OTL功率放大器实验报告.docx
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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:
电子技术根底〔模拟局部〕
姓名:
学号:
专业:
班级:
1204
时间:
2021年12月15日
七.OTL功率放大电路
、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。
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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Ti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的一局部流经电位器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Rwi来实现,又由于Rwi的一端接在A点,因此在电路中引入脚.直流电压并联负反响,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Ti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Co充电,在Ui的正半周“3导通〔T2截止〕,那么已充好的电容器Co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二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.效率二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Ide,从而求得Pe=UccIde,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
3DG6x1〔9100x1〕3DG12x1〔9031x1〕
3CG12x1〔9012x1〕晶体二极管2CPx1
8欧喇叭x
1,
电阻器、电容器假设干
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,假设电流过大,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Rwi,用直流电压表测量A点电位,使Ra=1/2U©
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Ti的集电极电流Ici
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,那么可以从总晾中减去Ici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,那么要检查电路。
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=
T1
T2
T3
Ub(v)
Uc(v)
0
Ue(v)
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。
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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,使输出电压到达最大不失真输
出,用交流毫伏表没出负载Rl上的电压Uom,那么
Pom=Uom2/Rl
2〕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=Ucclcc,再根据上面没得的Pom,即可求出
n=PoM/PE。
Ide
Pe
Pom
效率n
52mA
40.6%
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=30Ma
4.频率响应的测试
测试方法同实验二。
记入表7-2。
表7-2Ui=15mV
Fl
Fo
Fh
F(Hz)
25
50
100
500
750
100
10K
1M
15
30
0
M
M
Uo(v)
7
8
6
5
1
9
2
1
0
9
Av
8
17
33
63
65
66
65
60
56
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+F输出厂一
Y〞557dB±+樹输入拧-
在测试时,为保证电路的平安,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/U]。
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
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■R2'60m
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JJkD..
R3、iono„
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,本电路假设UnV15mV,
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,Ti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那么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。
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- OTL 功率放大器 实验 报告