第 7 章 低频功率放大器
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第一章测试1.光纤通信属于无线通信。
A:错B:对答案:A2.移动通信属于无线通信。
A:错B:对答案:B3.模拟调制有 ASK 、FSK 和 PSK 三种基本形式。
A:对B:错答案:B4.GMSK 属于数字调制。
A:错B:对答案:B5.已调信号通常是以调制信号频率为中心的具有一定频带宽度的信号,处理已调信号的电路必须是一个带通电路。
A:对B:错答案:A6.无线电波传播方式大体可分为三种:沿地面传播(称为地波)、沿空间直线传播、依靠电离层传播(称为天波)。
A:对B:错答案:A第二章测试1.单调谐放大器中,并联谐振回路作为负载时,常采用抽头接人,其目的是()。
A:减小晶体管及负载对回路的影响B: 展宽频带C: 提高工作频率D:减小矩形系数答案:A2.同步调谐放大器中单凋谐放大器级数增加时,其()。
A:矩形系数减小、通频带变窄B:谐振增益增大、通频带变宽C:选择性改善、通频带变宽D:矩形系数增大、稳定性下降答案:A3.多级放大器的总噪声系数()。
A:总小于1B:等于各级噪声系数之和C:决定于末级噪声系数D:决定于前级噪声系数答案:D4.谐振回路中,电容量增大时,谐振频率下降,品质因数将增大。
A:对B:错答案:B5.单谐振回路的Q值越大,谐振曲线越尖锐,则其通频带越窄,矩形系数越小A:错B:对答案:A6.选择性是指放大器从各种不同频率信号中,选出有用信号、抑制干扰信号的能力。
A:错B:对答案:B7.由于晶体管存在寄生电容 CUY,在高频吋形成内反馈,从而影响到调谐放大器工作的稳定性。
A:对B:错答案:A8.放大器的噪声系数定义为放大器输人端信噪比与输出端信噪比之比值,其值越大越好。
A:错B:对答案:A第三章测试1.高频功率放大器主要采用()功率放大器。
A:甲乙类B:丙类C:甲类D:乙类答案:B2.谐振功率放大器工作在丙类的目的是为了提高放大器的。
()A:输出功率B:效率C:工作频率D:增益答案:B3.丙类谐振功放中,晶体管集电极采用LC谐振回路作负载的作用。
《自测题、思考题与习题》参考答案第1章自测题一、1.信息的传递;2.输入变换器、发送设备、传输信道、噪声源、接收设备、输出变换器;3.振幅、频率、相位;4.弱、较大、地面、天波;5.高频放大器、振荡器、混频器、解调器;6.提高通信传输的有效性、提高通信传输的可靠性。
二、1.D ;2.A ;3.D ;4.B ;5.C ;6.A 。
三、1.×;2.×;3.×;4.√;5.√;6.√。
思考题与习题1.1答:是由信源、输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道组成。
信源就是信息的来源。
输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。
发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道,以实现信号的有效传输。
信道是信号传输的通道,又称传输媒介。
接收设备将由信道送来的已调信号取出并进行处理,还原成与发送端相对应的基带信号。
输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。
1.2答:调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。
采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上,从而缩短天线尺寸,易于天线辐射,实现远距离传输;其次,采用调制技术可以进行频分多路通信,实现信道的复用,提高信道利用率。
1.3答:混频器是超外差接收机中的关键部件,它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号均变为频率较低且固定的中频已调信号。
由于中频是固定的,且频率降低了,因此,中频选频放大器可以做到增益高、选择性好且工作稳定,从而使接收机的灵敏度、选择性和稳定性得到极大的改善。
1.4解:根据c fλ=得:851331010m =100km 310c f λ⨯===⨯,为超长波,甚低频,有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介,无线传输适用于地球表面、海水。
823310300m 100010c f λ⨯===⨯,为中波,中频,有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介,无线传输适用于自由空间。
【电子线路学案】第七章低频功率放大器(一)班级:姓名:学号:一.学习目标:1.了解低频功率放大器主要任务和分类;2.熟悉功率放大器与电压放大器的区别;3.理解单管功率放大器,乙类推挽功率放大器的电路组成及工作原理;4.掌握单管功率放大器,乙类推挽功率放大器的最大输出功率的计算。
