第九章功率放大电路
- 格式:ppt
- 大小:2.46 MB
- 文档页数:50
功率放大电路工作原理功率放大电路是电子设备中常见的一种电路,它能够将输入信号的功率放大到更大的输出功率,从而驱动负载实现相应的功能。
在现代电子产品中,功率放大电路被广泛应用于音频放大、射频放大、功率放大等领域。
本文将介绍功率放大电路的工作原理,以便读者能够更好地理解和应用功率放大电路。
功率放大电路的工作原理主要包括输入信号放大、功率放大和输出负载驱动三个方面。
首先,输入信号放大是功率放大电路的基本功能之一。
当输入信号进入功率放大电路时,经过放大器的放大作用,输入信号的幅值会得到增大,从而实现对输入信号的放大处理。
而放大器的放大倍数则取决于放大器本身的增益特性,通常通过调节放大器的电路参数来实现不同的放大倍数。
其次,功率放大是功率放大电路的核心功能之一。
在输入信号经过放大器放大后,功率放大电路会将输入信号的功率放大到更大的输出功率。
这通常通过功率放大器来实现,功率放大器能够将输入信号的电压和电流进行放大,从而实现对输入信号功率的放大。
在功率放大的过程中,需要注意功率放大器的工作状态和输出功率的稳定性,以确保输出信号的质量和稳定性。
最后,输出负载驱动是功率放大电路的另一个重要功能。
在输出信号经过功率放大后,需要通过输出负载来驱动相应的负载,实现对负载的驱动和控制。
输出负载通常是电阻、电容、电感等元件,通过合理设计输出负载电路,可以实现对负载的匹配和驱动,从而实现对输出信号的有效控制和传输。
总的来说,功率放大电路的工作原理是通过输入信号放大、功率放大和输出负载驱动三个方面的功能实现对输入信号的处理和输出功率的放大。
在实际应用中,需要根据具体的需求和电路设计要求来选择合适的功率放大电路,并合理设计电路参数和工作状态,以实现对输入信号的有效放大和输出功率的稳定控制。
希望通过本文的介绍,读者能够更好地理解和应用功率放大电路,为相关领域的电子设备设计和应用提供参考和帮助。
第九章低频功率放大电路一个实用的放大器通常含有三个部分:输入级、中间级及输出级,其任务各不相同。
一般地说,输入级与信号源相连,因此,要求输入级的输入电阻大,噪声低,共模抑制能力强,阻抗匹配等;中间级主要完成电压放大任务,以输出足够大的电压;输出级主要要求向负载提供足够大的功率,以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。
功率放大电路的主要任务是:放大信号功率。
9.1 低频功率放大电路概述9.1.1 分类功率放大电路按放大信号的频率,可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围(几十赫兹到几十千赫兹)的信号,后者用于放大射频范围(几百千赫兹到几十兆赫兹)的信号。
功率放大电路按其晶体管导通时间的不同,可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。
乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内,晶体管仅在半个周期内导通,有电流通过;甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内,管子导通时间大于半周而小于全周;丙类功率放大电路的特征是管子导通时间小于半个周期。
9.1.2 功率放大器的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下三个主要特点:1.输出功率要足够大功率放大电路的任务是推动负载,因此功率放大电路的重要指标是输出功率,而不是电压放大倍数。
2.效率要高效率定义为:输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路,因此它就存在着转换效率。
3.非线形失真要小功率放大电路工作在大信号的情况时,非线性失真时必须考虑的问题。
因此,功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析,而只能用图解法进行分析。
9.1.3 提高输出功率的办法1.提高电源电压选用耐压高、容许工作电流和耗散功率大的器件。
2.改善器件的散热条件直流电源提供的功率,有相当多的部分消耗在放大器件上,使器件的温度升高,如果器件的热量及时散热后,则输出功率可以提高很多。
9.1.4 提高效率的方法1.改变功放管的工作状态在乙类功率放大电路中,功放管静态电流几乎为零,因此直流电源功率为零。
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“V”,凡错者在括号内打“X” 。
(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:⑴X,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。
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。
第九章功率放大电路一、填空题:1、功率放大器要求有足够的、较高的和较小的。
2、互补对称式功率放大器要求两三极管特性,极性。
3、甲乙类互补对称电路虽然效率降低了,但能有效克服。
