功率放大器及其应用课件

第第 5 章章 功率放大器及其应用功率放大器及其应用 实训实训5 推挽功率放大器的组装与测试推挽功率放大器的组装与测试(一)实训目的(1)通过组装测试，初步了解推挽功率放大器的组成及工作特点。(2)通过观察功放对管的电流波形，初步认识推挽电路中两功放管交替导通的工作过程，为后面的理论学习打下“感性认识”的基础。第 5 章 功率放大器及其应用 实训5 功率放大器及其应用课件(三)实训原理1.功率放大器的分类功率放大器的分类按照功率放大管（简称功放管）静态工作点Q位置的不同，功率放大器的工作状态可分为三类。2.推挽功率放大器推挽功率放大器功率放大器的主要任务是向负载提供足够大的不失真功率,同时要有较高的效率。为了输出较大功率,功放管的工作电流、电压的变化范围往往很大。为了提高效率，可将放大电路做成推挽式电路，并将功放管的工作状态设置为甲乙类，以减小交越失真（关于交越失真的含义可暂不研究，待实训后思考），如实图5.1所示。(三)实训原理图中，电路结构对称，两个功放管V1、V2特性一致。其工作过程为：在输入信号的正半周，V1导通、V2截止，在输出变压器原边上半个绕组中产生电流，耦合到副边，在负载RL中产生半个周期输出信号；在输入信号的负半周，V2导通，V1截止，在输出变压器原边下半个绕组中产生电流，耦合到副边，在负载RL中产生另半个周期输出信号。这样在一个信号周期内，V1、V2“一推一挽”，轮流工作，便在负载上输出一个完整的信号波形。这个工作过程在实训中要重点体会。图中，电路结构对称，两个功放管V1、V2特性(四四)实训内容实训内容1.调整静态工作点调整静态工作点(1)将直流毫安表接入电路。调节电位器RP，使两管的集电极电流（即毫安表的读数）为3mA左右。(2)将f=1kHz的正弦电压信号接到输入变压器原边，用示波器观察负载两端的输出电压波形。逐渐加大输入信号幅度，直到负载上输出波形刚好不失真为止。用毫伏表测出此时负载的端电压有效值Uo，并读取直流毫安表的指示IC。(四)实训内容2.观察放大器的输出波形及两功放管的电流波形观察放大器的输出波形及两功放管的电流波形逐渐加大输入信号电压，直到输出电压波形刚好不失真为止，观察并描出负载两端不失真的最大输出电压波形。再观察此时Re1及Re2上的电压波形，由此描出两个管子的iC波形。观察时注意比较两管的电流峰值是否相等，电流相位之间有何关系。将输入变压器中心抽头B点接地，观察并描出输出电压波形（此时波形有交越失真）。(五五)实训报告实训报告(1)整理数据。用式 2.观察放大器的输出波形及两功放管的电流波分别计算放大器的最大输出功率Pom、电源供给的功率PU及效率。(2)绘出所观察的波形图。(3)根据波形图,简述两个功放管交替工作、在负载上完成波形合成的工作过程。(4)参考输入变压器中心抽头B点接地时的输出电压波形图,试推测产生交越失真的原因。(六六)思考题思考题 分别计算放大器的最大输出功率Pom、电源供给5.1.1 功率放大器的特点功率放大器的特点1.输出功率足够大输出功率足够大 为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。2.效率要高效率要高功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。3.非线性失真要小非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区，造成输出波形的非线性失真，因此，功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。5.1.1 功率放大器的特点5.1.2功率放大器的分类功率放大器的分类功率放大器通常是根据功放管工作点选择的不同来进行分类的，分为甲类放大、乙类放大和甲乙类放大等形式。当静态工作点Q设在负载线线性段的中点、在整个信号周期内都有电流iC通过时，称为甲类放大状态，其波形如图5.1.1(a)所示。