二.重点难点:1.低频功率放大器的主要任务和分类;2.单管功率放大器;3.乙类推挽功率放大器。
三.预习检查:填空:1.提高功率放大器效率的根本途径是。
为保证功率晶体管安全工作,在为功率放大器选用晶体三极管时,应考虑、和三个参数。
2.一个性能良好的功率放大器应满足、、、几个基本要求。
3.功率放大器以功放管的静态工作点在特性曲线上的位置不同分为三类工作状态,即Q点在为甲类,Q点在为乙类,Q点在为甲乙类。
4.功率放大器中输入,输出变压器的作用,一方面是,另一方面用来。
采用变压器输出,主要是利用它的作用,以获得最佳的,从而使负载得到尽可能大的功率。
5.有一甲类功率放大器,其输出变压器原先按8Ω扬声器,有人把它错接成3.5Ω的,其他条件不变,则输出功率,电源提供功率。
(变大、变小、不变)判断:6.分析低频功率放大器一般采用图解分析法。
()7.由于甲类功放的失真最小,应用的最广。
()8.在甲类单管功率放大器中,输入信号越小且输出功率越小时管子的损耗就越大。
()9.当甲类单管功率放大器有交流信号输入时,输出功率为V G I CQ/2,所以效率最低。
()10.功放电路的效率主要与电路的工作状态有关。
()选择:11.功率放大电路可分为甲类、乙类、甲乙类,它们是根据()进行分类的。
A.电路特点B.电压放大倍数C.电流特点D.三极管静态工作点选择情况12.甲类功率放大器的最高理论效率是()A.35% B.50% C. 78.5% D.80%13.在下列功放电路中,效率最高的是()A.甲类B.乙类C.甲乙类D.丙类14.甲类功率放大器效率低是因为()A.只有一个功放管B.静态电流过大C.管压降大D.变压器效率低15.在单管功率放大器中,输出功率减小时()A.电源消耗功率减小B.电源消耗功率不变C.功放管的损耗减小D.功放管的损耗不变四.课堂练习:判断:1.甲类功放的收音机,音量越大越费电。
\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\第一章1.1 何谓通信系统?通信系统由哪几部分组成?答:用电信号(或光信号)传输信息的系统称为通信系统。
它由输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备、输出变换器等组成。
1.2 无线电通信为什么要采用调制技术?常用的模拟调制方式有哪些?答:采用调制技术可使低频基带信号装载在高频载波上,从而缩短天线尺寸,易于天线辐射,而且不同的发射台其载波频率不同,在接收端便于选择接收。
此外,采用调制可进行频分多路通信,实现信道的复用,提高信道利用率;还可以提高系统性能指标,提高抗干扰能力。
常用的模拟调制方式有振幅调制(AM )、频率调制(FM )和相位调制(PM )。
1.3 已知频率为3kHz 、1000kHz 、100MHz 的电磁波,试分别求出其波长并指出所在波段名称。
解:根据λ=c /f (其中c =3×108m/s )分别得出100km (为超长波)、300m (为中波)和3m (为超短波)。
1.4 画出无线广播调幅发射机组成框图,并用波形说明其发射过程。
答:参见图1.3.1。
第二章二、选择题1.LC 串联回路谐振时阻抗最 ,且为纯电阻,失谐时阻抗变 ,当f <o f 回路呈 ,当f >o f 回路呈 。
A .容性B .感性C .大D .小2.LC 组成的并联谐振回路谐振时,阻抗为 ,谐振时电压为 ;电纳为 ,回路总导纳为 。
A .最大值B .最小值C .零D .不能确定3.把谐振频率为o f 的LC 并联谐振回路串联在电路中,它 的信号通过。
A .允许频率为o fB .阻止频率为o fC .使频率低于o fD .使频率高于o f4.在自测题1图所示电路中,1ω和2ω分别为其串联谐振频率和并联谐振频率。
它们之间的大小关系为 。
A .1ω等于2ωB .1ω大于2ωC .1ω小于2ωD .无法判断 5.强耦合时,耦合回路η越大,谐振曲线在谐振频率处的凹陷程度 。
124 第6章 低频功率放大电路在实际的放大电路中,无论是分立元件放大器还是集成放大器,其末级都要求输出较大的功率以便驱动如音响放大器中的扬声器、电视机的显像管和计算机监视器等功率型负载。
能够为负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大电路,简称功放。
功率放大电路按构成放大电路器件的不同可分为分立元件功率放大电路和集成功率放大电路。
由分立元件构成的功率放大电路,电路所用元器件较多,对元器件的精度要求也较高。
输出功率可以做得比较高。
采用单片的集成功率放大电路,主要优点是电路简单,设计生产比较方便,但是其耐电压和耐电流能力较弱,输出功率偏小。
功率放大电路按放大信号的频率,可分为高频功率放大电路和低频功率放大电路。
前者用于放大射频范围(几百千赫兹到几十兆赫兹)的信号,后者用于放大音频范围(几十赫兹到几十千赫兹)的信号。
