任务4-1教案.DOC

课题 任务4.1 OTL功率放大器的安装与调试型 新课 授课班级 授课时数 教学目标 1．了解低频功率放大电路的基本要求。了解低频功率放大电路的分类。能够识读OCL、OTL功率放大器的电路图OCL、OTL功率放大器的电路图安装和调试低频功率放大器安装和调试低频功率放大器Ａ㈠功率放大电路的基本要求及分类 能输出较大功率的放大电路称为功率放大电路。功率放大电路通常位于多级放大电路的末级，其作用是将前级电路已放大的电压信号进行功率放大，以推动执行机构工作。 ⒈功率放大电路的基本要求 功率放大电路与电压放大电路相比，具有以下基本特点： ⑴输出功率要大⑵转换效率要高⑶非线性失真要小⑷电路散热要好 2.功率放大电路的分类 从电路耦合形式来分，有变压器耦合和无变压器耦合两类，在本任务中只介绍无变压器耦合的功率放大器。 从三极管的工作状态来看，功率放大电路可以分为甲类、乙类和甲乙类，它们的静态工作点如图4-1所示。 图4 -1 功率放大电路的工作状态 ⑴甲类 静态工作点在负载线的中点，Q选在放大区的中间部分，如图4-1的QA。甲类工作状态非线性失真小，但静态电流ICQ较大，故损耗大，效率低。 ⑵乙类 静态工作点选在放大区和截止区的交界处，如图4-1的QC。此时若输入正弦信号，那么电路的输出只有正弦波的半个周期。乙类工作状态静态电流ICQ=0,故损耗低，效率高，但非线性失真严重。 ⑶甲乙类 静态工作点设在放大区接近截止区的位置，如图4-1的QB。三极管处于微导通的状态，这样当采用互补推挽放大电路时，可有效克服乙类放大的失真问题，且能量转换效率又比甲类要高。 ㈡双电源互补对称功率放大器（OCL电路） ⒈电路结构 双电源互补对称功率放大器的原理图如图4-2所示。两只三极管的特性是对称的，其中VT1管是NPN型三极管，VT2是PNP型三极管，两只三极管工作在乙类状态。图4 -2 OCL功率放大电路的基本结构 ⒉工作原理 输入信号为正半周时，VT1管处于正偏导通状态，VT2管处于反偏截止状态，集电极电流ic1通过负载，负载上有正半周输出；输入为负半周时，VT2管处于正偏导通状态，VT1管处于反偏截止状态，集电极电流ic2通过负载，负载上有负半周输出。 可见，在输入信号的一个周期内，两个管子轮流交替工作，共同完成对输入信号的放大工作，最后输出波形在负载上合成得到完整的正弦波。 ⒊交越失真 乙类功率放大器由于没有直流偏置，三极管工作在输出特性曲线的底部。而两只管子轮流交替工作的结果在负载上合成时，将会在正、负半周交界处出现波形的失真，这种现象称为交越失真，如图4-3所示。消除交越失真的方法是给功放管加一个微弱的直流偏置，使功放管工作在甲乙类状态。 图4 -3 交越失真波形 ㈢OTL功率放大电路 OCL电路具有线路简单，效率高等特点，但要用两个电源供电，使用不方便，因此常采用单电源供电的互补推挽功率放大器。这种功率放大电路无输出变压器，但有输出电容C，所以又称为OTL电路，如图4-4所示。OTL电路是在OCL电路的基础上去掉负电源，在输出端接入一个大电容C，利用大电容C的充放电来代替去掉的负电源。 ⒈电路结构 VT1与VT2是一对类型不同、特性对称的配对管，同样VT1管是NPN型三极管，VT2是PNP型三极管。该电路与OCL不同之处主要有两点：一是由双电源供电改为单电源供电，二是输出端与负载的连接由直接耦合改为电容耦合。 图4 -4 OTL功率放大电路的原理图 ⒉工作原理 ⑴当输入信号为正半周时，VT1导通，VT2截止，电源CC通过VT1向耦合电容C充电，并在负载RL上输出正半周波形。 ⑵当输入信号为负半周时，VT1截止，VT2导通，耦合电容C放电向VT2提供电源，并在负载RL上输出负半周波形。 可见在输入信号的一个周期内，VT1、VT2轮流交替工作，同样在负载上合成得到完整的正弦波。工作步骤 步骤一：实训准备 ㈠器材准备 完成本学习任务所需要的工具与器材、设备见表4-1。 表4-1 学习任务四所需工具与器材、设备明细表① 序号 名 称 符 号 型 号 规 格 单位 数量 1 三极管 VT1 C945 个 1 2 三极管 VT2 C3298 个 1 3 三极管 VT3 A1306 个 1 4 二极管 VD IN4001 个 1 5 电阻器 R2、R4 150Ω 个 2 6 电阻器 R1 5.1kΩ 个 1 7 电阻器 R3 1.5kΩ 个 1 8 电阻器 R5 27 kΩ 个 1 9 电阻器 RL 8Ω/1w 个 1 10 电位器 Rw 20kΩ 个 1 11 电容器 C2、C3 电解电容器 220μF/25V 个 2 12 电容器 C1 电解电容器 15μF/16V 个 1 13 指针式万用表 500型或MF-47型 台