第九章功率放大电路案例
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放大电路设计案例放大电路是电子学中一个重要的概念,它用于将输入的信号放大到合适的幅度。
在实际应用中,放大电路被广泛应用于音频放大、无线通信、显示设备等领域。
本文将通过一个设计案例,详细介绍放大电路的设计过程和注意事项。
1. 设计要求我们需要设计一个放大电路,将输入的音频信号放大到足够的幅度,以便驱动扬声器输出声音。
该放大电路需要满足以下要求: - 输入阻抗大,以避免对音频源的影响;- 输出阻抗小,以提供足够的功率输出;- 频率响应平坦,在听觉范围内能够保持音频信号的准确性;- 电路稳定可靠,不易产生失真或噪声。
2. 电路设计根据设计要求,我们选择使用一个共射放大电路。
该电路可以提供较高的电压增益和较低的输出阻抗。
以下是电路设计的关键参数和步骤:2.1 输入级设计输入级的作用是提供电压放大。
为了满足输入阻抗大的要求,我们选择使用一个高阻抗的场效应管作为输入级。
场效应管的参数选择需要根据具体情况来确定,可以通过仿真软件进行优化。
2.2 中间级设计中间级的作用是进一步放大电压信号。
我们可以选择使用一个晶体管来实现中间级的放大。
晶体管的选择要根据输入电压和输出电压的幅度来确定,同时要注意与输入级和输出级之间的匹配。
2.3 输出级设计输出级的作用是提供足够的功率输出,并将信号驱动扬声器。
为了满足输出阻抗小的要求,我们可以选择使用一个功率放大器作为输出级。
功率放大器的选择可以根据输出功率和负载特性来确定,同时要注意与前一级之间的匹配。
3. 注意事项在放大电路的设计过程中,需要注意以下几个问题以确保电路的性能和可靠性:3.1 功耗和散热放大电路在工作过程中会产生一定的功耗,因此需要注意散热的问题。
合理设计散热系统,确保电路在长时间工作时不会过热。
3.2 稳定性和反馈为了提高电路的稳定性,可以采用负反馈技术。
通过添加反馈电路,可以减小电路的非线性失真和频率响应的变化。
3.3 抗干扰和抗放大器放大电路在实际应用中可能会受到各种干扰,如电源干扰、电磁干扰等。
第9章 功率放大电路自测题一、选择合适的答案填入括号内。
(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可获得的最大( A )。
A.交流功率B.直流功率C.平均功率(2)功率放大电路的转换效率是指( B )。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比;B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比;C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比。
(3) 在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有( BDE )。
A .βB .I CMC .I CBOD .U CEOE .P CMF .f T(4) 若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为CES U ,则最大输出功率P OM =( C )。
A.2()2CC CES LV U R - B.21()2CC CES L V U R - C.21()22CC CES L V U R -图T9.1 图T9.2二、电路如图T9.2 所示,已知T l 和T 2的饱和管压降2CES U V =,直流功耗可忽略不计。
回答下列问题:(1)R 3、R 4 和T 3的作用是什么?(2)负载上可能获得的最大输出功率P om 和电路的转换效率η各为多少?(3)设最大输入电压的有效值为1V 。
为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V ,电阻R 6至少应取多少千欧?解:(1)消除交越失真。
(2)最大输出功率和效率分别为:2()162CC CES omLV U P W R -==, 69.8%4CC CES CC V U V πη-=⋅≈ (3)由题意知,电压放大倍数为:61111.3u R A R =+≥== ∴61(11.31)10.3R R k ≥-=Ω习题9.1判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在功率放大电路中,输出功率越大,功放管的功耗越大。
( × )(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。
168169新授课 )传感器(麦克风),将声音转换成相应的电压信号。
)放大器,将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
)再生器(扬声器),将放大后的电信号还原成声音。
)电源,提供放大器工作所需要的直流电压。
.什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路:)输出信号的功率大于输入信号的功率。
)输出信号波形与输入信号波形相同(不失真)。
用框图表示:输入端:加入需要放大的信号。
输出端:得到放大的输出信号。
组成:一个放大电路必须含有晶体管(或电子管)这样的器件,同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
.放大器的分类)按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器)按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170(a )双电源供电;(b )单电源供电;(c )是(b )图的习惯画法(不画出集电极电源)。
各元器件的作用: ① 晶体管V :工作在放大状态,起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R :它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I (又称偏流),保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R :作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C :起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出,同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间,2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容,使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E :作用一是给晶体管一个合适的工作状态(保证发射结正偏,集电结反偏),二是为放大电路提供能源。
2.静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压:CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图(b )所示是放大电路的直流通路,由于耦合电容的作用,直流只在直流通路内流动,所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉,剩下的即为直流通路。