若将静态工作点Q设在截止点，则iC仅在半个信号周期内通过，其输出波形被削掉一半，如图5.1.1(b)所示，称为乙类放大状态。若将静态工作点设在线性区的下部靠近截止点处，则其iC的流通时间为多半个信号周期，输出波形被削掉少一半，如图5.1.1(c)所示，称为甲乙类放大状态。5.1.2功率放大器的分类功率放大器及其应用课件5.2 变压器耦合功率放大器变压器耦合功率放大器5.2.1单管功率放大器单管功率放大器图5.2.1(a)所示为变压器耦合单管功率放大器的典型电路。它的输入端和前级之间用一个输入变压器耦合，而输出端和负载之间用一个输出变压器耦合。变压器既起隔直流、通交流的作用，又起阻抗变换的作用。利用输出变压器耦合进行阻抗变换，将接在变压器副边的负载电阻RL变换（折算）到变压器原边，可得出其等效交流电阻RL为5.2 变压器耦合功率放大器 5.2.1功率放大器及其应用课件式中，k=N1/N2为变压器的变比。由此式可知，只要适当选择输出变压器的变比，就可以得到合适的RL阻值，从而在负载上获得较大的输出功率。常用的一些负载如扬声器、电动机、电磁继电器等线圈的电阻仅为几欧至十几欧，若将其不经变换而直接接入集电极电路，是不能得到足够功率的，因而一般须进行阻抗变换。例5.2.1设图5.2.1（a）中负载RL为8的扬声器，集电极电流交流分量的有效值Ic=10mA，输出功率Po=20mW。试求输出变压器的变比。若扬声器直接接入集电极电路中，可得到多大功率？式中，k=N1/N2 为变压器的变比。由此若扬声器直接接入集电极电路中，得到的功率为Po=可见，扬声器直接接入集电极，由于其本身阻抗太小，其获得的功率很小。图5.2.1（a）中，输入变压器的作用也是耦合和阻抗变换，而电容Cb、Ce为交流旁路电容。下面对电路的输出功率及效率进行分析估算。若扬声器直接接入集电极电路中，得到的功率1.最大不失真输出功率最大不失真输出功率 Pom功放电路的最大不失真输出功率，是指在正弦信号输入下，失真不超过额定要求时，电路输出的最大信号功率，用放大电路的最大输出电压有效值和最大输出电流有效值的乘积来表示，或用最大输出电压幅值和最大输出电流幅值乘积的一半来表示静态时，考虑到输出变压器原边的电阻很小，发射极电阻Re也很小，均可忽略，则晶体管的直流负载线应是一条与横轴交于UCE=UCC点、几乎与横轴垂直的直线，如图5.2.1(b)所示。静态工作点Q的位置以输出功率的要求而定，可以通过调整Rb1、Rb2的分压比来改变偏流IBQ，从而定出ICQ及UCEQ。1.最大不失真输出功率 Pom为了获得尽可能大的输出功率，可将Q点提高到靠近PCM（集电极最大允许耗散功率）线附近。动态时，交流等效电阻为RL(RL），故交流负载线是一条通过静态工作点Q、斜率为-1/RL的直线，其斜率取值多少应以输出功率既最大又不失真为最佳，此时的RL称为最佳负载电阻。为此，其静态工作点的位置必须处于交流负载线的中点，即工作于甲类放大状态。只有这样，输出电压、电流才能在线性放大区有最大振幅，才能输出最大不失真功率。理想情况下，略管子的饱和压降UCES、穿透电流ICEO并使管子尽限运用时，其最大集电极发射极交流电压幅值UCEM约等于UCC，其最大集电极交流电流幅值ICM约等于ICQ，交流负载线是与横轴交于2UCC、与纵轴交于2ICQ的斜线，如图5.2.1(b)所示 为了获得尽可能大的输出功率，可将 Q 点提高此时的输出功率最大。在这样条件下，根据交流负载线的斜率可得出交流等效电阻RL=在 图 5.2.1（b）中，最 大 输 出 电 压 有 效 值 为UCEM=，最大输出电流有效值为ICM/，故其最大不失真输出功率为这就是变压器耦合甲类功率放大器的最大不失真输出功率Pom的表达式，显然，Pom为图中三角形ABQ的面积。此时的输出功率最大。在这样条件下，根据交流负2.效率效率前已指出，功率放大器的效率是指负载得到的信号功率Po和电源供给的功率PU之比，即式中，PU为直流电源提供的功率，为 2.