实验十集成功率放大电路

OTL功率放大电路实验报告课程名称：电子技术应用设计（1）主讲教师：第5 组姓名：学号：专业：一实验目的：焊接一个可以供音箱使用的音频功率放大电路，同事了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理，进一步加深对模电中所学知识的掌握，并通过对单元电路的分析，了解电路系统设计的组合方法。

二实验电路原理分析实验电路元器件清单该电路采用互补对称结构减小了交越失真，并且采用差分输入方式抑制了共模信号的输入，提高了输入信号的质量。

电路分为差分输入级、中间放大级、互补输出级。

电路中C1部分采用了电容耦合,这样前级的输入信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端了.差分输入级由Q1、Q8、R3、R13及R4组成,R3和R13分别是Q8和Q1的偏置电阻,R4的作用是抑制零漂, R2为基极提供了有效地偏置, Q3的作用是激励放大,对前级输出的信号进行再次的放大,提高增益.两个二极管为Q9和Q4提供了较稳定的电压,适量管在静态时微导通,有效地消除了交越失真; R11是Q4的偏执电阻,给Q4提供一个导通的条件,R7和R9的作用是减小了对Q6和Q7的穿透电流增加了Q6和Q7的击穿电压, 同时Q4、Q6、Q7和Q9组成了准互补放大形式, R10和C4是为模匹配而加的,做为输出级驱动的扬声器,它本身是由线圈组成的,具有感性成分,而电容又具有容性成分,这样就可以达到最大输出的模匹配,是放大达到了最大.做为R2和C5它们构成了交流电压负反馈.能有效的减小非线性失真.电容C3和C5为防止自激而加的补偿电容。

三焊接首先尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。

带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。

最好加线间地线，以免发生反馈藕合。

物理电子工程学院集成功率放大器实验一、实验目的1. 熟悉OTL 互补对称功率放大器的工作原理和基本参数的测试方法。

2. 测量OTL 互补对称功率放大器的最大输出功率、效率。

3. 了解自举电路原理及其对改善OTL 互补对称功率放大器性能所起的作用。

4. 熟悉集成音频功率放大器的工作原理和使用特点，掌握主要性能指标及测试方法。

二、实验仪器双踪示波器、低频信号发生器、集成音频功率放大器、电位器、数字万用表、电阻、电容。

三、实验原理1. 集成音频功率放大器图5-1集成音频功率放大器LM386的内部电路电源输出图5-2 LM386的引脚排列集成音频功率放大器LM386的内部电路和引脚如图5-1、5-2所示。

LM386具有一般集成功放结构特点，其内部电路包括由T 1~T 6组成的前置放大级、T 7组成的推动级、T 8~T 10等组成的甲乙类准互补功率输出级。

它的电压增益为26dB ；若在引脚1、8间并联一个电容，电压增益将被提高到40dB ；若在引脚1、5间并联一个电阻，则可改变该器件的反馈深度。

LM386具有电路简单、工作稳定、适应范围宽、使用灵活等特点。

LM386的实验电路如图5-3所示。

图5-3 LM386的实验电路2. 几项重要指标及其测量方法 （1）最大输出功率P om理想情况下，互补对称OTL 功放的最大输出功率为L CC CC L CC omcm om R V V R V V I P 8222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙=∙=(5-1)测量方法：给放大器输入1kHz 的正弦信号电压，逐渐加大输入电压幅值当用示波器观察到时输出波形为临界削波时，用万用表测出此时的输出电压V o ，则最大输出功率为Lo omR V P 2= (5-2) +V CC V LC 12（2）直流电源供给的平均功率P v 在理想的情况下（即CC om V V 21=时），om V P P π4=(5-3)测量方法：同测量V o 的方法一样，用万用表测出直流电流I ，即算出此时的电源供给的功率为I V P CC V +=om P (5-4)（3）效率ηVomP P =η (5-5)（4）最大输出功率时三极管的管耗P Tom V T P P P -= (5-6)四、实验内容及步骤1. 按图5-3接线，令V i =0（将输入端短路），用示波器观察输出电压V o 有无振荡，如有振荡，改变相应电容的数值，直至振荡消除。

功率放大器的组装与设计实验目的：培养综合能力，动手能力，分析能力，提高和巩固模电知识，熟悉常见的元器件，和基本焊接方法。

实验仪器：函数发生器，收音机（其他能发出声音的声音源均可），音响，焊接常用的器材如电烙铁，焊锡丝，吸锡泵，镊子等。

实验原理第一部分：1.作用与组成声频放大器又称音频放大器，低频放大器或扩音机，顾名思义，它是放大电信号的装置。

由于各种信号源（声源）输入的信号很弱（几毫伏到1-2伏），不足以推定扬声器放声，因此必须将这些微弱的信号进行放大。

从高保真意义上讲，要求放大器如实地放大原信号，即原汁原味，但从广义上讲，为了使声明更动听，又常常对信号进行必要而适当的修饰与加工。

按声频放大器中各部分的功能不同，可将其分成两部分：其一为前置放大器（还可细分为信号源前置放大和主控放大器）其二称为功率放大器（也称后级放大器）按类又可分为合并式（前置后级一体式）、与分体式（前置与后级分开），分体式一般为高档机。

