实验九 低频 otl 功率放大器

主讲教师：凌涛基础实验教学中心

模拟电子技术实验

1.了解 OTL 功率放大器的调试方法

2. 学会 OTL 电路主要性能指标的测试方法

实验目的

模拟电子技术实验

1.功率放大器主要特点 较高的输出功率

大信号工作状态低阻负载

功放电路的基本电路是共集电极电路2. 功率放大器主要指标

最大输出功率 Pom

转换效率 η尽可能小的失真

实验原理

模拟电子技术实验

3. 功率放大器分类 按工作方式分——静态工作点的

位置

实验原理

甲类 乙类 甲乙类 丙类

按电路形式分双电源互补对称功率放大器

OCLOutput Capacitor Less

单电源互补对称功率放大器

OTLOutput Transformer Less

桥式功率放大器BTL

Bridge-Tied-load

模拟电子技术实验工作状态分类——静态工作点的位置

(1) 甲类放大电路

b. 能量转换效率低

特点

c. T 管的导通角 θ =2π

静态工作点位置

iC1

ICQ

ωt

=2 0 2

集电极电流波形

大 a. 静态功耗

CQCEQC V IP uCE

iC

0

QA

模拟电子技术实验

(2) 乙类放大电路

b. 能量转换效率高c. 输出失真大

特点

d. T 管的导通角 θ =π

ωt

iC2

π 2 π

= π

03 π

集电极电流波形

a. 静态功耗 0 CQCEQC IVPuCE

iC

0QA

静态工作点位置

工作状态分类——静态工作点的位置

模拟电子技术实验

(3) 甲乙类放大电路

a. 静态功耗较小

b. 能量转换效率较高c. 输出失真较大

特点

d. 放大管的导通角 π<θ <2π

ωt

iC

π 2π0 3π

ICQ

π < < 2π

集电极电流波形

vCE

iC

0

QA

工作状态分类——静态工作点的位置

静态工作点位置

模拟电子技术实验

3. 功率放大器分类 按工作

方式分

实验原理

O ωt

iC

2ππ 3π

IC 甲类

O ωt

iC

乙类

O ωt

iC

甲乙类IC

O ωt

iC

丙类

模拟电子技术实验

电路特点：（ 1 ）晶体管 T1 、 T2 特性对称（ 2 ）双对称电源（ 3 ） T1 、 T2 射极输出——共集

乙类互补推挽功放

RL

T1

ui

+

_

+VCC

_

iC1

iC2

iO

T2

VCC

uO

+

_

0t

iC 交越失真输出信号

在两个管子交替工作区域出现的失真称为交越失真

模拟电子技术实验 甲乙类互补推挽功放

1. 利用二极管提供偏压

二极管提供偏压，使T1 、 T2 微导通状态

D1

RL

T1vI

+

_

+VCC

_

iC1

iC2

iO

T2

T3

D2

vO

+

_

RE

RC

VCC

模拟电子技术实验

2. VBE 扩大电路提供偏置

RL

T1

vI

+

_

+ VCC

_

T2

vO

+

_

T3

R1

R2

R3

R4

VCC

)1(3

2BE3B1B2 R

RVV

甲乙类互补推挽功放

模拟电子技术实验

静态 vI=0

时VK=VCC/2

VC=VCC/2

输出电压 vO=0

D1

RL

T1vI

+

_

+ VCC

T2

T3

D2

vO

+

_

RE

RC

C

+K

VC

单电源互补对称功放OTL

模拟电子技术实验前置级为运放的功率放大电路

AD1

RL

T1

vI

+

_

+ VCC

_

iB1

iB2

T2

D2

vO

+

_

R3

R4

+

_

R2

R1

i4

i3

VCC

模拟电子技术实验

模拟电子技术实验

模拟电子技术实验OTL 功率放大器

T1 构成前置放大级

T2 、 T3 互补推挽的对管

静态调节 RW1 使 a 的电位 VK=1/2Vcc 。

D 、 RW2 提供偏置 克服交越失真

动态调节 RW2 克服交越失真。

模拟电子技术实验

最大不失真输出功率 Pom

L

2CC

om 8R

VP

测量方法：放大器输入 1KHz 的正弦信号电压，逐渐加大输入电压幅值，当用示波器观察到输出波形为临界削波时，用毫伏表测出输出电压有效值 Voeff 。则最大输出功率为

L

2oeff

om R

VP

ccom VV2

1

测量方法：在测量 Voeff 的同时，记下直流毫安表的读数 Ieff ，可算出此时电源供给的功率为

DCCV IVP

100%P

Pη

V

om

模拟电子技术实验

效率 η

模拟电子技术实验

1 、静态工作点的调试

vi=0 时，接通电源 Vcc （ +5V ），并串入直流毫安表；用万用表检查实验箱负载是否完好 RL=8Ω（喇叭），并接入负载 RL=8Ω 。

实验内容

若管子发烫，应立即断开电源检查原因。

调节 RW1 ，使 VA=1/2VCC=2.5V

模拟电子技术实验

2 、动态工作的调试 保持 vi=0 时，接通电源 Vcc （ +5V ），调节RW2 使 VB1B2 最小≈ 0.6V 。

实验内容

调整函数发生器，输出 f=1KHz 的正弦信号，电压有效值为 10mV( 交流毫伏表测量 ) ；将此信号接入 OTL 功放的输入端。 用双踪示波器同时观察 OTL 功放的输入和输出波形，此时输出交越失真，调节 RW2 使交越失真恰好消失

注意：保持 VA=1/2VCC=2.5V

交越失真是输入信号正负交替时 ,两复合管也轮流导通 ,在此过程中 ,由于两复合管存在死区电压 ,因此产生交越失真 .

模拟电子技术实验

C—地波形D—地 波形 两波形叠加 两波形叠加

交越失真

输出级电流调整好后，测量各级静态工作点，记入表 7-1

模拟电子技术实验

T1 T2 T3

VB(V)

VC(V)

VE(V)

表 7-1 IC2=IC3= mA VA=2.5V

实验内容

L

2oeff

om R

VP

100%P

Pη

V

om

模拟电子技术实验

3 、 最大输出功率 Pom 和效率 η 的测试

实验内容

缓慢增大 OTL 电路的输入电压幅度，用示波器观察输出电压 Vo 波形，当达到最大不失真输出电压时，用交流毫伏表测出 RL 上的电压有效值 Voeff 计算Pom 。

注意：保持 VA=1/2VCC=2.5V

此时，读出直流毫安表的电流值 ID—— 直流电源供给的平均电流 ID 。求出 PV=VCC×ID 和 η 。