第一篇：低頻功率放大器課程設計報告

《電路與模擬電子技術》

課程設計報告

低頻功率放大器

一、摘要

低頻功率放大器的主要應用是對音頻信號進行功率放大，本文介紹了具有弱信號放大能力的低頻功率放大器的基本原理、內容、技術路線。整個電路主要分為穩壓電源、前置放大器、功率放大器、波形變換電路共4 部分。穩壓電源主要是為前置放大器、功率放大器提供穩定的直流電源。前置放大器主要是實現電壓的放大。功率放大器實現電流、電壓的放大。波形變換電路是將正弦信號變換成規定要求的方波信號。設計的電路結構簡潔、實用，充分利用到了集成功放的優良性能。實驗結果表明該功率放大器在帶寬、失真度、效率等方面具有較好的指標、較高的實用性,為功率放大器的設計提供了廣闊的思路。

二、關鍵字

前置放大級電路

功率放大

穩壓電源電路

波轉換電路

三、總體設計方案論證及選擇

根據課設要求, 我們所設計的低頻功率放大器應由以下幾個部分組成：穩壓電路、前置放大、功率放大以及波形變換電路。下面對每個單元電路分別進行論證：

前置放大級：

設計要求前置放大輸入交流接到地時，RL=8?的電阻負載上的交流噪聲功率低于10mw因此要選用低噪音運放。本裝置選用的優質低噪音運放NE5532AI。設計要求輸入電壓幅度為5~700mV時，輸出都能以Po≥10W滿功率不失真輸出，信號需放大幾千倍，有考慮到運放的放大倍數與通頻帶的關系，故采用兩級放大，增益調節可用電位器手動調節，也可用自動增益控制，但考慮到題目中的“使用”倆字（例如輸入信號不是正弦信號，而是大動態音樂信號），本裝置采用手動增益調節。

功率放大級：

根據設計題目要求，在供原則的功率放大可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇好，參數恰當，元件性能優越，且制作和調試的號，則性能很可能高過較好的集成功效。許多優質功放是分立功放。但其中有一個元件出現問題或是搭配不當，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過載，過流，過熱等損壞還得加復雜的保護電路。

現在市場上也有很多性能優越的集成功放芯片，如TDA2040A,LM1875，TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡單，保護功能較完善，易制作易調試等特點，雖不及頂級功放的性能，但滿足并超過本設計的要求問題的。

綜上所述，考慮時間緊，在滿足要求的前提下，選擇易調試的集成功放。

我們熟悉的集成功放有TDA2040A，LM1875，TDA1514等，其中TDA2040A功率量不大，TDA1514外圍電路較復雜，且易自激。這兩種功放的低頻率特征都欠佳，LM1875外圍電路簡單，電路熟悉，低頻特性好，保護功能齊全。它的不足之處是高頻特性較差（BW<=70KHz），但對于本設計要求的50Hz~10KHz已足夠，因此選用LM1875作功放。

波形變換電路：

直接采用施密特觸發器進行變換與整形。而施密特電路可用高精度、高速運算電路搭接而成，也可采用專用施密特觸發器構成，還可以選用NE5532P電路構成。

通過比較，本課程設計中施密特電路采用高精度、高速運算放大器LF357構成。

自制穩壓電源：

本系統設計采用三端集成穩壓電源電路，選用LM7815、LM7915三端集成穩壓器。

四、設計方案的原理框圖

圖1 總體設計

放大通道正弦信號外供正弦信號源弱信號前置放大級變換電路正、負極性對稱方波 自制直流穩壓電源功率放大級RL=8Ω~220V50Hz

五、總體電路圖、接線圖及說明 XFG101C210uF2V318 V 683XDA1THDU2A1C458U3B710uF9R5850%050kΩKey=AXSC1Ext Trig+_A+_B+_10NE5532AI746R21MΩ0R415kΩR31kΩ4C347uF0R61MΩ14110R71kΩ12C547uF004NE5532AIR822kΩR9V4-18 V 1350%050kΩKey=A150