效率 式中，PU为直流电源提供的功由式(5.2.5)可知，功率放大器工作在甲类状态时，其电源供给的功率PU与输出信号电流iC无关，仅与电源电压UCC及静态电流ICQ有关。也就是说，无论有无信号输入输出，电源供给的功率是固定不变的。由此也可得出，这类功放电路的输出功率越大，电路的效率就越高。当电路输出最大不失真功率时，效率最高，其值为-m=此式说明，甲类功率放大器的最高效率为50%。应该说明，这个数值只是个理想效率。在实际电路中，由于存在变压器损耗、管子饱和压降及Re上压降等原因，实际效率还要低些。比如，设变压器的效率为T（小型变压器的T一般为0.750.85），则放大器最大输出功率时的总效率应为 由式(5.2.5)可知，功率放大器工作在甲类m=mT(5.2.7)3.管耗管耗PT功放电路的管耗PT主要是功放管消耗的功率，发生在集电结上，是集电极耗散功率。PT可由下式求出：PT=式中,uCE、iC为总瞬时值，即uCEQ=UCEQ-UcemsintiC=ICQ+Icmsint m=mT 在图5.2.1所示放大器中，UCEQ=UCC，故PT=UCCICQ-Po此式说明，当未加输入信号时，输出功率Po=0，管耗最大，为UCCICQ，电源给出的功率全部损耗在管子上。而当加入信号时，输出功率Po0，管耗减小，所减小的部分正是输出的信号功率Po。当输出最大功率时，管耗则最小。在图5.2.1所示放大器中，UCEQ=UC5.2.2 推挽功率放大器推挽功率放大器对于前述单管功率放大器，当其工作于甲类状态时，即使是最理想情况，其效率也只有50%。这个数值在以功率输出为主的功放电路中是不理想的。在甲类放大电路中，静态电流ICQ是造成管耗高、效率低的主要原因。降低静态电流，使管子工作于乙类状态，可以减少管耗、提高效率，但这样会使输出波形被削掉一半，出现严重失真。若采用工作于乙类或甲乙类的推挽功率放大器，既可提高放大电路的效率，同时又能减少信号的波形失真。下面就来讨论这种电路。5.2.2 推挽功率放大器图5.2.2是一个典型的推挽功率放大电路。两只晶体管V1和V2型号相同，参数一致。输入变压器T1副边设有中心抽头，以保证输入信号对称地输入，使V1和V2两管的基极信号大小相等、相位相反。输出变压器T2的原边亦设有中心抽头，以分别将V1和V2的集电极电流耦合到T2的副边，向负载输出功率。图中，两个功放管V1、V2工作在甲乙类放大状态，静态工作点靠近截止区，因而静态电流IC1、IC2很小，可近似为零。当有正弦信号ui输入时，通过输入变压器T1的耦合，在T1的副边感应出大小相等、极性相反（对中心抽头而言）的信号，分别加在V1与V2的输入回路中。图5.2.2是一个典型的推挽功率放大电路功率放大器及其应用课件比如，在ui的正半周，设A点电位高于B点电位，即uAO0、uBO0，于是V1工作、V2截止；在ui的负半周，B点电位高于A点电位，即uAO0，于是V2工作、V1截止。这样，在一个信号周期内，两个管子轮流导通、交替工作，两管集电极电流iC1、iC2按相反方向交替流过输出变压器原边的上、下半个绕组，并经副边轮流向负载输出。由于电路对称，iC1与iC2大小相等、流向相反，它们在副边回路中轮流产生正、负半个周期的正弦信号，这样，在负载上就可得到一个完整的正弦波信号。其各主要电压和电流波形见图5.2.3。比如，在ui的正半周，设A点电位高于B点功率放大器及其应用课件这里需要说明，上述推挽功率放大器的工作状态之所以设为甲乙类而不是乙类，其目的是为了减少“交越失真”。若设置为乙类状态，由于两管的静态工作点取在晶体管输入特性曲线的截止点上，因而没有基极偏流。这时由于管子输入特性曲线有一段死区，而且死区附近非线性又比较严重，因而在有信号输入、引起两管交替工作时，在交替点的前后便会出现一段两管电流均为零或非线性严重的波形；对应地，在负载上便产生了如图5.2.4(a)所示的交越失真。将工作状态设置为甲乙类（如图5.2.2所示）便可大大减少交越失真。