本章主要讨论的是低频功率放大电路。
6.1 功率放大器的一般问题6.1.1功率放大器的特点及主要指标从能量控制和转换的角度来看,功率放大电路和一般的放大电路没有本质的区别。
但功率放大电路上既有较大的输出电压,同时也有较大的输出电流,其负载阻抗一般相对较小,输出功率要求尽可能大。
因此从功率放大电路的组成和分析方法,到电路元器件的选择,都与前几章所讨论的小信号放大电路有很大的区别。
低频功率放大器的主要指标有以下几项:1.提供尽可能高的输出功率P o功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。
为了获得较大的输出功率,要求功率放大管(简称功放管)既要输出足够大的电压,同时也要输出足够大的电流,因此管子往往在接近极限运用状态下工作。
所谓最大输出功率,是指在输入正弦信号时,输出波形不超过规定的非线性失真指标时,放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的成积,即:om om om omo o o 2122I U I U I U P ⨯=⨯==2.提供尽可能高的功率转换效率功率放大器实质上是一个能量转换器,它将直流电源提供的功率转换成交流信号的能量提供给负载,但同时还有一部分功率消耗在功率管上并产生热量。
目录第1章实用低频功率放大器(1995国赛A题) (2)1.1 功能要求 (2)1.2 方案论证与系统总体设计 (3)1.3 主要原理与理论分析 (3)1.4 系统硬件电路设计 (4)1.5 系统调试与误差分析 (7)1.6 总结与方案改进 (12)第1章实用低频功率放大器(1995国赛A题)1.1 功能要求一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。
其原理示意图如下:图1.1.1 实用低频功率放大方框图二、要求1.基本要求(1)在放大通道的正弦信号输入电压幅度为(5~700)mV,等效负载电阻RL为8Ω下,放大通道应满足:①额定输出功率POR≥10W;②带宽BW≥(50~10000)Hz;③在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%;④在POR下的效率≥55%;⑤在前置放大级输入端交流短接到地时,RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。
(2)自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。
2.发挥部分(1)放大器的时间响应①方波产生:由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波:频率为1000Hz、上升时间≤1μs、峰-峰值电压为200mVpp。
用上述方波激励放大通道时,在RL=8Ω下,放大通道应满足:②额定输出功率POR≥10W;带宽BW≥(50~10000)Hz;③在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs;④在POR下输出波形顶部斜降≤2%;⑤在POR下输出波形过冲量≤5%。
(2)放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展(例如提高效率、减小非线性失真等)。
1.2 方案论证与系统总体设计1.方案论证(1)前置放大电路方案方案一:反相比例放大电路输入阻抗是反馈电阻和输入电阻的并联,阻抗比较小,放大倍数是反馈电阻比输入电阻方案二:同相比例放大电路相对于反相比例放大电路来说,同相比例放大电路的输入阻抗较高,为了提高前置放大电路的输入电阻和共模抑制比,故选择方案二。
(2)变换电路方案方案一:使用专用比较器芯片LM311是一款专用的比较器芯片,但是它产生的信号是一般为单极性,不符合题目的要求。
电子线路第一章晶体二极管和二极管整流电路一、填空1、晶体二极管加一定的(正向)电压时导通,加(反向)电压时(截止)这一导电特性称为二极管的(单相导电)特性。
2、不加杂质的纯净半导体称为(本征半导体)。
3、P型半导体它又称为(空穴)型半导体,其内部(空穴)数量多于(自由电子)数量。
4、加在二极管两端的(电压)和流过二极管的(电流)间的关系称为二极管的(伏安特性)。
5、把(交流)电转换成(直流)电的过程称为整流。
6。
直流电的电路称为二极管单相整流电路,常用的有(单相半波整流)、(单相桥式整流)和(倍压整流)电路。
7。
三极管工作在放大区时,通常在它的发射结加(正向)电压,集电结加(反向)电压。
8。
三极管在电路中的三种基本连接方式是(共发射极接法)、(共基极接法)、(共集电极接法)。
9。
晶体二极管的主要参数有(最大整流电流IFm)、(最高反向工作电压VRm)、(反向漏电流IR)。
10。
导电能力介于(导体)和(绝缘体)之间物体称为半导体。
