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功率放大电路调试及仿真耿忠宇( 河北北方学院理学院物理系 06级本科 20061040232)摘要：功率放大器简称功放。
是一种能量转换的电路，其主要任务是输出大的信号功率，其输入、输出电压和电流都较大，消耗能量多，信号容易失真，输出信号的功率大。
本文通过对功率放大器进行调试并用仿真软件仿真其实际效果，根据实验和仿真数据仔细分析电路，了解功放几种特殊状态下，电路集电极电流，输出功率，效率的具体数值。
从而从根本上理解功率放大器的基本原理。
为以后研究功率放大器打下基础。
关键词：功率放大器；仿真；失真；最大不失真功率Power amplifier circuit testing and simulationGengzhongyu(Hebei NorthUniversity College Department Of Physics, 06 1 Classes 20061040232)Abstract: Power amplifier (PA) is an energy conversion circuit. Its main task is to output large-signal power. Because of its larger input and output voltage, current and energy depletion, it is easy to have distortion of signal and large power output signal.In this article, based on the debugging of power amplifier simulation software and simulation with the actual results, more experimental, simulation data and analysis of the circuit, we know the specific values about some special state amplifier, the circuit collector current, output power under several special condition of PA. So the author has made a fundamental understanding the basic principles of power amplifier. And it is also lay the foundation to study PA in the future.Key words：Power Amplifier；Emulation；Distortion；Maximum power without distortion目录引言 (1)1. 功率放大器概述 (2)1.1功率放大器的基本要求 (2)1.2功率放大器的分类 (3)1.3放大电路的主要特点 (4)2. 功率放大器的理论分析 (5)3. 功率放大器的调试及仿真 (8)3.1功率放大器的调试 (8)3.2功率放大器的仿真 (10)总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)引言功率放大器简称功放。
集成运算放大器放大电路仿真设计1集成运算放大器放大电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
2 电路原理分析 2.1 电路如图1所示1此电路为反向比例运算电路，这是电压并联负反馈电路。
输入电压V1通过电阻R1作用于集成运放的反相输入端，故输出电压V0与V1反相。
图2 仿真结果图其中1//2R RF R =2.2电路如图3所示3此电路为反相求和运算电路，其电路的多个输入信号均作用于集成运放的反相输入端，根据“虚短”和“虚断”的原则，0==p N u u ，节点N 的电流方程为F i i i =+31 所以)1231(0R Ui R Ui RF U +-= 图4 仿真结果图其中RF R R R //3//12= 2.3电路如图5所示5此电路为电压跟随器电路，此电路输出电压的全部反馈到反相输入端，电路引入电压串联负反馈，且反馈系数为1，由于N P u u u ==0，故输出电压与输入电压的关系为I O u u =图6 仿真结果图2.4 电路如图7所示7从对比例运算电路和求和运算电路的分析可知，输出电压与同相输入端信号电压极性相同，与反相输入端信号电压极性相反，因而如果多个信号同时作用于两个输入端时，就可以实现加减运算。
21O O O U U U +=，111i O U R RF U -=，223i O U R RFU =图8 仿真结果图2.5 电路如图9所示9此电路为积分运算电路，利用积分运算电路可以实现方波—三角波的波形变换和正弦—余弦的移相功能。
实验报告课程名称：电子电路设计与仿真实验名称：集成运算放大器的运用班级：计算机18-4班姓名：祁金文学号：5011214406实验目的1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。
2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。
3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。
集成运算放大器放大电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
