2016模拟电路基础（电工版）授课教案：低频功率放大电路概述（一）.docVIP

模拟电路基础授课教案 低频功率放大电路概述（一） 目标：了解功放的概念、特点、要求和分类 理解OCL电路的工作原理 能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路（Power amplifier），简称功放。 一、 功率放大电路特点和要求 1．功率放大电路的特点 从能量控制的观点来看，功率放大电路与电压放大电路都属于能量转换电路，均将电源的直流功率转换成被放大信号的交流功率。两种电路的比较如下表所示： 电 路 适用信号 主要分析方法 主要研究对象 电压放大电路 小信号 微变等效电路法 、、 功率放大电路 大信号 图解法、工程估算法 、 2．对功率放大电路的要求 （1）应有足够大的输出功率。 （2）效率要尽可能的高。 （3）非线性失真要小。 （4）功率放大管要采取散热等保护措施。 二、功率放大电路的分类 1．按静态工作点分类： 分类 甲(A)类 乙(B)类 甲乙(AB)类 Q点 在负载线中点附近 在截止区 接近于截止区 特点 大，大，低，≤50%。 高，失真大 高，静态时管子微微导通。 图５.1.1 各类功率放大电路的静态工作点及其波形 a）工作点位置 b）甲类波形 c）甲乙类波形 d）乙类波形 2．按信号频率分类 (1)低频功放 (2)高频功放 三、低频功率放大电路的主要技术指标 1．最大输出功率Pom 输出功率Po等于输出电压与输出电流的有效值乘积，即 Po= Iom表示输出电流振幅，Uom表示输出电压振幅。 最大输出功率Pom是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率。 2．效率η(Efficiency) η就是负载上得到的有用信号功率Po与电源供给的直流功率PV之比，即。 3．非线性失真系数THD(Total harmonic distortion) THD用来衡量非线性失真的程度，即： 式中，Im1、Im2、Im3…和Um1、Um2、Um3…分别表示输出电流和输出电压中的基波分量和各次谐波分量的振幅。 四、OCL电路 双电源互补对称电路又称无输出电容（Output capacitorless）的功放电路，简称OCL电路，其原理电路如图5.2.1 a所示。图中V1、V2为导电类型互补（NPN PNP）且性能参数完全相同的功放管。两管均接成射极输出电路以增强带负载能力，为双电源互补对称功放电路。 图5.2.1 OCL基本原理电路 a)基本原理电路 b)输入信号波形 c)输出信号波形 1．静态分析 静态时，两管零偏而截止, 故静态电流为零，又由于两管特性对称，故两管输出端的静态电压为零。 2．动态工作情况 电路输入如图5.2.1b所示的正弦信号。(1)在ui正半周， V1 Je正偏而导通，V2 Je反偏而截止，各极电流如图(a)中实线所示。(2)在ui负半周,V1 Je反偏截止，V2 Je正偏导通，各极电流如图中虚线所示。 V1、V2两管分别在正、负半周轮流工作，负载RL获完整的正弦波信号电压，如图5.2.1c所示。 3．电路特点 这种电路的结构对称，两管互相补偿、轮流导通工作，故称为互补对称电路（或互补推挽电路）。 作业 1.低频功率放大电路、电压放大电路各有何特点? 2.对功率放大电路的要求有哪些？ 3.功率放大电路是如何分类的？ 4.画出OCL电路图，并简述其工作原理。 低频功率放大电路概述（二） 目标：了解OTL电路的组成 理解OTL电路的工作原理 OTL电路的组成 T3管组成电压放大级，Rc1为其集电极负载电阻。 D1、D2是二极管偏置电路，为T1、T2提供一定的偏置电压。 T1、T2组成互补对称电路。T1、T2对称，静态时，K点电位应为Vcc/2.(电容C很大，满足RLC2T，具有隔直作用) T3的偏置由K点电压经过R2R1提供形成直流负反馈，稳定静态工作点。 工作原理 与OCL电路相似。 输入信号电压的负半周，经T3倒相放大，T3集电极电压瞬时极性为“正”，T1正偏导通，T2反偏截止。经T1放大后的电流经C送给负载，并对C充电。RL上获得正半周电压。 输入信号的正半周，经T3倒相放大，T3集电极电压瞬时极性为“负”，T1反偏截止，T2正偏导通，C放电，经T2放大的电流由该管集电极经RL和C流回发射极，负载RL上获得负半周电压。 输出电压的最大幅度约为Vcc/2。 作业 画出OTL电路图，并简要说明各组成部分的作用。 简述OTL电路（单电源供电）的工作原理。 功率放大器的输出功率大是由于什么？ 单电源（+12V）供电的OTL功放电路，在静态时输出耦合电容两端的直流电压为（ ） A.0V B. +6V C. +12V 5