这时，由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流ICQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真，波形如图5.2.4（b）所示。这里需要说明，上述推挽功率放大器的工作状态之功率放大器及其应用课件由于ICQ1与ICQ2大小相等，它们在输出变压器原边中的流向相反，因而不会在铁芯中产生直流磁势，工作时不致产生饱和现象。另外，图5.2.2中，电阻Rb1、Rb2、Re的数值均比电压放大器取的小得多。Rb1一般为几千欧，Rb2约为几十欧至几百欧，Re是稳定工作点用的，约为几欧至十几欧。2.输出功率、输出功率、效率及管耗估算效率及管耗估算1）最大不失真输出功率Pom为了简化讨论，可以忽略功放管的静态电流，即将功放管的工作状态按乙类电路考虑。由于ICQ1与ICQ2大小相等，它们在输出变同时，由于推挽电路两管完全对称，在作定量分析时，只要分析一个管子的情况就行了。每个管子都是半周导通、半周截止。每管导通那半周的工作情况和单管变压器耦合电路的工作情况相同。忽略饱和压降UCES及穿透电流ICEO，则一个推挽管的工作波形如图5.2.5所示。由图5.2.5可求出最大输出功率为其中,RL是单管集电极回路等效负载电阻。设输出变压器原边匝数为2N1，副边匝数为N2，k=N1/N2，则 同时，由于推挽电路两管完全对称，在作定量分析功率放大器及其应用课件RL=2）效率为了计算效率，先求电源供给的功率PU,由此式可以看出，推挽功率放大器中电源给出的功率与输出信号电流的幅值Icm成正比。RL当电路输出最大功率Pom时，Ucem=UCEM=UCC，Icm=ICM，电源给出最大功率PUm=2UCCICM/，则此时效率为m=与单管（甲类）功率放大器的最高效率50%相比，推挽功率放大器的效率提高了很多。当然，考虑到变压器损耗、饱和压降、Re上压降等因素，推挽功率放大器的实际效率还要低。比如，设输出变压器效率为T，则最大输出功率时的总效率应为m=mT 当电路输出最大功率Pom时，Ucem=UC3)管耗PV电源提供的功率PU中，一部分转换为放大器的输出信号功率Po，另一部分则为管耗PV，消耗在管子内部变为热能，即PV=PU-Po。由于电源供给功率与输出信号功率都随信号而变，故可用求极值的方法求出可能出现的最大管耗，并应按它来选择管子的最大允许耗散功率。由即 3)管耗PV即每 只 管 子 的 管 耗 PVm1、PVm2为 总 管 耗 PVm的 一 半，则 PVm1=PVm20.2Pom。所选功放管的集电极最大允许耗散功率PCM应大于这个值，并留有一定的余量。综上所述，变压器耦合功率放大器可以较好地解决负载与放大器输出级的阻抗匹配问题。单管甲类功放电路效率低，适用于小功率输出，或作为大功率放大器的推动级。乙类（或甲乙类）推挽电路效率较高，可用于较大功率输出。但是，由于变压器体积大、有损耗、频率特性差、不易集成化等，使得变压器耦合功率放大器难以进一步提高质量。因此，采用无输出变压器功率放大器已成为近年来功率放大器发展的一个方向。每只管子的管耗PVm1、PVm2为总管耗P5.3 互补对称功率放大器互补对称功率放大器5.3.1乙类基本互补对称功率放大器乙类基本互补对称功率放大器1.电路原理电路原理基本的互补对称功率放大器电路如图5.3.1所示。图中V1、V2是两个特性一致的NPN型和PNP型三极管。两管基极连接输入信号，发射极连接负载RL。两管均工作在乙类状态。这个电路可以看成是由两个工作于乙类状态的射极输出器所组成。无信号时，因V1、V2特性一致及电路对称，因而发射极电压UE=0，RL中无静态电流。又由于管子工作于乙类状态，IBQ=0，ICQ=0，故电路中无静态损耗。5.3 互补对称功率放大器 5.3.1乙类有正弦信号ui输入时，两管轮流工作。正半周时，V1因发射结正偏而导通，在负载RL上输出电流ic2，如图中实线所示，V2因发射结反偏而截止。