圖2 前置放大電路

說明：前置放大由兩級NE5532典型應用電路組成，各級均采用固定增益輸出衰減組成。要求當各級輸出不衰減，輸入Vp=5mV時，輸出Va.pp>=2.53V。

0V218 V 5XFG1514C5220uFU10C3100nFD11N400797+XSC1Ext Trig+_A_+B_8C710uF3R1100kΩ023LM1875T2R320kΩ6V1-18 V 0C2220uF0C4100nF0R21kΩ4D21N4007R48Ω10C6210uF0C147uF0

圖3 功率放大電路

說明：功率放大器選擇用集成功放LM1875，采用典型電路，此電路中R3，R2組成反饋網絡，C1為直流反饋電容，R1為輸入接地電阻，防止輸入電路時引入感應噪聲，C7為信號耦合電容，D1，D2為保護二極管，R4和C6組成退偶電路，防止功放產生高頻自激，C5，C2，C3，C4是電源退耦電容。

六、主要元器件選擇

1）穩壓電路中選用LM7815、LM7915三端集成穩壓器

2）因為LF357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應快等特點，所以在正弦波一方波轉換電路中采用集成運放LF357

3）在前置放大級電路中采用集成雙運放NE5532,在功率放大級中采用運放LM1875。

七、電路參數計算

前置放大計算

對于第一級放大，要求在信號最強時，輸出不失真，即Vp=700mV時，輸出Vom<11V(低于電源電壓1V)。所以

A1=Vom/Vp=11/0.7 =15.7 取A1=15.當輸入信號最小，即Vpp=10mV，而輸出不衰減時

V01.pp=A1*Vi.pp=15*10=150mA 第二級放大要求輸出V02.pp>2.53V,考慮到元件誤差的影響，取V02.pp=3V，而輸入信號最小為150mV，則第二級放大倍數是

A2 = V02.pp/ V01.pp=20 功率放大計算：

LM1875開環增益為26dB，即放大倍數 A=20

因為要求輸出到8Ω電阻負載上的功率P0>10 W。而 Vom=2Rl*P。=12.65V 加上功率管管壓降2V，則

V=Vom=12.65+2=14.65V 取電源電壓為15V

Icm=2P。*Rl=1.518A PV =2V * Icm/? =15.1W

八、Multisim仿真結果

前置放大

直流穩壓

功率放大

波形轉換

九、收獲與體會

通過此次課程設計鍛煉，我不僅深深體會到理論知識與實踐結合的不易，還深入了解并學會了一種簡單實用、成本低的低頻功率放大器的電路設計方法。課設過程中為了讓自己的設計更加完善，更加符合工藝標準，一次次翻閱熱處理方面的書籍是十分必要的，同時也是必不可少的。通過這次課程設計我也發現了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經過一番努力才得以解決。我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結合的重要意義。

十、參考文獻

[1] 胡翔駿 電路分析(第二版)北京：高等教育出版社 2007 [2] 華成英、童詩白 模擬電子學基礎（第四版）北京：高等教育出版社 2006 [3] 黃智偉 全國大學生電子設計競賽系統設計 北京：北京航空航天大學出版社 2006 [4] 夏路易、石宗義 電路原理圖與電路板設計教程 北京希望電子出版社 2002 [5] 谷麗華、辛曉寧、么旭東 實用低頻功率放大器的設計 沈陽化工學院學報 [6] 高玉良 電路與模擬電子技術 北京高等教育出版社

十一、附件

XSC3V120 Vrms 60 Hz 0° A+_BExt Trig+_+_D91N5402U1LM7815CTC7330nF5C810uFD11N5402D31N5402D21N5402D4C11N5402100nF03R1C31kΩ2.2mFC22.2mF0IC=35VIC=35VXSC1Ext Trig+D51N5402D71N54028D6+_A_B+_91N5402D8C41N5402100nFR21kΩC5D1001N5402C6132.2mFIC=35VU2LM7915CT002.2mFIC=35VXSC2Ext Trig+_11C1010uFC9330nF00A+_+B_0 圖2