2.前置放大电路前置放大的作用是对调谐器、点唱机、录音机、传声器，激光唱机以及其它声源送来的信号进行各种处理与放大，以便为功率放大器准备适宜的电信号，使后者顺利工作。

确切的说，前置的作用是对输入的某些信号进行频率均衡或阻抗变换，并对各种信号进行不同量的放大，使各种信号输出电压基本相同，以利于其后主控放大器进行工作。

前置放大器中的主控放大器也称放大器或线路放大器，主要作用是将前面送来的信号进行各种处理，修饰与放大，使之满足功率放大器对输入信号电平的要求，并达到人们对音响效果的某些主观要求，比如，音量调节、响度控制、音调调节、噪声抑制、声道平衡、宽度展宽等功能都在此环节完成。

3.功率放大器其本质是将交流的电能“转中换”为音频信号能。

其构成成分为输入级、前置激励级、功率输出级、保护电路和功率指示、电源。

由于电子技术的飞速发展，现代高保真立体声放大器广泛采用晶体管集成电路，随着人们对电声指标的更高要求，在民用放大器中甲类、超甲类、电流负反馈等其他类型的超低失真放大器逐渐增多，为了改善音质，人们对场效应管也产生了极大的兴趣。

实验十二OTL集成功率放大器一、实验目的1、了解集成功率放大器的应用。

2、学习集成功率放大器基本技术指标的测试。

二、预习要求1、预习有关集成功率放大器的内部电路结构形式以及外部各元件的用途。

2、最大不失真输出幅度V om、最大不失真输出功率P omax、最大效率ηmax、最大管耗P Tmax 的定义及计算。

三、实验设备及仪器智能网络型实验台、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器。

四、实验注意事项电路产生寄生振荡可采用如下措施：1、断开毫伏表与输出的连接；2、尽量接短线，特别是接电源的滤波电容，接线要更短；3、输出接喇叭时，应与20Ω/5W的电阻串联；4、在±12V电源之间加一个0.1μF的电容。

五、实验内容及步骤1、实验电路原理图如图12.1所示接线。

图12.1 用2030组成的功率放大器2、不加信号时（V i=0）用数字万用表测电路静态总电流I+12、I-12及2030芯片各脚的电位。

将结果记入表12.1中。

表12.13、动态测量①最大输出功率：输入端接1KHz，V i≤300mV，（此处的Vi指的是输入电压的峰峰值）的正弦信号，用示波器观察输出电压波形，逐渐加大输入信号幅度，使输出电压信号为最大不失真输出。

用交流毫伏表测量此时的输出电压V om，则P om＝V2om/R L。

将测量结果记入表12.2中。

②输入灵敏度：根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率P o＝P om时的输入电压值V i即可。

③噪声电压的测试：测量时将输入端短路（V i＝0），用示波器观察噪声波形，并用交流毫伏表测量输出电压，该电压即为噪声电压V iv。

将测量结果记入表12.3中。

五、要求与思考1、根据实验实际测量的数据计算出P cm、P v以及效率η。

2、讨论实验中发生的问题及解决的办法。

3、本实验是否可以用作收音机、录音机的功放？如果可行，该功放与前级之间采用什么耦合方式适宜？。

集成运算放大器的应用实验报告引言集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的电子元器件，广泛应用于各种电路中。

本实验主要目的是通过实践操作，掌握Op Amp的基本原理、特性以及应用。

本文档将详细记录实验过程、结果分析以及心得体会。

实验设备与材料1.集成运算放大器芯片2.电源（直流电源和信号发生器）3.示波器4.电阻、电容等基本元件5.连接线和面包板6.多用途实验电路板实验目标1.了解集成运算放大器的基本原理和特性。

2.熟悉使用Op Amp进行电压放大、非反相放大、反相放大等基本运算。

3.掌握Op Amp的应用范围和适用条件。

4.实验结果的数据测量和分析。

5.总结实验心得，进一步巩固理论知识。

实验原理集成运算放大器的基本原理集成运算放大器是一种具有高增益、输入阻抗大、输出阻抗小的电子放大器。

它通常由差动放大器和输出级组成。

集成运算放大器的输入端有两个，分别为非反相输入端（+）和反相输入端（-）。

输出端的电压和电源电压之间的差值称为放大倍数，通常表示为A。

集成运算放大器的主要特点有以下几个方面：1.无穷大的增益：理论上，集成运放的增益可以达到无穷大。

2.高输入阻抗：集成运放的输入电阻非常大。

3.低输出阻抗：集成运放的输出电阻非常小。

4.大信号频率响应范围宽：集成运放的频带宽度一般为几十到上百MHz。

Op Amp的应用电压放大器电压放大器利用Op Amp的高增益特性，将输入信号进行放大。

输入信号经过放大后，输出信号可以达到较高的幅度。

电压放大器通常采用非反相放大电路，输出信号与输入信号的相位关系相同。

非反相放大器非反相放大器是一种常见的Op Amp应用电路。

它实际上是电压放大器的一种特殊形式。

非反相放大器的特点是输出信号与输入信号具有相同的相位关系，通过选择合适的电阻比例，可以实现不同的电压放大倍数。

反相放大器反相放大器也是一种常用的Op Amp应用电路。

反相积分电路实验报告实验十实验报告电工学中山大学电工原理及其应用实验报告SUN YAT-SEN UNIVERSITY院（系）：移动信息工程学号：审批专业：软件工程实验人：实验题目：实验十：集成运放基本应用之一--- 模拟运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大电路组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