反相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=R1反相比例运算电路反相加法运算电路反相比例放大电路仿真电路图压输入输出波形图同相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=∞输出电阻: Ro=0同相比例放大电路仿真电路图电压输入输出波形图差动放大电路电路图差动放大电路仿真电路图五：实验步骤： io V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1212)1(-+=io V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 12i 12)1(-+=1.反相比例运算电路（1）设计一个反相放大器，Au=-5V，Rf=10KΩ，供电电压为±12V。
（2）输入f=1kHz、ui=100mV的正弦交流信号，测量相应的uo，并用示波器观察uo和ui 的波形和相位关系，记录输入输出波形。
测量放大器实际放大倍数。
（3）保持ui=30mV不变，测量放大的上截止频率，并在上截止频率，并在上截止频率点时在同一坐标系中记录输入输出信号的波形。
单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。
2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。
3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。
二、实验器材1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。
三、实验原理与要求三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。
如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。
静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。
表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。
设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。
调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。
加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。
测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。
测电路的频率响应曲线和fL、fH值。
设计图如下：四、实验内容与步骤1.饱和失真为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV 的电源。
调节电位器的百分比至0%，观察波形。
测试饱和失真下的静态工作点可知I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。
宽带放大电路的设计仿真【摘要】集成运算放大器的分类、性能指标、应用、所用芯片、静态工作点的测试【关键词】分类、指标、芯片、静态工作点一．集成运算放大器的分类I. 按照集成运算放大器的参数分类1）、通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。
例mA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356 都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2）、高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>（109~1012）W,IIB 为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET 作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3）、低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET 组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650 等。
4）、高速型运算放大器在快速A/D 和D/A 转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。
常见的运放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。
5）、低功耗型运算放大器由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
EDA设计单级放大电路的设计与仿真设计与仿真单级放大电路引言：单级放大电路是电子电路设计中非常重要的一种电路，它可以将微弱的输入信号放大成为更大的信号输出，广泛用于各种电子设备中。
本文将详细介绍单级放大电路的设计和仿真过程。
一、电路设计：1.确定电路参数：在设计单级放大电路之前，首先需要确定电路的输入电压范围和放大倍数要求。
根据需要，可以选择适当的管子进行放大。
2.选择放大管子：根据放大倍数和输入电压范围的要求，选择合适的放大管子。
一般常用的放大管子有BJT晶体管和场效应管。