同理，在负半周时，V2因发射结正偏而导通，在负载RL上输出电流ic2，如图中虚线所示，V1因发射结反偏而截止。这样，在信号ui的一个周期内，电流ic1和ic2以正、反两个不同的方向交替流过负载电阻RL，在RL上合成为一个完整的略有点交越失真的正弦波信号。由此可见，在输入电压作用下，互补对称电路利用了两个不同类型晶体管发射结偏置的极性正好相反的特点，自行完成了反相作用，使两管交替导通和截止。有正弦信号 ui输入时，两管轮流工作。正半周此外，互补对称电路联成射极输出方式，具有输入电阻高、输出电阻低的特点，低阻负载可以直接接在放大电路的输出端。2.最大输出功率、最大输出功率、效率及管耗估算效率及管耗估算上述乙类互补对称电路的工作情况与变压器耦合乙类推挽电路的工作情况是相对应的，所不同的只是前者负载直接接在了发射极，而后者是经变压器变换后折算到功放管的输出回路中。因此，在忽略功放管的UCES和ICEO的理想情况下，其单管工作波形仍可用图5.2.5描述，最大输出功率则可将式(5.2.9)中的RL改为RL后使用,即 此外，互补对称电路联成射极输出方式，具有输入直流电源给出的功率可按式(5.2.11)估算，即在放大器输出最大功率时，忽略管子饱和压降，Icm=ICM=UCC/RL，电源给出最大功率，为电路在最大输出功率时的效率为直流电源给出的功率可按式(5.2.11)估算，即 结果与式（5.2.12）完全相同。最大管耗与最大输出功率之间也满足式(5.2.15)的关系。即例5.3.1在图5.3.1所示乙类互补对称功放电路中，设UCC=12V，RL=8，试求：(1)当输入信号足够大，使集电极电压能够充分运用时的Pom、PUm、m、PV；(2)当输入信号电压有效值为4V时的Po、PU、PV;结果与式（5.2.12）完全相同。最大管耗与(3)若三极管饱和压降UCES=1V，不可忽略，再计算（1）问中各量。解（1）输入信号足够大时，忽略管子饱和压降，输出电压幅值约等于电源电压，可输出最大功率。由式（5.3.1）最大输出功率为Pom=此时的效率为 (3)若三极管饱和压降UCES=1V，不可双管总管耗为PV=PUm-Pom=11.5-9=2.5W(2）若输入电压有效值为4V，即其幅值为Uim考虑到射极输出器的输出电压近似等于输入电压，故UomUim=5.7V，输出功率为效率为 双管总管耗为效率为 功率放大器及其应用课件5.3.2 单电源互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器图5.3.1所示互补对称功率放大器中需要正、负两个电源。但在实际电路中，如收音机、扩音机中，为了简化，常采用单电源供电。为此，可采用图5.3.2所示单电源供电的互补对称功率放大器。这种形式的电路无输出变压器，而有输出耦合电容，简称为OTL电路（英文OutputTransformerless的缩写，意即无输出变压器）。而图5.3.1所示电路简称为OCL电路（英文OutputCapacitorless的缩写，意即无输出电容）。图5.3.2电路中，管子工作于乙类状态。静态时因电路对称，两管发射极e点电位为电源电压的一半UCC/2，负载中没有电流。5.3.2 单电源互补对称功率放大器功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件动态时，在输入信号正半周，V1导通，V2截止，V1以射极输出的方式向负载RL提供电流iO=iC1，使负载RL上得到正半周输出电压，同时对电容C充电。在输入信号负半周，V1截止，V2导通，电容C通过V、RL放电，V也以射极输出的方式向RL提供电流iO=iC2，在负载RL上得到负半周输出电压。电容器C在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对称，即iC1与iC2大小相等，必须保持C上电压恒为UCC/2不变，也就是C在放电过程中其端电压不能下降过多，因此，C的容量必须足够大。