11、在半导体内部,只有(空穴)和(自由电子)两种载流子。
12、一般来说,硅晶体二极管的死区电压应(大于)锗晶体二极管的死区电压。
13、当晶体二极管的PN结导通后,则参加导电的是(既有少数载流子,又有多数载流子)。
14、用万用表测晶体二极管的正向电阻时,插在万用表标有+号插孔中的测试表笔(通常是红色表笔)所连接的二极管的管脚是二极管的(负)极,另一电极是(正)极。
15、面接触性晶体二极管比较适用(大功率整流)16。
晶体二极管的阳极电位是-10V,阴极电位是-5V,则晶体二极管处于(反偏)17。
用万用表欧姆档测量小功率晶体二极管性能好坏时,应把欧姆档拨到(R1K档)18。
当硅晶体二极管加上0。
3V正向电压时,该晶体管相当于(阻值很大的电阻)19。
晶体二极管加(反向)电压过大而(击穿),并且出现(烧毁)的现象称为热击穿20。
晶体二极管在反向电压小于反向击穿电压时,反向电流(极小);当反向电压大于反向击穿电压后,反向电流会急速(增大)21、二极管的正极又称(阳)极,负极又称(阴)极。
第7章习题答案7.1.1 选择题。
(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,负载上可能获得的最大___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__B D E____。
A. βB. I CMC. I CBOD. U(BR)CEOE. P CMF. f T(4)在OCL乙类功放电路中,若最大输出功率为1 W,则电路中功放管的集电极最大功耗约为___C____。
A. 1 WB. 0.5 WC. 0.2 W(5)与甲类功率放大器相比较,乙类互补推挽功放的主要优点是____B_____。
A. 无输出变压器B. 能量转换效率高C. 无交越失真(6)所谓能量转换效率是指____B_____。
A. 输出功率与晶体管上消耗的功率之比B. 最大不失真输出功率与电源提供的功率之比C. 输出功率与电源提供的功率之比(7) 功放电路的能量转换效率主要与___C______有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最大功率C. 电路的类型(8) 乙类互补功放电路存在的主要问题是___C______。
A. 输出电阻太大B. 能量转换效率低C. 有交越失真(9) 为了消除交越失真,应当使功率放大电路的功放管工作在____B_____状态。
A. 甲类B. 甲乙类C. 乙类(10) 乙类互补功放电路中的交越失真,实质上就是__C_______。
A.线性失真B. 饱和失真C. 截止失真(11) 设计一个输出功率为20W的功放电路,若用乙类互补对称功率放大,则每只功放管的最大允许功耗PCM至小应有____B_____。
A. 8WB. 4WC. 2W(12) 在题图7.1.1所示功率放大电路中。
第7章 功率放大器7.1 功率放大器概述从能量控制角度来看,电压放大器与功率放大器没有本质的区别,但从完成的任务和实现的目的来看,它们是不同的。
电压放大器主要是向负载提供不失真的电压信号,讨论的主要是电压放大倍数,输入、输出电阻等指标;而低频功率放大器主要是要求足够大的不失真(或失真小)的功率信号,讨论的主要是失度真的大小、效率和功率。
所以,两者的电路结构和所用元件都有显著的差别。
7.1.1 功率放大器特点1.主要技术指标功率放大器的主要技术指标是最大输出功率和转换效率。
(1)最大输出功率功率放大器提供给负载的信号称为输出功率。
在输入为正弦波且输出基本不失真条件下,输出功率是交流功率,用o P 表示,即o o o U I P = (7-1)式中,o I 和o U 均为有效值。
最大输出功率是在电路参数确定的情况下,负载上可能获得的最大交流功率。
(2)转换效率η功率放大器的输出功率o P 与直流电源提供的功率DC P 之比称为转换效率,用η表示,即DC o P P /=η (7-2)式中,DC P 是电源提供的功率,DC P =C CC I U ,C I 是集电极电流的平均值。
2.功率放大器的中的晶体管(1)功放管的选择在功率放大电路中,为获得足够大的输出功率,要求功放管工作在尽限应用状态,即晶体管集电极电流最大时接近I CM ,管压降最大时接近U (BR )CEO ,耗散功率最大时接近P CM ①。
(2)功放管的散热在功率放大器中,有相当一部分电能以热的形式消耗,使功放管温度升高。
因此,要利用散热装置来提高功放管的最大允许耗散功率,从而提高功率放大器的输出功率。
此外,由于功放电路的输入信号较大,输出波形容易产生非线性失真,电路中应采用适当方法改善输出波形,如引入交流负反馈。
7.1.2 功率放大器分类① I CM 、U (BR )CEO 和P CM 分别是晶体管极限参数:最大集电极电流、c-e 间能承受的最大管压降和集电极最大耗散功率。