4、OCL电路比OTL电路多用了一路,省去了。
5、乙类互补对称电路最高工作效率为。
二、选择题:1、已知电路如图所示,T1和T2管的饱和管压降│U C E S│=3V,V C C=15V,RL=8Ω,。
选择正确答案填入空内。
图(1)电路中D1和D2管的作用是消除。
A.饱和失真B.截止失真C.交越失真(2)静态时,晶体管发射极电位U E Q。
A.>0V B.=0V C.<0V(3)最大输出功率P O M。
A.≈28W B.=18W C.=9W(4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压。
A.为正弦波B.仅有正半波C.仅有负半波(5)若D1虚焊,则T1管。
A.可能因功耗过大烧坏B.始终饱和C.始终截止2、不属于功率放大电路所要求的是-------( )A.足够的输出功率B.较高的电压放大倍数C.较高的功率D.较小的非线性失真3.带负载能力强的放大电路是---------( )A.阻容耦合放大电路B.差分放大电路C.共发射极放大电路D.射极输出器4.最适宜作功放末极的电路是---------( )A.甲类功率放大器B.乙类功率放大器C.甲乙类互补对称输出电路 电路4.下列说法错误的是-------------( )A.当甲类功放电路输出为零时,管子消耗的功率最大B.乙类功放电路在输出功率最大时,管子消耗的功率最大C.在输入电压为零时,甲乙类推挽功放电路所消耗的功率是两管子的静态电流和电源电压的乖积乙类互补对称电路,其功放管的最大管耗出现输出电压幅度为CC V π2的时侯三、综合题:1、在图9.3.1功放电路中,已知V CC =12V ,R L =8Ω。
i u 为正弦电压,求: (1)在0)(=sat CE U 的情况下,负载上可能得到的最大输出功率;(2)每个管子的管耗CM P 至少应为多少 (3)每个管子的耐压(BR)CEO U 至少应为多少CCL u o图9.3.12、在图9.3.2所示电路中,已知二极管的导通电压U D =,晶体管导通时的│U B E │=,T 2和T 4管发射极静态电位U E Q =0V 。
功率放大电路习题第九章功率放大电路1.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2.所谓能量转换效率是指b_5(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3.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4.甲类功率放大电路的能量转换效率最高是a—。
(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%5.甲类功率放大电路(参数确定)的输岀功率越大,则功放管的管耗c_。
(a)不变(b)越大(c)越小6.对甲类功率放大电路(参数确定)来说,输出功率越大,则电源提供的功率a,(a)不变(b)越大(c)越小7.甲类功率放大电路功放管的最大管耗出现在输出电压的幅值为aa(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半8.甲类功率放大电路功放管的最小管耗出现在输出电压的幅值为(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半9.乙类互补推挽功率放大电路的能量转换效率最高是b_o(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%10 .乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于—a时,管了的功耗最小。
(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压11.乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于c 时,管子的功耗最大。
(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压12.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13.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14.乙类互补功放电路中的交越失真,实质上就是c o(a)线性失真(b)饱和失真(c)截止失真15.在乙类互补推挽功率放大电路中,每只管了的最大管耗为___ C ________ O(a) (b) (c)16.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 c(a) 8W (b) 4W (c) 2W17.乙类互补推挽功率放大电路中,若电源电压为VCC,放大管的饱和压降为U CES,那么放大管的最大管压降为b_°(a) (b) (c)18.乙类互补推挽功率放大电路中,流过放大管的最大电流为C 0(a) (b) (c)19.乙类互补推挽功率放大电路中的最大输出电压为b o(a) (b) (c)20.乙类互补推挽功率放大电路最大输出功率为b—。