直流穩壓電路

說明：直流穩壓電源部分為整個功放電路提供能量，根據設計的前置放大級電路和功率放大級電路的要求，僅需要穩壓電源輸出的一種直流電壓即+15V。因三端穩壓器具有結構簡單、外圍元器件少、性能優良、調試方便等顯著優點，故本設計中采用三端穩壓電路。兩組獨立的20V交流，經過橋堆整流，大電容濾波，再加0.1uF小電容濾掉電源中的高頻分量。考慮到制作過程中電源空載時的電容放電可在輸出電容并上1K大功率電阻。另外還要給7815，7915來獲得+15V、萬一輸入端短路，大電容放電會使穩壓塊由于反電流沖擊而損壞，加兩個二極管可使反相電流流向輸入端起保護作用。

V260V140XSC11R410kΩ2D21N4728A5R510kΩR6831Ext Trig+3C1818 V U1A330nF1824NE5532PV370C2-18 V 330nFU2A+_AB_+_R310kΩ700mVrms 1000 Hz 0° 30924NE5532P1kΩD1Key=A1N4728A050% 圖5 波形變換電路（NE5532P）

說明：將1KHZ的正弦波變為同頻率的對稱方波。因LF357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應快等特點，所以本課程設計中施密特電路采用高精度、高速運算放大器LF357構成，而NE5532運放做隔離用。

第二篇：高頻功率放大器_課程設計報告

河南理工大學課程設計報告書

高頻電子線路課程設計報告

設計題目：高頻功率放大器設計

專業班級 電信09-3 學 號 310908030305 學生姓名 董一含 指導教師 高 娜 教師評分

2012年6月13日

河南理工大學課程設計報告書

摘 要

高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的主要組件，用于發射機地末端。本課程設計的高頻功率放大器電路由兩極功率放大器組成，第一級為甲類功率放大器，第二級為丙類諧振功率放大器。分別對甲類功率放大器和丙類諧振功率放大器設計，通過給定的技術指標要求確定甲類功率放大器和丙類諧振功率放大器設計的工作狀態和計算出電路中各器件參數，從而設計出完整高頻功率放大器電路，再利用電子設計軟件multisim對電路仿真。

關鍵詞：甲類功率放大器、丙類功率放大器、multisim仿真。

河南理工大學課程設計報告書

目 錄 設計要求.............................................................................................................................1 1.1 已知條件....................................................................................................................1 1.2 主要技術參數............................................................................................................1 1.3 具體要求....................................................................................................................1 2 原理分析.............................................................................................................................2 3 電路設計.............................................................................................................................3 3.1 電路概要設計............................................................................................................3 3.2 丙類功率放大器設計................................................................................................3

3.2.1 放大器的工作狀態............................................................................................3 3.2.2 諧振回路及耦合回路的參數............................................................................4 3.2.3 基極偏置電路參數計算....................................................................................5 3.3 甲類功率放大器設計................................................................................................5

3.3.1 電流性能參數....................................................................................................5 3.3.2 靜態工作點........................................................................................................6 高頻功率放大器完整電路圖.............................................................................................7 5 電路仿真.............................................................................................................................8 6 設計心得...........................................................................................................................10

參考文獻..........................................................................................................................11 設計要求

1.1 已知條件

+VCC=+12V,晶體管3DG130的主要參數為PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶體管3DA1的主要參數為PCM=1W，ICM=750mA，VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。

1.2 主要技術參數

輸出功率P0≥500mW，工作中心頻率f0≈5MHz，效率η＞50%，負載RL=50Ω。

1.3 具體要求

分析高頻功率放大器原理，通過給定的技術指標要求確定甲類功率放大器和丙類諧振功率放大器設計的工作狀態和計算出電路中各器件參數，利用電子設計工具軟件multisim對電路進行仿真測試，分析電路的特性。原理分析