动态时，在输入信号正半周，V1导通，V2截由上述分析可知，单电源互补对称电路的工作原理与正、负双电源互补对称电路的工作原理相似，不同之处只是输出电压幅度由UCC降为UCC/2，因而前面（5.3.1）至（5.3.4）各式中，只要将UCC改为UCC/2，就可用于单电源互补对称功率放大器。由上述分析可知，单电源互补对称电路的工作原理5.3.3 甲乙类互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器与变压器耦合的乙类推挽功率放大器一样，乙类互补对称功率放大器也存在晶体管输入特性死区电压引起的交越失真，因而也需要给功放管加上偏置电流，即使其工作于甲乙类放大状态，以此来克服交越失真。图5.3.3为常见的几种甲乙类互补对称功率放大器。（a）图为OCL电路，(b)图为OTL电路。在（a）、（b）两图中，V3为推动级，V3的集电极电路中接有两个二极管VD1和VD2，利用V3集电极电流在VD1、VD2的正向压降给两个功放管V1、V2提供基极偏置，从而克服交越失真。5.3.3 甲乙类互补对称功率放大器功率放大器及其应用课件态时，因V1、V2两管电路对称，两管静态电流相等，负载上无静态电流，输出电压Uo=0。当有交流信号输入时，VD1和VD2的交流电阻很小，可视为短路，从而保证了V1和V2两管基极输入信号幅度基本相等。由于二极管正向压降具有负温度系数，因而这种偏置电路具有温度稳定作用，可以自动稳定输出级功放管的静态电流。图5.3.3(c)是另一种常见的为互补对称功率放大器设置静态工作点的电路，称为“UBE扩大电路”。由图可知，当IB4IR1=IR2时，有 态时，因V1、V2两管电路对称，两管静态电流所以，两功放管基极之间电压为可见，调节电阻R2就可调节两功放管基极间电压，从而方便地调节两功放管的静态电流。同样，由于UBE4的负温度系数，也使电路具有稳定静态电流的作用。由于甲乙类功率放大器的静态电流一般很小，与乙类工作状态很接近，因而甲乙类互补对称功率放大器的最大输出功率、效率以及管耗等量的估算均可按乙类电路有关公式进行。所以，两功放管基极之间电压为5.3.4 复合管互补对称功率放大器复合管互补对称功率放大器在上述互补对称电路中，若要求输出较大功率，则要求功放管采用中功率或大功率管。这就产生了如下问题。一是大功率的PNP和NPN两种类型管子之间难以作到特性一致；二是输出大功率时功放管的峰值电流很大，而功放管的不会很大，因而要求其前置级有较大推动电流，这对于前级是电压放大器的情况是难以作到的。为了解决上述问题，可采用复合管互补对称电路，如图5.3.4所示。由第1章的学习可知，复合管的类型及电极均由第一只晶体管决定，复合管的电流放大系数为两管电流放大系数的乘积。因而，采用复合管作为功放管，既可降低前级推动电流，又可容易用同类型大功率管组成配对的NPN和PNP管。5.3.4 复合管互补对称功率放大器功率放大器及其应用课件图5.3.4（a）中为同类型管组成的复合管，它可降低对前级推动电流的要求。不过，其直接向负载RL提供电流的两个末级对管V3、V4的类型仍然不同，大功率情况下两者很难选配到完全对称。图5.3.4（b）则与之不同，其两个末级对管是同一类型的(图中均为NPN型)，因而比较容易配对。这种电路又称为准互补对称电路。电路中Re1、Re1的作用是使V3和V4能有一个合适的工作点。图5.3.4（a）中为同类型管组成的复合管，5.3.5 集成功率放大器集成功率放大器近些年来，随着集成技术的发展，集成功率放大器产品越来越多。由于集成功放成本不高、使用方便，因而被广泛应用在收音机、录音机、电视机及直流伺服系统中的功率放大部分。这里只介绍常用的5G37与LM386集成功率放大器。1.单片音频功率放大器单片音频功率放大器5G375G37是一块集成音频功率放大器，其最大不失真输出功率为23W，可作为收音机、录音机、电唱机的功率放大器，也可用于电视机的帧输出电路，应用非常广泛。