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高频功率放大器实验

高频功率放大器实验
高频功率放大器实验

OTL功率放大器实验报告(DOC)

课程设计 课程名称模拟电子技术 题目名称功率放大器 专业班级12网络工程本2 学生姓名郭能 学号51202032019 指导教师孙艳孙长伟 二○一三年十二月二十三日 目录 引言 (2)

一、设计任务与要求 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计要求 (2) 二、方案设计 (3) 三、总原理图及元器件清单 (4) 四、电路仿真与调试 (6) 五、性能测试与分析 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (8)

OTL功率放大器 引言:OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式,以解决阻抗变换问题,使电路得到最佳负载值。但是,这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点,目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器,而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路,使电路轻便、适于电路的集成化,只要输出电容的容量足够大,电路的频率特性也能保证,是目前常见的一种功率放大电路。它的特点是:采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致,互补对称,均为射随组态,串联,中间两管子的射极作为输出),有输出电容,单电源供电,电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致,互补对称,均为射随组态,串联,中间两管子的射极作为输出)。 1:设计任务与要求 1.1设计任务: 1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 2.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 3.掌握OTL音频功率放大器的设计方法,基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试,进一步加深对互补对称功率放大电路的理解,增强实际动手能力。 1.2 设计要求: 1.设计时要综合考虑实用,经济并满足性能指标的要求,合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料,不懂的地方积极向老师同学请教,讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2:方案设计 要求设计一个由二极管,三极管,电容,电阻等元件组合而成的OTL音频功

音频功率放大器设计实验报告

题目:音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 (1)频带范围 200Hz —— 10KHz,失真度 < 5%。 (2)电压增益 >= 20dB。 (3)输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 (4)功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 (1)增加音调控制电路。 (2)增加话筒输入接口,灵敏度 5mV,输入阻抗 >> 20 欧姆。 (3)输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 (4)其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中,人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同,令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以,就高保真度功放而言,应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程,达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求,本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图,其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少,一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器,C1是输入耦合电容,R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 (R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=33.3倍,C2起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路,用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2.电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中,若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说,若反馈量与输出电压(有时不一定是输出电压,而是取样处的电压)成正比则为电压反馈;若反馈量与输出电流(有时不一定是输出电流,而是取样处的电流)成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时,除了上述方法外,也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法,假设将放大电路的负载电阻RL短路(此时,),若

音频功率放大器设计详解

音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV,负载电阻等于8Ω的 条件下,音频功率放大器满足如下要求: 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高 音10kHz处有±12dB的调节范围。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求,该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输

出驱动扬声器。声音源 的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号,一般只需将输入信号进行放大和衰减,不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配;二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱,一般只有100μV~几毫伏,所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路,对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器,首先要选择低

高频电子线路复习题一答案

高频电子电路第一章 (一)填空题 1、语音信号的频率范围为,图象信号的频率范围为,音频信号的频率范围为。 (答案:300~3400Hz;0~6MHz;20Hz~20kHz) 2、无线电发送设备中常用的高频电路有、、 、。 (答案:振荡器、调制电路、高频放大器、高频功率放大器) 3、无线电接收设备中常用的高频电路有、、 、。 (答案:高频放大器、解调器、混频器;振荡器) 4、通信系统的组成:、、、、。 (答案:信号源、发送设备、传输信道、接收设备、终端) 5、在接收设备中,检波器的作用是。 (答案:还原调制信号) 6、有线通信的传输信道是,无线通信的传输信道是。 (答案:电缆;自由空间) 7、调制是用音频信号控制载波的、、。 (答案:振幅;频率;相位) 8、无线电波传播速度固定不变,频率越高,波长;频率;波长越长。(答案:越短;越低) (二)选择题 1、下列表达式正确的是。 A)低频信号可直接从天线有效地辐射。 B)低频信号必须转载到高频信号上才能从天线有效地辐射。 C)高频信号及低频信号都不能从天线上有效地辐射。 D)高频信号及低频信号都能从天线上有效地辐射。 (答案:B) 2、为了有效地发射电磁波,天线尺寸必须与相比拟。 A)辐射信号的波长。B)辐射信号的频率。 C)辐射信号的振幅。D)辐射信号的相位。 (答案:A) 3、电视、调频广播和移动通信均属通信。 A)超短波B)短波C)中波D)微波 (答案:A) (三)问答题 1、画出通信系统的一般模型框图。 2、画出用正弦波进行调幅时已调波的波形。 3、画出用方波进行调幅时已调波的波形。

