OTL互补对称功率放大器的研究.doc

姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩 实验名称 OTL互补对称功率放大器的研究 1.实验目的 （1）加深理解互补对称电路的结构及工作特点。 （2）掌握互补对称电路产生交越失真的原因，以及消除交越失真的方法。 （3）掌握互补对称电路的性能参数的调测方法。 2.总体设计方案或技术路线 功率放大器的功能是给负载提供足够大的信号功率，并能高效率地实现能量的转换。它广泛应用于通信系统和各种电子设备中。功率放大器与电压放大器从能量转换的角度来看，是完全相一致的，它们都是在三极管的控制作用下,按输入信号的变化规律将直流电源的电压、电流和功率转换成相应变化的交流电压、电流和功率传送给负载。但电压放大器是在不失真的前提下要求电压放大器有足够大的输出电压，主要是对微弱的小信号电压进行放大，要求有较高的电压增益；而功率放大器则是对经过电压放大后的大信号的放大，要求它在允许 的失真度条件下为负载提供足够大的功率和尽可能高的效率，放大器件几乎工作在极限值状态。因此，功率放大器的构成及电路的性能指标与小信号电压放大电路有所不同。 OTL电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图为单电源OTL互补对称功率放大电路。电路中T1是推动级（电压放大，也叫激励级），其中R1、R2是T1的基极偏置电阻，Re为T1发射极电阻，Rc为V1集电极负载电阻，它们共同构成V1的稳定静态工作点；T2、T3组成互补对称功率放大电路的输出级，且T2、T3工作在乙类状态；C2为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻和带负载的能力。 本次试验是针对下图电路的静态工作点的的测试，以及最大输出功率和效率的测定。 3.实验电路图 4. 仪器设备名称、型号 数字万用表 交流毫伏表 示波器 函数信号发生器 直流稳压电源 电阻（1KΩ两个 100Ω两个 2KΩ一个510Ω一个） 电位器（10KΩ 一个） 电解电容器（10μF一个100μF两个 1000μF一个） 整流二极管1N4007 两个 晶体管 （9012一个 9013两个） 导线若干 理论分析或仿真分析结果 1）OTL功率放大电路采用单电源供电=12v。 2）三极管、为NPN型选用9013，三极管为PNP型选用9012，。 3）电阻为2千欧姆，电阻为滑动变阻器大小是10千欧姆,为100欧姆,为1千欧姆，为510欧姆，为1千欧姆。 4）二极管、为IN4001。 5）电容为100uF，电容为1000uF，电容为100uF，电容为10uF。 仿真实验结果展示 (1)调节电位器电阻值在5.2千欧姆，并测量A点电位，此时A点电位为的一半。此时测量各级静态工作点。 再在输入端加上频率为1KHZ 峰峰值为20mv的正弦波，观察输出波形如下图所示，出现交越失真。 继续调节电位器电阻值，发现增加至9.0千欧姆时交越失真恰好消失。输出波形如下图所示。 此时恢复=0,得到静态电流为7.6mA. (2)最大输出功率和效率的测量 详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） 静态工作点的测试：电源线串入毫安表，将电位器置于阻值最小处，接通12 V电源，观察毫伏表，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或者升温明显，应立即断开电源检查原因。如无异常，开始调试。 (调节输出端中点电位：用万用表测A点电位，是其值为的一半。 (调节输出级静态电流及测试各级静态工作点，调节电位器，使和的为5到10毫安左右。 1.02V 4.294V 3.698V 3.595V 11.96V 0.04V 389.7mV 3.760V 3.797V 调节电位器的过程中发现当阻值为5千欧姆左右时，出现了交越失真，此时为频率是1千赫兹、幅度为20.0mV的正弦波。记录波形如下 继续调节电位器至8.2千欧姆时，发现交越失真恰好消失，记录此时波形图如下。 最大输出功率及效率的测量 取上组的电阻取值，调节,使输出电压达到最大不是真输出。测量两端电压约为1.376V，而此时测得的静态电流为508.9μA，而电源输出电压为12V 因此计算可得=UI=6.107mw 最大输出功率=/=4.403mw 所以计算可得效率为72.098%，与理论值相比偏小。 实验结论 静态工作点的测量: 并且测得各级静态工作点。 并且在电位器阻值调至5千欧姆左右时发生交越失真，此时改变输入波的峰峰值，发现增加至68.2mv时出现了饱和失真。继续调节，电阻值在8.2千欧姆