其内部电路如图5.3.5所示。5.3.5 集成功率放大器功率放大器及其应用课件图中，V1、V2互补组成PNP型复合管，构成整个放大器的前置级（也是输入级）；V3、V4组成NPN型复合管，构成放大器的激励级；V8、V9、V10、V11、V12构成准互补推挽输出级。V5、V6、V7是为消除小信号交越失真而设的二极管偏置电路。图5.3.6为5G37的典型应用电路。2脚为信号输入端，经耦合电容C1输入信号。7脚接正电源。电阻R1、R2的作用是决定中点电位，调节R1,可使加到两个推挽管上的集电极与发射极之间电压相等，亦即使6脚的直流电位值等于UCC/2。负载RL一端经耦合电容C5接6脚，另一端接正电源。图中，V1、V2互补组成PNP型复合管，构功率放大器及其应用课件C3为消振电容，用来防止高频自激。R3、C2支路与片内的反馈电阻共同构成交流负反馈网络，改变R3可以调节放大器的增益。2.LM386LM386是一种通用型集成功率放大器，它的特点是频带宽（可达几百千赫）、功耗低（常温下为660mW）、适用的电源电压范围宽（416V），因而广泛用于收音机、对讲机、方波和正弦波发生器等。其应用接线图如图5.3.7所示。LM386为8脚器件，1、8两脚为增益设定端，通过改变1、8间外加元件参数可改变电路的增益。如当1、8间断开时，Au=20；当接入10F电容时，A-u=200；当接入R-1=1.2k、C-1=10F的串联支路时，A-u=50。C3 为消振电容，用来防止高频自激。R功率放大器及其应用课件C-2为防自激电容，C-4为电源退耦电容。R2、C3支路组成容性负载，抵消扬声器部分的感性负载，防止在信号突变时扬声器上呈现较高的瞬时电压而使其损坏。在集成功放的基础上，近年来又发展起一种BTL功率放大器（又称桥接推挽式放大器）。其主要特点是，在同样的电源电压和负载电阻条件下，它可得到比OCL或OTL大几倍的输出功率，其工作原理如图5.3.8(a)所示。图(a)中，四个功放管V1V4组成桥式电路。静态时，电桥平衡，负载RL中无直流电流。动态时，桥臂对管轮流导通。如ui正半周，上正下负，则V1、V4导通，V2、V3截止，流过负载RL的电流如图中实线所示；C-2为防自激电容，C-4为电源退耦电容。R功率放大器及其应用课件在ui负半周，上负下正，则V1、V4截止，V2、V3导通，负载RL中电流如图中虚线所示。忽略管子饱和压降，则两个半周合成，在负载上可得到振幅为UCC的输出信号电压。此外，由上述分析可以看出，与OCL电路相比（图5.3.8(b)），在相同电源电压下，BTL电路中流过负载RL的电流加大了一倍，据此可分析出它的最大输出功率为可见，BTL电路的最大输出功率是同样电源电压OCL电路的四倍。在ui负半周，上负下正，则V1、V4截止，V图5.3.9是用两块5G37组成的BTL形式的电路。图中，负载接在两块5G37的输出端6脚之间，通过调节R1、R2和R1、R2,可使两块5G37的输出端6脚的直流电位均严格等于UCC/2使负载中无直流电流，因而省去了隔直电容。动态时，输入级从图中A、B两点分别给两块5G37输入等值反向的信号。设某半个周期时，上面一块5G37输出级中的NPN型复合管与下面一块5G37输出级中的PNP型复合管导通；另半个周期时，上面一块5G37输出级中的PNP型复合管与下面一块5G37输出级中的NPN型复合管导通。这样在负载RL上可获得合成的输出信号。尽管BTL电路中多用了一组功放电路，负载又是“悬浮”状态，增加了调试的难度，但由于它性能优良、失真小、电源利用率高，因而在高保真音响等领域中应用较广。图5.3.9是用两块5G37组成的BTL形式功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件功率放大器及其应用课件精品课件精品课件！精品课件！精品课件精品课件！精品课件！功率放大器及其应用课件