第二章《高频小信号放大器》 (一)填空题 1、LC选频网络的作用是。 (答案:从输入信号中选出有用频率的信号抑制干扰的频率的信号) 2、LC选频网络的电路形式是。 (答案:串联回路和并联回路) 3、在接收机的输入回路中,靠改变进行选台。 (答案:可变电容器电容量) 4、单位谐振曲线指。 (答案:任意频率下的回路电流I与谐振时回路电流I0之比) 5、LC串联谐振电路Q值下降,单位谐振曲线,回路选择性。 (答案:平坦;差) 6、通频带BW0.7是指。 (答案:单位谐振曲线≥所对应的频率范围) 7、LC串联谐振回路Q值下降,频带,选择性。 (答案:增宽;变差) 8、距形系数K r 0.1定义为单位谐振曲线f值下降到时的频带范围与通频带之比。 (答案:0.1) 9、理想谐振回路K r 0.1,实际回路中K r 0.1,其值越越好。 (答案:等于1;大于1;小) 10、LC并联谐振回路谐振时,阻抗为。 (答案:最大且为纯电阻) 11、LC并联谐振回路,当f=f0即谐振时回路阻抗最且为,失谐时阻抗变,当ff0是呈。 (答案:大;纯电阻;小;感性;容性) 12、电容分压耦合联接方式可通过改变的数值来实现阻抗变换。 (答案:分压电容) 13、强耦合η>1,当η越大,谐振曲线两峰间距离越。 (答案:宽) 14、强耦合时,耦合回路η越接近1时,谐振曲线顶部较宽且平坦,较接近理想,通频带较,选择性较。 (答案:距形系数;宽;好) 15、LC并联谐振回路,谐振时并联回路阻抗。 (答案:最大) (二)选择题 1、LC串联谐振回路发生谐振时,回路阻抗为,回路总阻抗为, 回路电流达到。 A)最大值B)最小值C)零D)不能确定 (答案:C;B;A) 2、串联谐振曲线是之间的关系。

音频功率放大器实验报告

一、实验目的 1)了解音频功率放大器的电路组成,多级放大器级联的特点与性能; 2)学会通过综合运用所学知识,设计符合要求的电路,分析并解决设计过程中遇到的问题,掌握设计的基本过程与分析方法; 3)学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试,学会Altium Designer使用进行PCB制版,最后焊接做成实物,学会对实际功放的测试调试方法,达到理想的效果。 4)培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1)设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路(电路形式不限),负载为扬声器,阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电,多级电压、功率放大,所设计的电路满足以下基本指标: (1)频带宽度50Hz~20kHz,输出波形基本不失真; (2)电路输出功率大于8W; (3)输入阻抗:≥10kΩ; (4)放大倍数:≥40dB; (5)具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz 处有±12dB的调节范围; (6)所设计的电路具有一定的抗干扰能力; (7)具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分: (1)增加电路输出短路保护功能; (2)尽量提高放大器效率; (3)尽量降低放大器电源电压; (4)采用交流220V,50Hz电源供电。 2)实物要求 正确理解有关要求,完成系统设计,具体要求如下: (1)画出电路原理图; (2)确定元器件及元件参数; (3)进行电路模拟仿真; (4)SCH文件生成与打印输出;

(5)PCB文件生成与打印输出; (6)PCB版图制作与焊接; (7)电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备,它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分,如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1)前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD 唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号,一般只需将输入信号进行放大和衰减,不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配;二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱,一般只有100μV~几毫伏,所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路,对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器,首先要选择低噪声的晶体管,另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小,而且它几乎与静态工作点无关,在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下,

