验证实验3--功率放大电路原理实验
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功率放大电路实验报告功率放大电路实验报告引言:功率放大电路是电子工程中常见的一种电路,它的作用是将输入信号的功率放大到更高的水平,以便驱动负载。
本实验旨在通过搭建一个简单的功率放大电路,探索其工作原理和性能特点。
实验装置:1. 功率放大器芯片:我们选择了一款常用的功率放大器芯片,具有高增益和低失真的特点。
2. 电源:为了保证电路的正常工作,我们使用了一个稳定的直流电源。
3. 输入信号发生器:为了提供输入信号,我们使用了一个可调频率和幅度的信号发生器。
4. 负载:为了测试功率放大电路的输出能力,我们选择了一个合适的负载。
实验步骤:1. 搭建电路:根据电路原理图,我们将功率放大器芯片、电源、输入信号发生器和负载依次连接起来。
2. 设置参数:根据实验要求,我们将电源电压、输入信号频率和幅度进行调整,以便观察电路的工作情况。
3. 测试输出:通过连接示波器,我们可以实时监测功率放大电路的输出信号,并记录相关数据。
4. 分析结果:根据实验数据,我们可以计算功率放大电路的增益、频率响应和失真程度等指标,并进行分析和比较。
实验结果:根据实验数据和分析,我们得出以下结论:1. 增益特性:功率放大电路在一定范围内具有较高的增益,输入信号经过放大后,输出信号的幅度明显增加。
2. 频率响应:功率放大电路对不同频率的输入信号具有不同的放大效果,一般在特定频率范围内工作最佳。
3. 失真特性:由于电路本身的非线性特点,功率放大电路在放大过程中会引入一定的失真,主要表现为谐波失真和交叉失真。
4. 输出能力:功率放大电路可以驱动较大的负载,输出功率与负载阻抗之间存在一定的关系。
讨论与改进:在实验过程中,我们还发现了一些问题和改进的空间:1. 温度效应:功率放大电路在工作过程中会产生一定的热量,温度的变化可能会影响电路的性能稳定性,需要进一步研究和改进。
2. 失真抑制:为了减少失真的影响,可以采用一些补偿电路或反馈控制技术,提高功率放大电路的线性度和稳定性。
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。
功率放大电路工作原理功率放大电路是指能够将输入信号的功率放大的电路。
在现代电子设备中,功率放大电路被广泛应用于音频放大、射频放大等领域。
本文将介绍功率放大电路的工作原理,帮助读者更好地理解其工作原理。
首先,功率放大电路的基本结构包括输入端、输出端和放大器。
输入端接收输入信号,经过放大器放大后,输出到输出端。
放大器是功率放大电路的核心部件,它能够将输入信号的功率放大到一定的水平,以满足实际应用的需求。
在功率放大电路中,放大器通常采用晶体管、场效应管等器件。
这些器件能够根据输入信号的变化,控制电流或电压的变化,从而实现对输入信号的放大。
在放大器中,通常还会加入负载电阻、耦合电容等元件,以提高放大器的稳定性和线性度。
功率放大电路的工作原理可以通过以下步骤来解释,首先,输入信号经过输入端进入放大器,放大器根据输入信号的变化,控制输出端的电流或电压变化;其次,输出端的信号经过负载电阻等元件,最终输出到外部电路。
在这个过程中,放大器起到了将输入信号功率放大的作用。
在实际应用中,功率放大电路通常需要满足一定的性能要求,比如输出功率、频率响应、失真度等。
为了实现这些性能要求,设计功率放大电路需要考虑放大器的工作点、负载匹配、反馈电路等因素。
通过合理的设计,可以使功率放大电路达到较好的性能指标。
除了单级功率放大电路外,还有级联放大、并联放大等多种功率放大电路结构。
这些结构能够根据实际应用的需求,灵活地组合使用,以满足不同的功率放大要求。
总的来说,功率放大电路是现代电子设备中不可或缺的部分,它能够将输入信号的功率放大到一定水平,满足实际应用的需求。
通过合理的设计和优化,可以使功率放大电路达到较好的性能指标,为各种电子设备的正常工作提供保障。
综上所述,功率放大电路的工作原理是基于放大器对输入信号功率的放大,通过合理的设计和优化,能够实现对输入信号的有效放大,满足实际应用的需求。
希望本文能够帮助读者更好地理解功率放大电路的工作原理,为相关领域的研究和应用提供参考。
功率放大电路实验报告功率放大电路实验报告一、引言功率放大电路是电子学中的重要组成部分,它能够将输入信号的功率放大到较高的水平,以驱动输出负载。
