实验十一集成功率放大器.ppt

实验十一、集成功率放大器 一、实验目的 1、熟悉集成功率放大器的特点 2、掌握集成功率放大器的主要性能指标及测 量方法 二、实验仪器及材料 示波器 信号发生器 万用表 三、预习要求 估算电路的POM、PV值 四、实验内容 1、概述 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 功率放大器是一种向负载提供功率的放大器，简称功放。 电压放大器的主要任务是使负载得到不失真的信号，它的主要指标是电压放大倍数。而功率放大器主要考虑的是如何输出最大的不失真功率，即如何高效率地把直流电能转化为按输入信号变化的交流电能。功率放大器不但要向负载提供大的信号电压，而且也要向负载提供大的信号电流。因此，功率放大电路的形式、工作状态、分析方法和所研究的技术指标都与电压放大电路不同。 2、功放的要求 1） 输出功率足够大 为了获得足够大的输出功率，要求放大电路的输出电压和输出电流都要有足够大的变化量。最大输出功率是指在正弦信号输入下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积（注：不是直流电压和直流电流的乘积，也不是瞬时值相乘）。 2) 效率要高 任何放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。这就有一个提高能量转换效率的问题。对于小信号的电压放大器来说，由于输出功率较小，电源供给的直流功率也小，因此效率问题还不突出。但对于功率放大器来讲，由于输出功率较大，效率问题就显得很重要了。 如果功率放大电路的效率不高，不仅要浪费能 量，而且要消耗在电路内部的电能将转换成为热 量，使管子、元器件等温度升高，因而要求选用 较大容量的放大管和其他设备，不太经济。 (3) 非线形失真要小 功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电摆动幅度大，容易超出管子特性的线性范围，产生非线形失真。因此，功率放大器比之小信号放大电路的非线性失真严重。在实际的功率放大电路中，要采取措施减小失真，使之满足负载的要求。 由于功率放大器工作于大信号状态，在进行电路分析时，一般不能采用微变等效电路法，而采用图解法来分析放大电路的静态和动态工作情况。此外，由于功放管承受的电压高、电流大，温度较高，因而功放管的保护问题和散热问题也需要解决。 3、功率放大器的分析注意事项 (1) 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 (2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 (3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（?）。 3、功率放大器工作状态的分类 4、互补对称式功率放大电路 互补对称功率放大器是一种典型的无输出变压器功率放大器。它是利用特性对称的NPN型和PNP型三极管在信号的正、负半轴轮流工作，互相补充，以此来完成整个信号的功率放大。下面介绍两种互补对称式功率放大电路。 1） OTL互补对称电路 它是采用单电源供电的互补对称功率放大器，这种形式的电路也称为OTL电路（Output Transformerless，无输出变压器）。 2）OCL互补对称电路 OCL （Output Capcitorless）电路，即表示无输出电容的电路。与OTL互补对称电路相比，省去了输出端的大电容。因为大电容往往具有电感效应，在高频时容易产生相移，并且大容量的电容不便集成。 5、集成功率放大器 当前，利用集成电路工艺已经能够生产出品种繁多的集成功率放大器。集成功放除了具备体积小、成本低、使用方便可靠等特点外，还具有一些突出的优点，主要有温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小等，还可以把许多有关附属电路（如各种保护电路）也集成在芯片内部，使用更加安全。 集成功放的种类繁多，从输出功率来分，有小功率功放（输出功率在1W以下）和大功率功放（输出功率可高达几十瓦）；从芯片内部的构成来分，有单通道功放和双通道功放；从用途来分，有通用型功放和专用型功放（如专用于收音机、录音机或电视机等的功率放大电路）。 五、实验内容 实验所用芯片为LM386，其内部结构如下 LM386 参数 典型电路 LM386电压增益最大的用法 六、实验报告