音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告.docx

音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告 本科实验报告 课程名称:姓名:学院:系:专业:学号:指导教师: 电子电路安装与调试 信息与电子工程学院 电子科学与技术 一、实验目的二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算(3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……)四、主要仪器设备五、实验步骤与过程六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理八、讨论、心得 一、实验目的 1、学习并初步掌握音频功率放大器的设计、调试方法。 2、学习并掌握电路布线、元器件安装和焊接。 3、掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的调试方法。 二、实验任务与要求 1、设计 (1)设计一音频功率放大器,使其达到如下主要技术指标:负载阻抗:R L =4Ω额定功率:P o =10W 带宽:BW ≥(50~15000) Hz 音调控制: 低音:100Hz ±12dB 高音:10kHz ±12dB 失真度:γ≤3% 输入灵敏度:U " i (2)设计满足以上设计要求的稳压电源。 2、在Altium Designer中画出原理图, 并进行PCB 板的编辑与设计。 3、根据给定的功率放大器的原理图(三),做如下工作: (1)分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。 (2)分析音调控制电路的工作原理,计算4个极端情况下的交流增益。(3)安装实验电路板 (4)调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某实验名称:音频功率放大器的设计、安装和调试姓名:陈肖苇学号:3140104580_ 些电路参数后的性能测试(电路图中括号内的数字)。 (5)分析实验数据,并与理论计算值比较,讨论二者之间的误差和产生误差的原因。三、实验原理和实验方案设计 作为音频放大器的音源部分,其输出电平既有高至数百毫伏(如调谐器:50~500mV,线路输出:100~500mV),也有低至1mV (如话筒:1~5mV),相差达几百倍。音频放大器就是要把这些不同大小的音源放大后驱动喇叭,发出同等强度的声音。因此,根据不同音源的需要,可以画出音频放大器的原理框图,如图1所示。 P.2 装订线 图1音频功率放大器框图 1、各部分电路电压增益的确定 根据额定输出功率P o =10W和负载R L =4Ω,可求得输出电压为 : V o ===6.32V 所以整机中频电压增益为:A O um =

OCL功率放大器的设计报告

课程设计报告 题目:由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生:郭二珍 学生学号:1008220107 系别:电气学院 专业:自动化 届别:2015年 指导教师:廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月

OCL功率放大器的设计 学生:郭二珍 指导老师:廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写,意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电,使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下,也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容,使放大器的频率特性得到扩展。OCL功率放大器是一种直接耦合的功率放大器,它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点,因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态:(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点,输出的是一种没有削波失真的完整信号,但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处,放大器只有半波输出,存在严重的失真。(3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处,克服了乙类互补电路产生交越失真,提高了效率。

因此,本设计可采用甲乙类互补电路。 2、容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV,负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P o≥2W,功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ 功率放大电路实质上是能量转换电路,它主要要求输出功率尽可能大,效率尽可能的高,非线性失真尽可能要小,功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类,其目的是为了减少“交越失真”。 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I CQ。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。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级,前者为后者提供一定的电压幅度,后者则向负载提供足够的信号频率,以驱动负载工作。

第五章高频功率放大器习题答案(精品文档)

第五章 高频功率放大器 一、简答题 1.什么叫做高频功率放大器?它的功用是什么?应对它提出哪些主要要求?为什么高频功放一般在B 类、C 类状态下工作?为什么通常采用谐振回路作负载? 答:高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路,其主要功能是放大放大高频信号功率,具有比较高的输出功率和效率。对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高效率,一般选择在B 或C 类下工作,但此时的集电极电流是一个余弦脉冲,因此必须用谐振电路做负载,才能得到所需频率的正弦高频信号。 2.已知高频功放工作在过压状态,现欲将它调整到临界状态,可以改变哪些外界因素来实现,变化方向如何?在此过程中集电极输出功率如何变化? 解:可以通过采取以下措施 1)减小激励Ub ,集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变,输出功率和效率基本不变。 2)增大基极的负向偏置电压,集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变,输出功率和效率基本不变。 3)减小负载电阻RL ,集电极电流Ic1增大,IC0也增大,但电压振幅UC 减小不大,因此输出功率上升。 4)增大集电极电源电压,Ic1、IC0和UC 增大,输出功率也随之增大,效率基本不变。 3.丙类功率放大器为什么要用谐振回路作为负载? 解:利用谐振回路的选频作用,可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出余弦电压。同时,谐振回路还可以将含有电抗分量的外接负载转换为谐振电阻 P R ,而且调节A L 和A C 还能保持回路谐振时使P R 等于放大管所需要的集电极负 载值,实现阻抗匹配。因此,在谐振功率放大器中,谐振回路起到了选频和匹配的双重作用。

