時，中點電位VA=VA=1/2VCC, 兩個管子均截止Vi正半周時， VT1導(dǎo)通

9、，VT2截止，RL上輸出Vo的正半周輸入信號在負(fù)半周： VT2導(dǎo)通，VT1截止，RL上輸出Vo的負(fù)半周負(fù)載可獲得的最大功率為下一頁返回上一頁第二節(jié) 互補對稱功率放大器三、實用的OTL功放電路如圖7 -8所示，它主要由激勵放大級和功率放大級組成。(1)激勵放大級：工作在甲類狀態(tài)(2)功率放大輸出級：四、復(fù)合互補對稱功放電路圖7 -9所示電路為實用的復(fù)合互補對稱OTL功放電路。返回上一頁第三節(jié) 集成功率放大器介紹集成功放具有輸出功率大、體積小、使用方便等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在收音機、電視機和通信設(shè)備方面，成為通用性較強的重要元件。SHM1150 II型集成功放的內(nèi)部簡化電路如圖7 -10所示。V1, V2, I1組成電流源差分放大電路；V4,R8組成射極跟隨器， V5組成以I2為有源負(fù)載的共射電路；V7, V8組成互補對稱電路V6, R9, R10組成VBE倍增電路返回圖7-1 功率管外形返回 圖7-2 功率管安裝散熱片返回 圖7-3(a)(b) 功率放大電路的