高頻功率放大器用于發射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發送功率的要求，然后經過天線將其輻射到空間，保證在一定區域內 的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃 分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器 通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調諧功率放大 器或諧振功率放大器。利用選頻網絡作為負載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，這是無線電發射機中的重要組成部分。根據放大器電流導通角θ的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型的功率放大器。電流導通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲類功放的θ=180，效率η最高也只能達到50%，而丙類功放的θ< 90o，效率η可達到80%，甲類功率放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。丙類功率放大器通常作為末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。圖1為丙類諧振功率放大器。

圖 1 丙類諧振功率放大器 電路設計

3.1 電路概要設計

本課程設計的高頻功率放大器由兩級功率放大器組成的高頻功率放大器電路，其中VT1 組成甲類功率放大器，晶體管VT2 組成丙類諧振功率放大器。從輸出功率P0≥500mW來看，末級功放可以采用甲類或乙類或丙類功率放大器，但要求總效率η＞50%，顯然不能只用一級甲類功放，但可以只用一級丙類功放。本課程設計采用的電路甲類功放選用晶體管3DG130,丙類功放選用3DA1。首先設計丙類功率放大器，再設計甲類功率放大器。

3.2 丙類功率放大器設計

3.2.1 放大器的工作狀態

為獲得較高的效率η及最大輸出功率P0。放大器的工作狀態選為臨界狀態，取，得諧振回路的最佳負載電阻Re為

為，集電極基波電流振幅，集電極電流脈沖的最大值Icm及）其直流分量Ic0，即 Icm= Ic1m / α1（=216mA，Ic0= Icm ·α0（）=54mA。

電源供給的直流功率PD為： PD=VCCIc0=0.65W。集電極的耗散功率PC'為： PC'=PD-P0=0.15W。放大器的轉換效率η為：η=P0/PD=77%。

若設本級功率增益AP=13dB（20倍），輸入功率Pi為Pi=P0/AP=25mW，基極余弦脈沖電流的最大值為Ibm（設晶體管3DA1的直流β=10）Ibm=Icm/β=21.6mA，基極基波電流的振幅Ib1m 為Ib1m=Ib1mα1(為。)=9.5mA，輸入電壓的振幅Vbm3.2.2 諧振回路及耦合回路的參數

在諧振功率放大器中，為滿足結它的輸出功率和效率的要求，并有較高的功率增益，除正選擇放大器的工作狀態外，還必須正確設計輸入和輸出匹配網絡，輸入和輸出匹配網絡在諧振功率放大器中的連接情況如圖2所示。無論是輸入匹配網絡還是輸出匹配網絡，它們都具有傳輸有用信號的作用，故又稱為耦合電路。對于輸出匹配網絡，在求它具有濾波和阻抗變換功能，即濾除各次分量，使負載上只有基波電壓；將外接負載RL 變換成諧振功放所要求的負載電阻R，以保證放大器輸出所需的功率。因此，匹配網絡也稱濾波匹配網絡。對于輸入匹配網絡，要求它把放大器的輸入阻抗變換為前級信號源所需的負載阻抗，使電路能從前級信號源獲得盡可能大的激勵功率。

圖 2丙類諧振功率放大器的匹配網絡

丙類功放的輸入輸出耦合回路均為高頻變壓器耦合方式，其輸入阻抗|Zi|可計算，輸出變壓器線圈匝數比為，取N3=2,N1=3。若取集電極并聯諧振回路的電容C=100pF，得回路電感為若采用的。的NXO-100鐵氧體磁環來繞制輸出耦合變壓器，可以計算變壓器一次線圈的總匝數N2，即由可得N2≈8。需要指出的是，變壓器的匝數N1、N2、N3的計算值只能作為參考值，由于電路高頻工作時分布參數的影響，與設計值可能相差較大。為調整方便，通常采用磁心位置可調節的高頻變壓器。