音频功率放大电路实验报告分析

实验报告 课程名称: 电路与模拟电子技术实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 音频功率放大电路 实验类型: 研究探索型实验 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理(必填) 音频功率放大电路,也即音响系统放大器,用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备,它接受的信号源有多种形式,通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大,因此,音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器,希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足,。 为了充分地推动扬声器,通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率,而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示,按其构成,可分为前置放大级,音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线

前置放大电路: 前置放大级输入阻抗较高,输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大,为了减小噪声,前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为:23 1R R A vf + = 输入电阻:1R R if = 输出电阻:0of =R 功率放大级: 对于功率放大级,除了输出功率应满足技术指标外,还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配,否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电,缺点是输出要通过大电容与负载耦合,因此低频响应较差;OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合,频响特性较好,但需要用双电源供电。(实验室提供本功能模块) 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高,失真小,输出功率大,外围电路简单等特点,采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端;2脚为反相输入端;3脚为负电源;4脚为输出端; 5脚为正电源。 功放级电路中,电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载,其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性,避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9,直流反馈系数F ′=1。对于交流信号而言,

大功率功率放大器电路的设计

大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小,发热量小。 (3)音质要好,能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势,100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”,所以本功放设计为4ΩQ 时360W ×2,2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流,靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪,使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小,与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是:甲类、MOS、电子管音质好,所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率,首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈,二次侧为1.5mm双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流,滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ电阻并接在正负电源上,使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ,过低可加大电阻到3kΩ,功率用3W以上的。 除电源外,要实现大功率输出,特别是驱动“大食”音箱,要求功放输出电流能力要强,本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出,可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好,所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态,偏流随信号大小而同步增减,所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下,即使更换几只一般的MOS管,对音质的提高也不明显。下面给出其原理图,如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁,比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。 四.绿色环保概念的实现 对本功放来说,实现低耗电、低噪声污染、低热辐射污染是通过以下措施实现的: (1)本功放空载时只有小电流级工作,而功率管基极电压只有0.45V,基本上是截止的,所以比一般乙类耗电少,属节电型功放。

高频电子线路第三章习题答案

习题 高频功率放大器的主要作用是什么应对它提出哪些主要要求 答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号,将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载若回路失谐将产生什么结果若采用纯电阻负载又将产生什么结果 答:因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲,负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大,功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的各有什么特点 答:根据集电极是否进入饱和区来区分,当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态,在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低,集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化,较少使用,但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大,管子损耗小,放大器的效率也较高。 过压状态下,负载阻抗变化时,输出电压比较平稳且幅值较大,在弱过压时,效率可达最高,但输出功率有所下降,发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 分析下列各种功放的工作状态应如何选择 (1) 利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加到基极或集电极时,如何选择功放的工作状态 (2) 利用功放放大振幅调制信号时,应如何选择功放的工作状态 (3) 利用功放放大等幅度信号时,应如何选择功放的工作状态 答:(1) 当调制的音频信号加到基极时,选择欠压状态;加到集电极时,选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时,选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时,选择临界状态。 两个参数完全相同的谐振功放,输出功率P o分别为1W和,为了增大输出功率,将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大,后者输出功率明显增大,试分析原因。若要增大前者的输出功率,应采取什么措施 答:前者工作于欠压状态,故输出功率基本不随V CC变化;而后者工作于过压状态,输出功率随V CC明显变化。在欠压状态,要增大功放的输出功率,可以适当增大负载或增大输入信号。 一谐振功放,原工作于临界状态,后来发现P o明显下降,C反而增加,但V CC、U cm和u BEmax 均未改变(改为:V CC和u BEmax均未改变,而U cm基本不变(因为即使Ucm变化很小,工作状态也可能改变,如果Ucm不变,则Uce不变,故工作状态不应改变)),问此时功放工作于什么状态导通角增大还是减小并分析性能变化的原因。 答:工作于过压状态(由于Ucm基本不变,故功率减小时,只可能负载增大,此时导通角不变);导通角不变 某谐振功率放大器,工作频率f =520MHz,输出功率P o=60W,V CC=。(1) 当C=60%时,试计算管耗P C和平均分量 I的值;(2) 若保持P o不变,将C提高到80%,试问管耗P C减小多 c0 少 解:(1) 当C=60%时,

