OTL功率放大器实验报告.doc

湖 北 师 范 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）姓名： 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71 OTL功率放大器实验电路二、试验原理 图71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,以得到大的动态范围.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/PE 100% 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=UCC Idc,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15v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3DG61（91001）3DG121（90311）3CG121（90121）晶体二极管2CP18欧喇叭1，电阻器、电容器若干仿真环境： Multisim 10集成开发环境四，实验内容 在整个测试过程中，电路不应有自激现象。 1。按图71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RA1/2UCC。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IC2IC3510mA。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510mA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RW20，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Ui0，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510mA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71。表71IC2IC38mAUA2.5VT1T2T3UB(v)0.9483.221.75UC(v)0.1625.000UE(v)1.752.472.47注意：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。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POMUOM2/RL2）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PEUCCICC，再根据上面没得的POM，即可求出n=POM/PE。IdcPEPom效率n52mA0.26W0.1058W40.6%3输入灵敏度测试根据输入灵敏度的定义，只要测出功率POPOM时的输入电压值Ui即可。Ui=30Ma4频率响应的测试测试方法同实验二。记入表72。表72 Ui15mVFL FO FHF（Hz）2550100500750100010K1M15M30MUO(v)0.0870.1780.3260.6250.6510.6590.6520.6010.5600.559AV8173363656665605656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POPOMAX时的电压增益AVUOM/Ui。2）半C2开路，R短路（无自举），再测量POPOMAX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（Ui0）,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UN15mV，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。