1.OTL功率放大器的测试.pptx

OTL功率放大器的测试任务二

本任务先讲解功率放大电路的特点及分类,然后介绍两种互补对称功率放大电路,任务实施中对OTL功率放大电路进行测试。要求理解OTL功率放大电路的工作原理,掌握其测试方法。任务描述

一、功率放大电路的特点及分类信号经过电路放大、运算、变换及波形产生后,一般要送到负载上,以驱动其工作。例如,送到扬声器发出声音、驱动电机转动或使计算机的监视器显示图像等。为了带动负载,要求电子电路的输出级有一定的功率输出。能向负载提供功率放大的电路称为功率放大电路,简称功效。1.功率放大电路的特点1)输出功率大功率放大电路的主要任务是在允许的非线性失真的范围内,尽可能大地输出交流功率以推动负载工作。

一、功率放大电路的特点及分类2)效率高功率放大电路的输出功率是由直流电源的能量转换而来的。在转换过程中,一部分能量转换为负载的有用功率,即输出功率;另一部分则成为晶体管的损耗,使集电结发热。效率是负载得到的有用功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大,说明效率越高。

一、功率放大电路的特点及分类3)非线性失真小功率放大电路在大信号下工作,信号的作用范围接近晶体管的截止区和饱和区,使功率放大电路不可避免地产生非线性失真;而且同一功放管输出功率越大,非线性失真往往越严重。因此,功率放大电路的输出功率就是在规定的非线性失真范围内的最大输出功率。但是,在不同场合下,对非线性失真的要求不同。例如,在测量系统中非线性失真显得很重要,而在工业控制系统中,则以输出功率为主要目的,对非线性失真的要求成为次要问题。

一、功率放大电路的特点及分类2.功放管的散热和保护(1)功放管的散热。在功放中,晶体管的集电结消耗较大的功率,使结温和管壳温度升高。当温度超过手册中规定的允许值时,管子就会因过热而不能正常工作,甚至损坏。要充分发挥管子的潜力,就要创造良好的散热条件,最常用的方法是加装散热片。散热片由导热性能良好的金属铝制成,其散热能力与散热片的面积、厚度、形状、放置方式和环境温度有关。

一、功率放大电路的特点及分类此外,为了得到较好的散热效果,必须保证散热片与管壳有良好的接触,有效的接触面积应尽可能大,散热片应涂成黑色以易于散热。(2)功放管的保护。在功放电路中,为了输出较大的信号功率,功放管往往工作在大电流和高电压情况下,这时功放管损坏的可能性比较大,所以最好采取措施保护功放管。

一、功率放大电路的特点及分类3.功率放大电路的分类功率放大电路按放大信号的工作频段可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。低频功放用于放大音频范围(几十赫兹至几十千赫)的信号,高频功放用来放大几百千赫至几千兆赫的高频信号。这里只讨论低频功放,根据工作状态不同,其可分为甲类、乙类和甲乙类。其工作状态由晶体管静态工作点的设置决定。

一、功率放大电路的特点及分类图6-1所示为三种工作状态下管子的特性(ic与uBE的关系)和集电极电流波形,具体分析如下。1)甲类工作状态在甲类工作状态下,功率放大电路的静态工作点Q选在晶体管的放大区,信号的作用范围也限制在放大区,如图6-1(a)所示。此时在输入信号的整个周期内放大电路均有集电极电流。

一、功率放大电路的特点及分类

一、功率放大电路的特点及分类2)乙类工作状态在乙类工作状态下,功率放大电路的静态工作点Q选在晶体管的截止区边缘,信号的作用范围一半在放大区,另一半在截止区,如图6-1(b)所示。此时,在只有输入信号的半个周期内放大电路有集电极电流。

一、功率放大电路的特点及分类

一、功率放大电路的特点及分类3)甲乙类工作状态甲乙类工作状态是介于甲类和乙类之间的工作状态,其静态工作点选在靠近截止区的位置,信号的作用范围大部分在放大区,少部分在截止区,如图6-1(c)所示。此时,仅在输入信号的多半个周期内放大电路有集电极电流。

一、功率放大电路的特点及分类

一、功率放大电路的特点及分类在甲类放大电路中,电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时,这些功率全部消耗在管子(和电阻)上,并转化成热量耗散出去。当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率,信号越大,输送给负载的功率越多。可以证明,即使在理想的情况下,甲类功放的效率最高也只有50%。

一、功率放大电路的特点及分类怎样才能使电源供给的功率大部分转化为有用的信号功率输出呢?从甲类放大电路可知,静态电流是造成管耗的主要因素。可以设想让静态电流近似等于零,使信号等于零时电源输出的功率也等于零(或很小),信号增大时电源供给的功率也随之增大,这样电源供给的功率及管耗都随着输出功率的大小而改变,从而改变了甲类放大时效率低的状况。乙类、甲乙类功放的效率比甲类高。

一、功率放大电路的特点及分类但是,如果静态电流太小,放大器