在本次实验中,我们将探究功率放大电路的基本原理和性能特点。
二、实验目的1. 理解功率放大电路的工作原理;2. 掌握构建功率放大电路的基本方法;3. 分析功率放大电路的性能参数。
三、实验器材和材料1. 功率放大器芯片;2. 电阻、电容等元器件;3. 示波器、信号发生器等实验设备。
四、实验步骤1. 搭建功率放大电路的基本电路图;2. 调节信号发生器的频率和幅度,观察输出信号的变化;3. 测量输入和输出信号的电压、电流等参数;4. 分析实验数据,计算功率放大电路的增益和效率。
五、实验结果与分析通过实验测量和数据分析,我们得到了以下结果:1. 输入信号幅度为1V时,输出信号幅度为10V,说明功率放大电路具有10倍的增益;2. 在一定输入功率范围内,输出功率与输入功率成正比,说明功率放大电路具有较高的效率;3. 随着输入频率的增加,输出信号的失真程度逐渐增加,说明功率放大电路在高频率下存在一定的非线性失真。
六、实验总结通过本次实验,我们对功率放大电路的工作原理和性能特点有了更深入的理解。
功率放大电路在电子设备中具有重要的应用,例如音频放大器、功率放大器等。
合理设计和优化功率放大电路的参数,能够提高信号的质量和系统的效率。
七、实验改进1. 在实验中,我们可以尝试使用不同类型的功率放大器芯片,比较它们的性能差异;2. 可以进一步研究功率放大电路的非线性失真问题,探索有效的抑制方法;3. 可以将功率放大电路与其他电子元件或电路进行组合,实现更复杂的功能。
八、参考文献[1] 电子技术基础教程. 北京:高等教育出版社,2010.[2] 张明. 功率放大电路设计与应用. 北京:电子工业出版社,2015.以上是本次功率放大电路实验的报告,通过实验我们对功率放大电路的原理和性能有了更深入的了解,并提出了一些改进和进一步研究的方向。
集成功率放大电路实验报告
一、实验目的
1、了解集成功率放大电路的工作原理;
2、掌握综合应用集成功率放大电路实现放大功能的方法;
3、掌握研究集成功率放大电路的参数测量方法;
4、掌握简单的电路实验设计方法。
二、实验内容
本次实验分三部分:
1、设计电路;
2、热处理;
3、测量电路参数。
三、实验步骤
1、设计电路:计算并设计放大电路,根据设计结果,绘制电路原理图;
2、热处理:电路采用金属氧化物半导体技术,通过热处理,将金属与氧化物在晶体结构中相互结合;
3、测量电路参数:测量集成功率放大电路的电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗、输出端静态电流和输出端动态电流。
四、实验结果
1、电压增益:34 dB;
2、电流增益:32.4 dB;
3、输入阻抗:500 ohm;
4、输出阻抗:2.45 kohm;
5、输出端静态电流:6.3 mA;
6、输出端动态电流:4.7 mA。
五、总结
本次实验通过研究集成功率放大电路的电路设计、热处理、参数测量等,从而掌握集成功率放大电路的工作原理及实现放大功能的方法及参数测量方法,加深了对集成功率放大电路的认识。
实验3 丙类高频功率放大器仿真高频功率放大电路通常在发射机末级功率放大器和末前级功率放大器中,主要对高频信号的功率进行放大,使其达到发射功率的要求。
在硬件实验中,我们已经对高频功率放大器的幅频特性、负载特性及电路效率进行了测试。
在仿真实验中,我们将对放大器的其它特性进行进一步的仿真研究。
一、实验电路:电路特点:晶体管基极加0.1V的负偏压,电路工作在丙类,负载为并联谐振回路,调谐在输入信号频率上,起滤波和阻抗变换作用。
二、测试内容(一)高频功率放大电路原理仿真1、集电极电流Ic与输入信号之间的非线性关系晶体管工作在丙类的目的是提高功率放大电路的效率,此时晶体管的导通时间小于输入信号的半个周期。
因此,集电极电流Ic将是周期的余弦脉冲序列。
(1)、当输入信号的振幅有效值为0.75V时,对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析。
设置:起始时间为0.03S,终止时间为0.03005S,输出变量为I(V3)仿真分析。
记录并分析实验结果。
(2)、当输入信号振幅为1V时,对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析,设置同上。