3.2.3

基極偏置電路參數計算

基極直流偏置電壓VB為

射極電阻RE2為 RE2=|VB|/ICO=20Ω。

取高頻旁路電容CE2=0.01μF。

3.3 甲類功率放大器設計

3.3.1 電流性能參數

由丙類功率放大器的計算結果可得甲類功率放大器的輸出功率PO'應等于丙類功放的輸入功率Pi，輸出負載Re'應等于丙類功放的輸入阻抗|Zi|，即PO'=Pi=25mW,Re'=|Zi|=86Ω。集電極的輸出功率P0為(若取變壓器效率ηT=0.8)P0=PO'/ηT≈31mW。

若取放大器的靜態電流ICQ=Icm=7mA，得集電極電壓的振幅Vcm及最佳負載電阻Re分別為 Vcm=2P0/Icm=8.9V，因射極直流負反饋電阻RE1為

。，取標稱值360Ω，得輸出變壓器匝數比為 匝數N1=6。，若取二次側匝數N2=2，則一次側 本級功放采用3DG12晶體管，設β=30，若取功率增益AP=13dB（20倍），則輸入功率Pi為 Pi=P0/AP=1.55mW，得放大器的輸入阻抗Ri為

Ri≈rb'b+βR3=25Ω+30×R3 若取交流負反饋電阻R3=10Ω則Ri=335Ω，得本級輸入電壓的振幅Vim為。

3.3.2 靜態工作點

由上述計算結果得到靜態時(Vi=0)晶體管的射極電位VEQ為VEQ=ICQRE1=2.5V，則VBQ=VEQ+0.7V=3.2V，IBQ=ICQ/β=0.23mA，若取基極偏置電路的電流I1=5IBQ，則R2=VBQ/5IBQ=2.8kΩ，取標稱值3kΩ。

在實驗時可以調整時取R1=5.1kΩ+10kΩ電位器。取高頻旁路電容CE1=0.022μF，輸入耦合電容C1=0.02μF。

高頻電路的電源去耦濾波網絡通常采用π形C1=0.002μFLC低通濾波器，L10,L20可按經驗取50~100μH，C10，C11，C20，C21按經驗取0.01μF。L10,L20可以采用色碼電感，也可以用環形磁心繞制。高頻功率放大器完整電路圖

將上述設計計算的元件參數按照圖所示電路進行安裝，然后再逐級進行調整。最好是安裝一級調整一級，然后兩級進行級聯。所示可先安裝第一級甲類功率放大器，并測量調整靜態工作點使其基本滿足設計要求，如測得VBQ=2.8V,VEQ=2.2V，則ICQ=6mA。再安裝第二級丙類功率放大器。測得晶體管3DA1的靜態時基極偏置VBE=0。

圖所示3為完整的高頻功率放大器電路圖。第一級為甲類功率放大器，第二級為丙類諧振功率放大器。

圖 3完整的高頻功率放大器電路圖 電路仿真

利用電子設計軟件multisim對電路仿真，根據圖3高頻功率放大器電路圖在軟件multisim中繪制出仿真電路圖，如圖4所示。

圖 4高頻功率放大器仿真電路圖

對電路進行仿真測試高頻放大器的放大效果，在輸入端輸入1KHZ的正弦波信號，由仿真電路圖在仿真示波器選擇B通道觀察輸入的1KHZ的正弦波信號，如圖5所示，輸入電壓Vi=326mV。

圖 5 1KHZ的正弦波信號

再觀察仿真示波器A通道的波形，即經高頻功率放大器放大的信號波形，如圖6所示，由仿真示波器可得輸出電壓Vo=2.282V。放大增益A=Vo/Vi=2282mV/326mV =7, 20LgA=20Lg7=16.9dB,故由Multism仿真測得設計的高頻功率放大器的電壓放大增益Av=16.9dB。

圖 6高頻功率放大器放大后的信號 設計心得

高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的主要組件,經過一周的對高頻功率放大器電路的設計使我對高頻電路課程有了更深一步的了解，課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。此次的高頻課設，不僅讓我加深了對電子電路理論知識的理解，還加強和同學交流溝通的能力，在設計電路時和同組成員共同討論解決問題，同時設計出的電路經過Multisim軟件仿真達到預期的放大效果，不僅讓小組所有成員共同獲得努力后成功的欣喜，而且了解了Multism軟件的使用。種種在此次學習到的知識或是能力必將有用于之后的學習或是將來的工作，這也是此次課程設計的目的所在。