6低频功率放大器实验报告1

实验报告 姓名: 学号: 日期: 成绩 : 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 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 二、实验原理 图7-1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级(也称前置放大级),T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管,它们组成互补推挽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 图7-1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态,它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管

D , 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2,可以使T 2、T 3得到合适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CC A U 21 U =,可以 通过调节R W1来实现,又由于R W1的一端接在A 点,因此在电路中引入交、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u i 时,经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极,u i 的负半周使T 2管导通(T 3管截止),有电流通过负载R L ,同时向电容C 0充电,在u i 的正半周,T 3导通(T 2截止),则已充好电的电容器C 0起着电源的作用,通过负载R L 放电,这样在R L 上就得到完整的正弦波。 C 2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P 0m 理想情况下,L 2CC om R U 81P =,在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值,来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下,ηmax = 78.5% 。在实验中,可测量电源供给的平均电流I dC , 从而求得P E =U CC ·I dC ,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 详见实验二有关部分内容 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U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 +5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表

功率放大器的设计

功率放大器的仿真设计 0 引言 各种无线通信系统的发展,大大加速了半导体器件和射频功率放大器的研究进程。射频功率放大器在无线通信系统中起着至关重要的作用,它的设计好坏影响着整个系统的性能。因此,无线系统需要设计性能良好的放大器。而且,为了适应无线系统的快速发展,产品开发的周期也是一个重要因素。另外,在各种无线系统中由于不同调制类型和多载波通信的采用,射频工程师为减小功率放大器的非线性失真,尤其是设计无线基站应用的高功率放大器时面临着巨大的挑战。采用EDA工具软件进行电路设计可以掌握设计电路的性能,进一步有环设计参数,同时达到加速产品开发进程的目的。 功率放大器(PA)在整个无线通信系统中是非常重要的一环,因为它的输出功率决定了通信距离的长短,其效率决定了电池的消耗程度及使用时间。 1 功率放大器基础 1.1 功率放大器的种类 根据输入与输出信号间的大小比例关系,功率放大器可分为线性放大器与非线性放大器两种。属于线性放大器的有A类、B类及AB类放大器;属于非线性的则有C类、D类、E类、F类等类型的放大器。 (1) A类放大器是所有类型功率放大器中线性最高的,其功率元件在输入信号的全部周期内均导通,即导通角为360°,但其效率却非常低,在理想状 态下效率仅达到50%,而在实际电路中,则仍限制在30%以下。 (2) B类功率放大器的功率元件只在输入正弦波之半周期内导通,即导通角仅为180°,其效率在理想状态下可达到78%,但在实际电路中所达到的效 率不会超过60%。 (3) AB类功率放大器的特性介于A类和B类放大器之间,其功率元件偏压在远比正弦波信号峰值小的非零直流电流,因此导通角大于180°但远小于360°。一般情况下,其效率介于30%~60%之间。 (4) C类功率放大器的功率元件的导通时段比半周期短,即导通角小于180°。 其输出波形为周期性脉冲,必须并联LC滤波电路后,才可得到所需要的正弦波。在理论上,C类放大器的效率可达到100%,但在实际电路中仅能