记录并分析实验结果,指出输出信号波形顶部凹陷失真的原因是什么?2、输入信号与输出信号之间的线性关系将电路中R1改取30K,重复上述过程,使用示波器测试电路输出电压波形。
记录并分析实验结果,指出输出信号波形与步骤1的实验结果有何区别?为什么?(二)高频功率放大电路外部特性仿真测试1、调谐特性调谐特性指在R1、V1、V BB、Vcc不变的条件下,高频功率放大电路的Ico、Ieo、Uc等变量随C变化的关系。
将C1改用可变电容器,调C1使电路处于谐振状态(C1=50%),回路阻抗最大,呈纯阻,电流最小,此时示波器显示输出信号幅度最大,电流表显示电流最小值;当改变C1值,回路失谐,回路阻抗变小,回路电流变大,输出波形出现失真。
通过示波器和电流表观察记录实验结果,并对实验结果进行分析。
使用波特图仪和小信号交流分析方法测试测试并记录电路的调谐特性。
功率放大器实验报告心得体会
1. 通过本次实验,我深刻理解了功率放大器的原理和应用。
2. 实验中,我学会了如何设计和搭建一个简单的功率放大电路。
3. 通过观察实验结果,我发现功率放大器可以使信号的幅度得到有效放大。
4. 实验中,我发现功率放大器能够提供足够的功率,以驱动高阻抗负载。
5. 在实验过程中,我发现功率放大器的输出会受到输入信号的变化而变化。
6. 实验中,我学会了如何调节放大器的增益和偏置点,以获得最佳的输出。
7. 通过本次实验,我了解到功率放大器在音频放大和功率放大方面的重要应用。
8. 实验中,我发现功率放大器的失真可以通过合适的电路设计和调节来减小。
9. 通过实验,我认识到功率放大器对于驱动低阻抗负载的能力强于普通放大器。
10. 实验中,我了解到功率放大器可以通过使用不同的线性元件来实现不同的功率级别。
11. 通过实验结果,我发现功率放大器的功耗较大,需要适当的散热措施。
12. 实验中,我学习到了功率放大器的电路保护和稳定性设计方法。
13. 通过本次实验,我认识到功率放大器在通信系统和音响系统中的重要性。
14. 实验中,我了解到功率放大器的输出特性可能受到负载变化的影响。
15. 通过实验过程,我学会了如何选择合适的功率放大器芯片和电路组件。
16. 实验中,我发现功率放大器的输出波形与输入波形之间存在一定的失真。
17. 通过调节反馈电路,我发现功率放大器的线性度和稳定性可以得到改善。
18. 实验过程中,我发现功率放大器的效率较低,需要适当的电源供应。
19. 通过实验,我学会了如何测量功率放大器的输出功率和效率。
实验三 丙类高频功率放大器实验一. 实验目的1.通过实验,加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。
2.研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性,观察三种状态的脉冲电流波形。
3.了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。
4.掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。
二。
预习要求:1.复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。
2.熟悉并分析图3所示的实验电路,了解电路特点。
三.电路特点及实验原理简介在高频范围内为获得足够大的高频输出功率,必须采用高频放大器,高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级,它将振荡产生的信号加以放大,获得足够高频功率后,再送到天线上辐射出去。
另外,它也用于电子仪器作未级功率放大器。
高频功率放大器要求效率高,输出功率大。
丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。
高频功率放大器的工作频率范围一般为几百kHz —几十MHz 。
一般都采用LC 谐振网络作负载,且一般都是工作于丙类状态,如果要进一步提高效率,也可工作于丁类或戊类状态。
1.电路特点本电路的核心是谐振功率放大器,在此电路基础上,将音频调制信号加入集电极回路中,利用谐振功率放大电路的集电极调制特性,完成集电极调幅实验。
当电路的输出负载为天线回路时,就可以完成无线电发射的任务。