參考文獻

[1]張肅文.高頻電子線路（第四版）[M].北京：高等教育出版社,2004 [2]張肅文.高頻電子線路（第五版）[M].北京：高等教育出版社,2009 [3]曾興雯，劉乃安，陳健.高頻電路原理與分析（第四版），西安：西安電子科技大學出版社,2006 [4]楊霓清.高頻電子線路實驗及綜合設計[M］．機械工業出版社,2009 [5]鈴木憲次(日).高頻電路設計與制作[M］．科學出版社,2005

第三篇：實驗三 低頻功率放大器

實驗三

低頻功率放大器——OTL功率放大器

（即原資料的實驗十六）

一、實驗目的

1、進一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2、加深理解OTL電路靜態工作點的調整方法。

3、學會OTL電路調試及主要性能指標的測試方法。

二、實驗儀器

1、雙蹤示波器

2、萬用表

3、毫伏表

4、直流毫安表

5、信號發生器

三、實驗原理

圖16-1 OTL功率放大器實驗電路

圖16-1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，因此具有輸出電阻低，負載能力強等優點，T1管工作于甲類狀態，適合于作功率輸出級。它的集電極電流IC1由電位器RW1進行調節。IC1的一部分流經電位器RW2及二極管D，給T2、T3提供偏壓。調節RW2，可以使T2、T3得到合適的靜態電流而工作于甲、乙類狀態，以克服交越失真。靜態時要求輸出端中點A的電位UA?1UCC，可以通過調節RW1來實現，又由于RW1的一端接在A點，因此在2電路中引入交、直流電壓并聯負反饋，一方面能夠穩定放大器的靜態工作點，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（用嗽叭作為負載RL，嗽叭接線如下：

只要把輸出Uo用連接線連接到插孔LMTP即可），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，以得到大的動態范圍。由于信號源輸出阻抗不同，輸入信號源受OTL功率放大電路的輸入阻抗影響而可能失真，R0作為失真時的輸入匹配電阻。調節電位器RW2時影響到靜態工作點A點的電位，故調節靜態工作點采用動態調節方法。為了得到盡可能大的輸出功率，晶體管一般工作在接近臨界參數的狀態，如ICM，U（BR）CEO和PCM，這樣工作時晶體管極易發熱，有條件的話晶體管有時還要采用散熱措施，由于三極管參數易受溫度影響，在溫度變化的情況下三極管的靜態工作點也跟隨著變化，這樣定量分析電路時所測數據存在一定的誤差，我們用動態調節方法來調節靜態工作點，受三極管對溫度的敏感性影響所測電路電流是個變化量，我們盡量在變化緩慢時讀數作為定量分析的數據來減小誤差。※OTL電路的主要性能指標：

1、最大不失真輸出功率Pom

21UCC理想情況下Pom?，在實驗中可通過測量RL兩端的電壓有效值，來求得實際的

8RL2U0

Pom?

（16-1）

RL2、效率η

??Pom?100%

（16-2）PEPE—直流電源供給的平均功率

理想情況下ηmax＝78.5%。在實驗中，可測量電源供給的平均電流Idc（多測幾次I取其平均值），從而求得

PE?UCC?Idc（16-3）

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。

四、實驗內容

1、關閉系統電源。按圖16-1正確連接實驗電路。

2、用動態調試法調節靜態工作點，先使RW2＝0，Us接地。

3、打開系統電源，用萬用表測量Ａ點（即LTP2）電位，調節電位器RW1，使UA?