第2章 高频功率放大器答案

第2章 高频功率放大器 2.1为什么低频功率放大器不能工作于丙类,而高频功率放大器则可工作于丙类? 答:两种放大器最根本的不同点是:低频功率放大器的工作频率低,但相对频带宽度却很宽,因而只能采用无调谐负载,工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类(限于推挽电路),以免信号严重失真;而高频功率放大器的工作频率高,但相对频带宽度窄,因而可以采用选频网络作为负载,可以在丙类工作状态,由选频网络滤波,避免了输出信号的失真。 2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载?回路为什么一定要调到谐振状态?回路失谐将产生什么结果? 答:选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时,调谐回路才能有效地滤除不需要的频率,只让有用信号频率输出。此时,集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通,因而电流脉冲最小,平均电流co I 也最小。若回路失谐,则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通,因而电流脉冲变大,co I 上升,同时,输出功率下降,集电极耗散功率将急剧增加,以致烧损放大管。因此,回路失谐必须绝对避免。 2.3提高高频放大器的效率与功率,应从哪几方面入手? 答:(1)使放大器工作于丙类,并用选频网络作为负载; (2)适当选取电流导通角c θ。 2.9晶体管放大器工作于临界状态,200p R =Ω,90mA co I =,30V C E =,90c θ=?。试求o P 与η。 解:查课本后附录得:11()(90) 1.57c g g θ=?= m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==?= ∴232111 (141.310)200 1.997(W)=2W 22 o cm p P I R -==???≈ 3 309010 2.7(W ) D C c o P E I -==??= ∴2 100%74.1%2.7 o D P P η== ?≈ 2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180?、90?和60?时,都工作在临界状态,且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。 解:(1)22221max 1max 1max 00()()22()2() cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====? ∵C E 、max c I 、p R 相同,因此有 222 2 22111123000 (180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40 (180)(90)(60)0.50.3190.218 αααηηηααα???= ==≈??? (2)22 21max 111()22 o cm p c p c P I R I R αθ== ∴222222 123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=???=≈

功率放大器设计(DOC)

电子电路设计实践 设计题目:直流稳压电源设计 系别:电气工程学院专业:电子信息工程 班级:2011级1 班姓名:腾伟峰 学号:201151746 指导教师:张全禹 时间:2013年3月17日 绥化学院电气工程学院

高频功率放大器 1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW,ICM=300mA,VCES≤0.6V,hfe≥30,fT≥150MHz,放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W,ICM=750mA,VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数 输出功率P0≥500mW,工作中心频率f0≈5MHz,效率η>50%,负载RL=50Ω。 1.3 具体要求 分析高频功率放大器原理,通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数,利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试,分析电路的特性。

2原理分析 高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器。 利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器,这是无线电发射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小,放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180,效率η最高也只能达到50%,而丙类功放的θ< 90o,效率η可达到80%,甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。图 1为丙类谐振功率放大器。 图 1 丙类谐振功率放大器

高频电子线路习题及答案

高频电子线路习题
一、填空题
1. 在单级单调谐振放大器中,谐振时的电压增益 Kvo=
有载 QL=

通频带 BW0.7=
,矩形系数 K0.1 为

2. n 级同步单调谐振放大器级联时,n 越大,则总增益越 ,通频带越 ,选择性
越。
3. 工作在临界耦合状态的双调谐放大器和工作在临界偏调的双参差放大器的通频带
和矩形系数是相同的,和单级单调谐放大器相比,其通频带是其
倍,矩形系数则从 减小到 。
4. 为 了 提 高 谐 振 放 大 器 的 稳 定 性 , 一 是 从 晶 体 管 本 身 想 办 法 , 即 选
Cb’c
的晶体管;二是从电路上设法消除晶体管的反向作用,具体采