根据具体需求选择合适的管子。
3.设计偏置电路：为了保证放大电路的正常工作，需要设计一个偏置电路来为放大管子提供适当的工作点。
偏置电路可以使用电阻和电容来实现。
4.确定电路拓扑结构：根据所选放大管子和偏置电路的设计结果，确定电路的拓扑结构。
常见的放大电路结构有共射、共集和共栅等。
5.设计互联电路：根据电路拓扑结构，设计输入电容、输出电容和耦合电容等互联电路，以实现信号的输入和输出。
二、电路仿真：1.电路搭建：使用电路设计软件，如LTspice等，将设计好的电路按照电路图搭建出来。
其中包括放大管子、偏置电路、互联电路等。
2.参数设置：在仿真软件中设置放大管子的参数，如晶体管的模型、放大倍数等。
同时设置输入信号的频率、幅值和相位等。
3.运行仿真：在仿真软件中运行仿真，观察输出信号的波形和幅度，检测是否达到了设计要求。
如果输出信号不符合要求，可以调整电路参数或修改电路拓扑结构，重新进行仿真。
4.优化调整：根据仿真结果，对电路进行进一步调整和优化。
如改变偏置电流、增加反馈电路等，以提高放大电路的性能。
三、结果分析：根据仿真结果进行结果分析。
分析输入输出信号的频率响应、功率增益和失真程度等指标，评估电路的性能是否达到设计要求。
结论：通过设计和仿真单级放大电路，可以实现对微弱信号的放大，并得到满足设计要求的输出信号。
在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的放大管子和电路拓扑结构，并进行仿真和优化调整，以达到最佳的性能。
目录1概述 (1)1.1课题研究的意 (2)1.2课题的任务与技术要求 (2)1.3课题研究的内容 (2)2 设及方案的论证 (3)2.1功率放大器的种类 (3)2.1.1A类功率放大器 (5)2.1.2B类功率放大器 (7)2.1.3AB类功率放大器 (9)2.1.4D类功率放大器 (10)3信号脉宽调制 (12)3.1正弦脉宽调制 (13)3.2音频信号宽度调制 (16)3.2.1语音信号的时域分析 (17)3.2.2语音信号的谱和能量分布 (19)3.2.3语音和乐音信号的脉宽调制 (21)4单元电路设计与仿真 (24)4.4.1 H桥功率输出器件的选取 (25)4.4.2设计低通滤波器的必要性 (26)4.4.3低通滤波器的设计方案 (27)4.4.4 H桥式功率输出和低通滤波器的设计与仿真 (28)5实物的安装焊接与调试 (28)6结束语 (29)参考文献 (30)附录 (31)D类功率放大器的设计与仿真1概述1.1课题研究的意义随着全球音视频领域数字化的浪潮以及人们对音视频设备节能环保的要求,迫使人们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。
它应该具有工作效率高，便于与其他数字设备相连接的特点。
D类音频功率放大器是PWM型功率放大器即为模拟开关式音频功率放大器，它符合上述要求。
近几年，国际上加紧了对D类音频功率放大器的研究与开发，并取得了一定进展，几家著名研究机构及公司已试验性地向市场提供了D类音频功率放大器评估模块及技术。
这一技术一经问世立即显示出其高效、节能、数字化的显著特点，引起了科研、教学、电子工业、商业界的特别关注。
不久的将来，D类音频功率放大器必然取代传统的模拟音频功率放大器。
几十年来在音频领域中，A类、B类、AB类音频功率放大器一直占据“统治”地位，其发展经历了这样几个过程：所用器件从电子管、晶体管到集成电路过程；电路组成从单管到推挽过程；电路形式从变压器输出到OTL、OCL、BTL形式过程。
Doherty 功率放大器设计与仿真分析射频功率放大器被广泛应用于各种无线通信发射设备中。
线性功放在基站中的成本比例约占1／3，如何有效、低成本地解决功放的线性化问题显得非常重要。
高效率高线性度的功放研究是一个热门课题，特别是近几年针对WCDMA 功率放大器。
目前国内能生产10 W 以上的WCDMA 功率放大器厂家只有少数几家公司，因为WCD-MA 功率放大器对线性度的要求更高。
而用普通的回退法生产的WCDMA 功率放大器符合指标的只能做到几瓦，这个功率用在基站上是远远不够的，只能用在一般的小型直放站上。
功率放大器的线性度和效率是设计功率放大器的重点。
在线性度方面，前馈结构是目前比较成熟的结构，广泛运用于现代通信系统中，数字预失真在业界则被认为是功率放大器线性化的方向。
而随着现代通信的发展，效率也开始越来越被关注。
Doherty 方法被认为是提高效率最有前景的一种结构。
前馈与Doherty 结构相结合的结构或者数字预失真与Doherty 结合的结构具有很大的价值。
1 Doherty 功率放大器设计1.1 Doherty 功率放大器原理概述Doherty 结构由2 个功放组成：一个主功放，一个辅助功放，主功放工作在B 类或者AB 类，辅助功放工作在C 类。
两个功放不是轮流工作，而是主功放一直工作，辅助功放到设定的峰值才工作（这个功放也叫作peak ampli- fier）。
主功放后面的90 度四分之一波长线是阻抗变换，目的是在辅助功放工作时，起到将主功放的视在阻抗减小的作用，保证辅助功放工作的时候和后面的电路组成的有源负载阻抗变低，这样主功放输出电流就变大。
由于主功放后面有了四分之一波长线，为了使两个功放输出同相，在辅助功放前面也需要90 度相移。
如图1 所示。
主功放工作在B 类，当输入信号比较小的时候，只有主功放处于工作状态；当管子的输出电压达到峰值饱和点时，理论上的效率能达到78.5％。
如果这时候将激励加大一倍，那幺，管子在达到峰值的一半时就出现饱和了，效率也达到最大的78.5％，此时辅助功放也开始与主放大器一起工作（C 类，门限设置为激励信号电压的一半）。
