第九章功率放大电路案例

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。

场效应管功率放大电路
嘿，朋友们！今天咱来聊聊场效应管功率放大电路。

这玩意儿啊，就像是电路世界里的大力士，能把小信号变得超级强大呢！
你想想看，信号就像一个小不点，弱弱地走着，这时候场效应管功率放大电路一出现，嘿，直接就给它来个超级变身，让它变得强大有力，能驱动那些大喇叭啥的发出响亮的声音。

场效应管啊，它可神奇了。

就好像是一个特别会控制力量的高手，能精准地调节信号的大小。

它可以让信号乖乖听话，该大的时候大，该小的时候小。

这可不是随便什么元件都能做到的哦！
咱再说说功率放大这部分，这就好比是给信号吃了大力丸一样。

让原本微弱的信号一下子变得生龙活虎，充满了能量。

这可太重要啦，没有它，那些音响啊、喇叭啊怎么能发出震撼人心的声音呢？
比如说，你在听音乐的时候，那美妙的旋律是怎么来的呀？就是靠场效应管功率放大电路在背后默默地努力工作呀！它把那些小小的音乐信号变得强大无比，然后通过喇叭播放出来，让我们能享受到动听的音乐。

而且哦，场效应管功率放大电路还特别稳定可靠。

它就像一个忠诚的卫士，一直坚守岗位，不会轻易出问题。

这多让人放心啊！
你看那些专业的音响设备，里面肯定都有它的身影。

它就像是幕后英雄，虽然我们看不到它，但它的作用可大了去了。

要是没有场效应管功率放大电路，那我们的生活得少多少乐趣啊！想想看，没有震撼的音乐，没有响亮的声音，那多无趣啊！所以说啊，我们真得好好感谢这个神奇的电路呢！
总之，场效应管功率放大电路就是这么厉害，这么重要！它在电子世界里发挥着不可或缺的作用，让我们的生活变得更加丰富多彩！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。

第9章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点。

解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器的特点：1.输出功率要大 2.转换效率要高 3.非线性失真要小。

二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√”，凡错者在括号内打“×”。

（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。

（）（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。

（）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好。

（）（4）当OCL电路的最大输出功率为1W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。

（）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。

（）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。

（）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。

（）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。

（）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（）2）都使输出电流大于输入电流；（）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。

（）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（）3）前者比后者效率高；（）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；（）（11）功率放大电路与电流放大电路的区别是1）前者比后者电流放大倍数大；（）2）前者比后者效率高；（）解：⑴×，当输出电压峰值为0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。

一、O PA300放大电路OPA300放大电路功能说明：通过设定电阻R4=3R3 来设定该放大器的放大倍数为四倍，即Vout=(1+Rf / R) Vin ，将VCA810的输出信号放大到能满足检波需要的信号。

二、高栅负压的电子管功放电路图下图中R3既是前级的直流负载电阻。

又是给后级提供栅负压的偏值电阻。

它适用于栅负压较高的功率管制作的功放电路。

电路比较简单。

电路中两个竹子的灯丝接地端。

应接在各自阴极电阻的下端。

同样要求电源变压器有两个灯丝绕组，功率级与前级的灯丝分别供电。

电路是用6Pl做的实验，虽然栅负压较低，但工作很正常，说明电路是成功的。

同样要注意的是：一定要在插上前级管子后再开电源，否则不能加电。

三、推挽式功率放大级的正偏压电路此电路用EL34管。

在两只功放管阴极电路中串入一只50Ω左右的线绕电位器或半可变线绕电阻，中点接地即可。

调整电位器W使两管的阴极电压平衡、对称，再放音就会有出色的表现。

正偏压的方式也可以用在ABI类自给偏压的推挽式功率放大级中。

四、AD8656双运放芯片组成的接收放大电路使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。

该运放适合+2.7～+5.5 V电源电压供电，是具有低噪声性能的精密双运算放大器。

AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值，且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0.008%的低真，无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。

通过干电池提供3V单电源供电，接收放大电路如图2所示。

放大电路由AD8656进行两级放大，抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减，放大所接收到的微弱信号，增加无线传输距离。

系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A/D转换，对数据进行编解码，而未采用检波解调电路，可有效简化电路结构。

五、高频信号放大电路的性能比较分析一、高频管(UHF)9018fTl00(MHz)的信号放大电路电视高频头输出的第一中频信号和音频信号通过高频管9018放大后也确有显效。

实验九互补对称功率放大电路
一、实验目的
1、了解功率放大电路的交越失真现象。

2、熟悉功率放大电路的工作原理及特点。

二、实验原理
功率放大电路如图9.1。

功率放大电路中的三极管具有甲类、乙类、甲乙类三种工作状态。

实际互补对称功率放大器中的三极管工作在甲乙类状态, 适当的调节功率放大器中的RP电阻, 就可以改变功率放大器的静态工作点, 以减小功
率放大器的交越失真。

图9.1互补对称功率放大器
三、实验内容及步骤
1.调整直流工作点, 使M点电压为 Vcc。

2.测量最大不失真输出功率与效率。

3、改变电源电压（例如由+12V变为+6V）, 测量并比较输出功率和效率。

4. 比较放大器在带
5.1K和8Ω负载（扬声器）时的功耗和效率。

5.根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。

四、实验报告要求
1.根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。

2、分析实验结果, 计算实验内容要求的参数。

3. 总结功率放大电路特点及测量方法。

五、实验仪器
1.数字毫伏表1台
2.示波器1台
3.模拟电路实验装置1台。