4、關閉系統電源。斷開US接地線，連接信號源輸出和US。

5、打開系統電源。調節信號源輸出f=1KHz、峰峰值為50mV的正弦信號作為Us，逐漸加大輸入信號的幅值，用示波器觀察輸出波形，此時，輸出波形有可能出現交越失真（注意：沒有飽和和截止失真）

6、緩慢增大RW2，由于RW2調節影響A點電位，故需調節RW1，使UA?1UCC。21UCC（在2Us=0的情況下測量）。從減小交越失真角度而言，應適當加大輸出極靜態電流IC2及IC3，但該電流過大，會使效率降低，所以通過調節RW2一般以50mA左右為宜（即測量LTP4和LTP2，或LTP6和LTP2之間的電壓為110mV左右為宜)。注意：

①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。

②輸出管靜態電流調好，如無特殊情況，不得隨意旋動RW2的位置。

測量最大輸出功率Pom

1、按上述的實驗步驟調節好功率放大電路的靜態工作點。

2、關閉系統電源。連接信號源輸出和US。輸出端接上嗽叭即RL。

3、打開系統電源。調節信號源輸出f=1KHz、30mV的正弦信號Ｕs，用示波器觀察輸出電壓ＵO波形。逐漸增大Ui，使輸出電壓達到最大不失真輸出，通過觀察示波器得到Uom的峰峰值，再用公式Uom?Uom峰峰值求出Uom的有效值，用萬用表的歐姆檔測出RL的22阻值，最后下面公式計算出Pom。

2Uom

Pom?

RL注意：萬用表的歐姆檔測出RL的阻值的時候，關閉系統電源，斷開電路連線。

五、實驗數據

六、問題與結論

1、為何OTL電路會出現交越失真？

第四篇：低頻功率放大器概述

第4章 低頻功率放大器

【課題】

4.1低頻功率放大器概述

【教學目的】

1．了解低頻功率放大器基本要求。2．掌握功率放大器的三種工作狀態。3．了解功率放大器的常用耦合方式。【教學重點】

1．低頻功率放大器基本要求。2．低頻功率放大器的分類。【教學難點】

1．低頻功率放大器基本要求。2．功率放大器的三種工作狀態。【教學參考學時】

1學時 【教學方法】

講授法 【教學過程】

一、引入新課

1．復習電壓放大器主要任務。

2．列舉低頻功率放大器的應用：如擴音系統或收音機電路中的功放電路。

二、講授新課

4.1.1低頻功率放大電路的基本要求

功率放大器作為放大電路的輸出級, 具有以下幾個特點和基本要求： 1．能向負載輸出足夠大的不失真功率

由于功率放大器的主要任務是向負載提供不失真的信號功率，因此，功率放大器應有較高的功率增益，即應有較高的輸出電壓和較大的輸出電流。

2．有盡可能高的能量轉換效率

功率放大器實質上是一個能量轉換器，它將電源供給的直流能量轉換成交流信號的能量輸送給負載，因此，要求其轉換效率高。

3．盡可能小的非線性失真

由于輸出信號幅度要求較大，功放管（三極管）大都工作在飽和區與截止區的邊沿，因此，要求功放管的極限參數ICm、PCm、V（BR）CEO等除應滿足電路正常工作外還要留有一定余量，以減小非線性失真。4．功放管散熱性能要好

直流電源供給的功率除了一部分變成有用的信號功率以外，還有一部分通過功放管以熱的形式散發出去（管耗），因此，降低結溫是功率放大器要解決的一個重要問題。4.1.2低頻功率放大器的分類

1．按電路工作狀態分類（1）甲類功放電路

甲類功放電路中的功放管始終工作在三極管輸出特性曲線的線性部分如圖4.1（a）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管始終導通，故電路輸出波形失真小，但因靜態時，功放管處于導通狀態，且靜態電流（ICQ）較大，電路轉換效率較低，理想情況下最大效率達50%。

（2）乙類功放電路

乙類功放電路在靜態時，功放管處于截止狀態，如圖4.1（b）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管只在輸入信號的半個周期內導通的。因此，電路需用兩只參數基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號。由于靜態電流為零，電路轉換效率較高，理想情況下可達78.5%，但因電路輸出波形存在交越失真（注：該內容將在4.2 常用低頻功率放大器中學習），需解決失真問題。