2、了解运算放大电路在实际应用时应考虑的一些问题。

二、预习思考题1、复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理值。

2、在反相加法器中，如Vi1 和Vi2 均采用直流信号，并选定Vi2＝－1V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度(±12V)时，｜Vi1｜的大小不应超过多少伏？答：首先是因为反相加法运算器，它放大倍数是10倍所以|Ui1+Ui2| =1.2 又因为Ui2=-1 所以|Ui1|=0.23、为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？答：不要接错电源的极性！输入信号的幅值要在运算放大器允许的范围之内，不能输入大于其限定的信号三、原理说明集成运算放大电路是一种具有高电压增益的直接耦合多级放大电路。

当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

理想运算放大电路特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大电路称为理想运放电路。

开环电压增益Aud=∞输入阻抗ri=∞输出阻抗ro=0 带宽fBW=∞失调与漂移均为零等。

理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压VO 与输入电压之间满足关系式VO＝Aud（V+－V－）由于Aud=∞，而VO为有限值，因此，V+－V－≈0。

即V+≈V －，称为“虚短”。

（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB＝0，称为“虚断”。

这说明运放对其前级索取的电流极小。

实验十集成功率放大器一、实验目的学习使用集成功率放大器，并测试其性能指标二、实验原理1. 目前，单片集成音频功率放大器的产品很多，并已在收音机、录音机、电子玩具和电视机等设备中获得广泛应用。

本次实验使用的是TDA2030低电压音频功率放大器，是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。

如图10.1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。

TDA2030是高保真音频功率放大器单片集成电路系列产品之一。

适合于在收音机、收录机中作功放单元使用。

它的内部为甲乙类推挽功放电路，效率，具有输出短路保护、过热自动闭锁等功能，例如当电路发生短路时，器件可自动限制自身的功，使输出晶体管在安全区的工作点上。

广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。

意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。

该款集成功放可直接代换同类器件，如TDA2001,TDA2006,TDA2008等图10.1 TDA2030电气原理图图10.2 TDA2030引线排列TDA2030的管脚排列如图10.2所示，其中TDA2030管脚功能：1脚是正相输入端2脚是反向输入端3脚是负电源输入端4脚是功率输出端5脚是正电源输入端。

TDA2030特点:1.开机冲击极小。

2.外接元件非常少。

3.TDA2030输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。

4.采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。

5.TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。

6.内含各种保护电路，因此工作安全可靠。

主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。

TDA2030各脚电压，5脚24V正常，4脚12V输出脚正常，2脚12V正常，1脚信号输入脚12V正常。

实验9 集成功率放大器实验一、实验目的（1）进一步熟悉集成功率放大器的工作原理。

（2）掌握测量集成功率放大器性能的方法。

二、实验仪器双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。

三、预习内容（1）功率放大器的工作原理；（2）先阅读附录3，然后分析LM386原理电路在1，8端开路时的电压放大倍数为什么为20；（3）先阅读附录3，然后试述图1中的四个电容的作用。

四、实验内容通常一个实用的放大器包括输入放大器、电压放大器和输出放大器。

输入放大器的主要任务是接受传感器输出的小信号，通常要求输入放大器在具有电压放大能力的同时还具有高输入电阻、高抗干扰能力和低噪声。

电压放大器的主要任务是不失真地提高输入电压信号的幅度。

输出放大器的主要任务是驱动末级负载。

负载时多种多样的，负载电阻的阻值越小，负载越重。

有的负载较重，例如，扬声器等。

这就要求放大器能输出一定的信号功率，通常称这样的输出放大器为功率放大器。

功率放大器主要任务是在信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率。

通常工作在大信号状态下，要求输出功率大、效率高的同时，还要考虑减小非线性失真、功率管的散热、过压过流保护等。

静态电流是造成管耗的主要因素，因此在低频功放中主要采用静态工作点低的甲乙类或乙类功率放大器。

实验电路如图1。

图1 集成功率放大电路（1）对LM386内部等效电路的分析LM386为单直流电源供电的普通音频功率放大器，常用于袖珍式收音机、磁带放音机，其等效原理示意图如图2。

等效原理示意图并不是真实的电路图，而是为了使用者了解集成电路的原理，从而正确的设计外电路，而画出的等效原理电路。

图2 LM386等效原理示意图LM386由输入级、中间级和输出级三部分组成。

三极管Q1~Q4构成复合管差动输入级，Q5，Q6构成的镜像电流源作为差动放大器的集电极有源负载。

输入级的单端输出信号由Q 4的集电极传送至由Q 7组成的中间级，该级是以恒流源为集电极负载的共射极放大器。