法和
法。
5. 单 级 单 调 谐 放 大 器 的 谐 振 电 压 增 益 Kvo=
QL=
,通频带 BW0.7=

,有载
6. 晶 体 管 在 高 频 线 性 运 用 时 , 常 采 用 两 种 等 效 电 路 分 析 , 一 种 是
,另一种是
。前者的优缺点是

7. 晶体管低频小信号放大器和高频小信号放大器都是线性放大器,它们的区别是

8. 为 了 提 高 谐振 放 大 器的稳 定 性 , 在电 路 中 可以采 用
法和
法,消除或削弱晶体管的内部反馈作用。
9. 晶 体 管 的 Y 参 数 等 效 电 路 中 , Yre 的 定 义 是
,称为
,它的意义是表示

控制作用。
10. 晶体管的 Y 参数等效电路,共有 4 个参数,Y 参数的优点是便于测量。其中 Yfe 的






11. 晶体管高频小信号放大器与低频小信号放大器都是
放大器,结构上
的区别是前者包含有后者没有的,具有带通特性的

12. 对小信号调谐放大器的要求是
高、
好。
13. 丙类高频功率放大器又称为____________功率放大器,常在广播发射系统中用作
____________级。
14. 按照通角θC 来分类,θC=180 的高频功率放大器称为_____类功放; C <90 的
高频功率放大器称为_____类功放。

第2章 高频功率放大器答案 2014

第2章 高频功率放大器 2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载?回路为什么一定要调到谐振状态?回路失谐将产生什么结果? 答:选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时,调谐回路才能有效地滤除不需要的频率,只让有用信号频率输出。此时,集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通,因而电流脉冲最小,平均电流co I 也最小。若回路失谐,则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通,因而电流脉冲变大,co I 上升,同时,输出功率下降,集电极耗散功率将急剧增加,以致烧损放大管。因此,回路失谐必须绝对避免。 2.5 解:高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。若A 点在 max be u 和饱和临界线的交点上,这就是临界状态。若A 点在max be u 的延长线上(实际不存在) , 动态特性为三段折线组成,则为过压状态。若A 点在max be u 线上,但是在放大区,输出幅度cm U 较 小,则为欠压状态。 欠压区的特点是电流脉冲为尖顶,输出电压幅度相对较小,其输出功率较小,效率也低,除在基极调幅电路中应用外,其它应用较少。临界状态,输出电压较大,电流为尖顶脉冲,输出功率最大,效率较高,较多的应用于发射机中的输出级。过压状态,电流为凹顶脉冲,输出电压幅度大,过压区内输出电压振幅随P R 变化小,常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。 改变 C E 时,C E 由小变大,工作状态由过压到临界然后到欠压。改变bm U 时,由小变大,工作状态 由欠压到临界然后到过压。改变BB U 时,由负向正变,工作状态由欠压到临界到过压。改变P R 时, 由小到大变,工作状态由欠压到临界然后到过压。 2.8解:(1)用功放进行振幅调制,调制信号加在集电极时,功放应工作在过压区内。在过压区中输出电压随C E 改变而变化;调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中,在欠压区中,输出电压 随BB U 、 bm U 改变而变化 2)放大振幅调制信号时,工作在欠压区,线性比较差,采用甲或乙类工作状态时,线性较好 (3)放大等幅信号应工作在临界状态。在临界状态输出功率最大,效率也较高,是最佳工作状态。 2.9晶体管放大器工作于临界状态,200p R =Ω,90mA co I =,30V C E =,90c θ=?。试求o P 与η。 解:查课本后附录得:11()(90) 1.57c g g θ=?= m 11()90 1.57141.3(m A ) c c o c I I g θ==?= ∴232111 (141.310)200 1.997(W)=2W 22 o cm p P I R -==???≈ 3 309010 2.7(W )D C c o P E I -==??= ∴2 100%74.1%2.7 o D P P η= =?≈ 2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180?、90?和60?时,都工作在临界状态,且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。 解:(1)22221max 1max 1max 00()()22()2() cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====? ∵C E 、max c I 、p R 相同,因此有 222 2 22111123000 (180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40 (180)(90)(60)0.50.3190.218 αααηηηααα???= ==≈???

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