（3）甲乙類功放電路

甲乙類功放電路在靜態時，功放管處于微導通狀態，如圖

4.1（c）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管只在輸入信號的大半個周期內導通。與乙類功率放大器電路一樣，需用兩只參數基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號。由于靜態時管子仍然處于導通狀態，因此，在輸入信號很小時，兩個功放管同時都工作，克服了交越失真。電路轉換效率略低于乙類，原因是靜態時電路中仍有很小的電流，電路會消耗部分電源功率。

圖4.1 功放管的三種工作狀態 2．按耦合方式分類

（1）阻容耦合功放電路——功放電路輸出端通過耦合電容連接負載，如：OTL功放電路。（2）變壓器耦合功放電路——功放電路輸出端通過變壓器連接負載。變壓器具有阻抗變換作用，可使負載獲得最大功率，但由于有變壓器體積大、損耗大、頻率特性差等不足之處，目前應用不多。

（3）直接耦合功放電路——功放電路輸出端無需通過任何元件而直接與負載相連，如：OCL功放電 路及集成功放電路。

三、課堂小結

1．低頻功放電路的基本要求。2．低頻功放電路的分類。

四、課堂思考

P97思考與練習題1、2、3。

五、課后練習

P108

一、填空題：1~4；

二、判斷題：2；

三、選擇題：1~4。

第五篇：專業英語低頻功率放大器翻譯

低頻功率放大器（G題）

湖北師范學院 吳 龍 霍姣姣 許成龍

賽前輔導教師：彭 琦 周兆豐 田開坤 曹庭水 文稿輔導教師:侯向鋒 張學文

摘要：本設計主要由低噪聲放大電路、帶阻濾波電路、信號放大電路、功率放大電路、峰值檢波電路、單片機控制、AD轉換、LCD顯示、穩壓電源等電路組成。低噪聲放大電路選取甚低噪聲寬帶高精度運算放大器OP37，并采用并聯負反饋結構，具有良好的抗共模干擾能力。帶阻濾波器在50Hz頻率點輸出功率衰減≥6dB，阻帶頻率范圍為43～57Hz，有效濾除了工頻噪聲的干擾。功率放大電路采用的是雙MOS晶體管的甲乙類推挽放大電路。設計的低頻功率放大器的通頻帶為6Hz～150kHz，很好地完成了通頻帶的擴展。該設計采用的電路結構簡單，選取的器件價格便宜。測試結果表明，該低頻功率放大器可以很好地實現對低頻信號的放大作用，具有較高的實用性，其輸出帶寬、功率、效率等都達到了較高的指標，為低頻功率放大器的設計提供了廣闊的思路。關鍵詞：功率放大器、OP37、MOS晶體管、輸出功率

Low frequency power amplifier(G)Hubei Normal University Wu dragon Huo Jiaojiao Xu Chenglong Pre-game counseling teachers: Peng Qi Zhou Zhaofeng Tian Kaikun Cao Tingshui presentation counseling teacher : Hou Xiangfeng Zhang Xuewen Abstract: mainly by the design of the low noise amplifier circuit, filter circuit, a signal amplifying circuit, a power amplification circuit, a peak detection circuit, SCM control, AD conversion, LCD display, regulated power supply circuit.Low noise amplifier circuit selection very low noise wideband high precision operational amplifier OP37, and the use of parallel negative feedback structure, with good anti interference capability.Band stop filter in50Hz frequency point output power attenuation was more than 6dB, the stopband frequencies in the range of 43~ 57Hz, effectively filtering the power frequency interference 1

noise.Power amplifying circuit using the double MOS transistor class AB push-pull amplifier circuit.Design of low-frequency power amplifier passband is 6Hz ~150kHz, done a good bandwidth expansion.The design adopts the circuit structure is simple, the selected device cheap.The test results show that, the low frequency power amplifier can realize the on the low frequency signal amplifying function, with high practicality, its output bandwidth, power, efficiency of all reached a high index, for low frequency power amplifier design provides a broad thinking.Key words: power amplifier, OP37, MOS, output power transistor