为了使电路稳定,易于调整,本电路设置了独立的载波振荡源。
2.高频谐振功率放大器的工作原理参见图1。
谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器,它是在无线电发送中最为重cR L要、最为难调的单元电路之一。
根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。
丙类功率放大器导通角θ<900,集电极效率可达80%,一般用作末级放大,以获得较大的功率和较高的效率。
图1中,Vbb 为基极偏压,Vcc为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态,Vbb应为负值,即基极处于反向偏置。
u b为基极激励电压。
图2示出了晶体管的转移特性曲线,以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
功率放大电路原理实验
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、主要设备及器件
信号发生器,双踪示波器,直流电源,晶体三极管、电阻、电容若干
三、实验原理
图1 OTL 低频功率放大器
图1所示为OTL 低频功率放大器。
其中1T 为推动级(也称前置放大级),2T ,3T 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,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作为功率输出级。
当输入正弦交流信号i V 时,经1T 放大、倒相后作用于2T , 3T 的基极,i V 的负半周时,3
T 管导通(2T 管截止),有电流通过负载L R ,同时向电容o C 充电。
在i V 的负半周, 2T 管导通(3T 管截止),则已充好电的电容器o C 起着电源的作用,通过负载L R 放电,这样在L R 上就得到完
整的正弦波。
OTL 电路的主要性能指标 1.最大不失真输出功率om P 理想情况下,
2
CC om L
18V
P R =,
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
2
o om L
V P R = 2.效率η
om
V
100%P P η=× V P ----直流电源供给的平均功率 理想情况下,max 78.5%η=。
在实验中,可测量电源供给的平均电流dc I ,从而求得V CC dc P V I =,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。
四、实验内容
1、按照如图所示连接好电路,不应出现自激现象,输入1Khz,30mV 的正弦信号,观察负载的输出信号。
2.最大输出功率om P 和效率η的测试 ⑴ 测量om P
输入端接1kHz f =的正弦信号i V ,输出端用示波器观察输出电压o V 波形。
逐渐增大i V ,使输出电压达到最大不失真输出,用示波器测出负载L R 上的电压om V ,则
2
om om L
V P R = ⑵ 测量效率η
当输出电压为最大不失真输出时,测出直流电源供给的平均电流dc I ,电流dc I 可由负载两端电压除以电阻计算得。
由此可近似求得V CC dc P V I =,再根据上面测得的om P ,即可求出:
om V P P η=
⑶ 观察交越失真波形
保持最大不失真功率时输入信号大小及静态工作点位置不变,将D 1、D 2从电路中短接出去(即4与5相连接),观察并记录输出波形。
⑷ 噪声电压的测试
测量时将输入短路(i 0V =),观察输出噪声波形,并用示波器测量输出电压,即为噪声电压N V ,本电路若N V <15mV 。
即满足要求。
五、实验报告
1.整理实验数据,计算最大不失真输出功率,效率等数据,并与理论值进行比较,画出交越失真波形。
表5-2 OTL 功率放大器数据表格
2.讨论实验中发生的问题及解决办法。
3.分析自举电路的作用。
六、思考题
1.为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围? 2.交越失真产生的原因是什么?怎样克服交越失真?
3.为了不损坏输出管,调试中应注意什么问题?。