OTL功率放大器实验资料报告材料.docx

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OTL功率放大器实验资料报告材料

湖北师学院

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）

：

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×1

　8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7－1　IC2＝IC3＝8mA　UA＝2.5V

T1

T2

T3

UB（v）

0.948

3.22

1.75

UC（v）

0.162

5.00

0

UE（v）

1.75

2.47

2.47

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/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＝UCCICC，再根据上面没得的POM，即可求出n=POM/PE。

Idc

PE

Pom

效率n

52mA

0.26W

0.1058W

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

FLFOFH

F（Hz）

25

50

100

500

750

1000

10K

1M

15M

30M

UO（v）

0.087

0.178

0.326

0.625

0.651

0.659

0.652

0.601

0.560

0.559

AV

8

17

33

63

65

66

65

60

56

56

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。