课题7.1低频功率放大器概述课型新课授课班级授课时数 1 教学目标1.理解低频功率放大器及基本要求2.了解低频功率放大器的分类3.掌握单管功率放大器的电路组成及工作原理教学重点工作原理,功率计算教学难点工作原理学情分析教学效果新课 教后记A .复习1.石英晶体振荡器的特点。
2.串、并联谐振。
B .引入在电子技术中,有时需要大的信号功率,该信号具有足够的功率去控制或驱动一些设备工作。
例如:控制电动机的转动,驱动扬声器使之发声等。
C .新授课7.1 低频功率放大器概述一、低频功放及其基本要求低频功率放大器:能输出低频信号的功率放大器。
功放和电压放大器的区别。
(1)小信号电压放大器。
①V i ,I i ,V o ,I o 较小;②消耗能量小,输出信号的功率小,信号失真小; ③任务:对微弱的信号电压放大。
(2)功率放大器:①任务:输出较大的信号功率;②输入、输出电压和电流都较大-大信号放大器; ③消耗能量多,信号易失真,P o 大。
3功放效率 ①注意效率;②P o;③信号失真;④晶体管的功耗;⑤击穿电压。
(4)对性能良好功放的基本要求①信号失真小;②有足够的输出功率;③效率高;④散热性能好。
二、分类1以晶体管的静态工作点分类(1)甲类功放:Q点在交流负载线的中点。
①三极管处于放大状态;②波形不失真;③静态电流大,效率低。
(2)乙类功放:Q点在交流负载线和I B 0输出特性曲线交点处。
①半个周期在放大区,另半个周期在截止区;②只有半波输出;③没有静态电流,效率高。
(3)甲乙类功放:Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处。
①静态电流较小,效率仍较高;②波形失真较小。
2、以功率放大器输出端特点分类(1)有输出变压器功放电路。
(2)OTL功放电路。
(3)OCL功放电路。
(4)BTL功放电路。
7.2单管功率放大器一、电路组成(1)元件作用:R b1,R b2,R e —— 偏置电阻 T 1——输入变压器 T 2——输出变压器 (结合图形分析) (2)T 2作用:①一方面隔断直流耦合交流;②变换阻抗,便负载获得较大的功率。
习题1. 选择题。
(1)功率放大电路的转换效率是指。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比B.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(2)乙类功率放大电路的输出电压信号波形存在。
A.饱和失真B.交越失真C.截止失真(3)乙类双电源互补对称功率放大电路中,若最大输出功率为2W,则电路中功放管的集电极最大功耗约为。
A.B.C.&(4)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有。
A.βB.I CM C.I CBO D.U(BR)CEO E.P CM(5)乙类双电源互补对称功率放大电路的转换效率理论上最高可达到。
A.25% B.50% C.%(6)乙类互补功放电路中的交越失真,实质上就是。
A. 线性失真B. 饱和失真C. 截止失真(7) 功放电路的能量转换效率主要与有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最大功率C. 电路的类型解:(1)B (2)B (3)B (4)B D E (5)C (6)C (7)C2. 如图所示电路中,设BJT的β=100,U BE=,U CES=,I CEO=0,电容C对交流可视为短路。
输入信号u i为正弦波。
%(1)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P om(2)此时R B应调节到什么数值(3)此时电路的效率η=ou 12V+图 题2图解:(1)先求输出信号的最大不失真幅值。
由解题2图可知:ωt sin om OQ O U U u += 由CC om OQ V U U ≤+与CES om OQ U U U ≥-可知:CES CC om 2U V U -≤即有2CESCC om U V U -≤因此,最大不失真输出功率P om 为:!()W 07.2818122CES CC L2om om ≈⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=U V R U P(2)当输出信号达到最大幅值时,电路静态值为:()CES CC CES CES CC OQ 212U V U U V U +=+-=所以 A 72.0825.0122L CES CC L OQ CCCQ ≈⨯-=-=-=R U V R U V I mA 2.7CQ BQ ==βIIk Ω57.12.77.012BQ BE CC B ≈-=-=I U V R (3) %24%10072.01207.2CQ CC om V om ≈⨯⨯===I V P P P η 甲类功率放大电路的效率很低。