厦门大学电子技术实验十三OTL功率放大安装和调试Word格式.docx
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实验组别:
实验者姓名:
学号:
实验日期:
实验报告完成日期:
指导教师意见:
一、实验目的
1、掌握OTL功率放大器的工作原理及其设计要点;
?
2、掌握OTL功率放大器的安装、调整与性能的测试。
二、实验原理
采用PNP和NPN互补晶体管组成的无输出变压器互补推挽(OTL)功率放大电路,具有频率响应好,非线性失真小,效率高等优点,获得了广泛的应用。
本实验采用的OTL功率放大电路如图1所示,它包括前置放大级BG1,推动级BG2和互补推挽输出级BG3、BG4。
前置放大级为甲类RC耦合电压放大器,在发射极加有电压串联负反馈,以改善音质,提高稳定性。
R1为输出音量调节电位器。
由于前置级工作在小信号电压放大状态,静态工作电流IC1可取小一些以减少噪音,一般取:
IC1≈~
1V<VCEQ1≤1/3EC
推动级要提供足够大的激励功率互补推挽功率输出级,所以推动级的静态工作电流应足够大,一般取
IC2≥(3~5)IB3MAX
式中IB3MAX为输出功率最大是输出级的基极激励电流。
为了提高输出级正向输出幅度,把BG2的集电极负载电阻R8接到放大器的输出端经RL接电源正端,以获得自举的效果。
为了克服输出级的交叉失真,在BG3,BG4两管的基极之间接有二极管D和电阻R9组成的偏置电路,其中二极管D同时起偏置的温度补偿作用,电容C5为相位校正电容,以防止产生高频寄生振荡。
功率放大器的输出功率为:
当K≈1时,输出功率最大,为POMAX≈E2C/8RL
考虑到晶体管的饱和压降因素,一般取:
K≈~.
对该电路的电压增益,考虑到它加有电压串联负反馈,并满足AVOF>>1,所以中频段电压增益为:
AV≈1/F=(R12+R6)/R6
本实验要求达到如下技术指标:
1.不失真输出功率PO≥500mV
2.电压增益AV≥37dB
3.非线性失真D≤10%
4.三分贝上限频率fH≥20kHz
5.三分贝下限频率fL≤100Hz
三、实验仪器
1.示波器1台
2.函数信号发生器1台
3.直流稳压电源1台
4.数字万用表1台
5.交流毫伏表1台
四、实验内容及数据
1、设计电路:
按照本实验要求达到的目标,完成图一实验电路中有关的设计和计算;
仿真电路:
2、安装OTL放大器:
按图一电路图安装焊接一个OTL功率放大器,焊接前要检查各元件质量及有源器件的管脚、极性,并做好焊接前的元件处理工作,安装时要求元件排列整齐,焊点牢靠美观
3、静态工作点的调试:
安装完毕,经检查无误后,方可通电调试工作点。
(1)接上9V电源,用万用表电流档测量电路的总电流IA,如IA=小于10mA,则可直接给OTL加上9V电源,进行各级静态工作点的调试,测量值填入表一;
若IA大于20mA,则应切断电源,检查电路故障原因,并排除之。
(2)调整R2使BG1=静态工作点达到设计值,VC1=3~6V
(3)调整R11使互补推挽输出级中点电压为左右
4、测量OTL功率放大器的指标:
(1)最大不失真输出功率:
指允许失真度为10%时的输出功率。
OTG功率放大器的输入信号Vip-p=100mV(f=2kHz)。
用示波器观察输出波形。
旋转音量电位器R1逐步增大输出信号幅度,在波形刚出现失真时,测出最大输出电压Vo。
由:
Po=V02/RL得最大不失真输出功率。
表1OTL各级静态工作点
晶体管各级电压
BG1
BG2
BG3
BG4
基极电压VB(V)
发射极电压VE(V)
集电极电压VC(V)
3586
计算VBE(V)
仿真值:
(2)电压增益:
调节R1使输出功率为500mW(对应于RL为8Ω时,输出电压VO≈2V),测量这时BG1的基极输入电压Vi,由AV=VO/Vi求的电压增益。
VO
Vi
AV
仿真:
(3)频率特性:
1)测量在f=2kHZ,PO=500mW时的输出电压VO值。
2)在保持输入信号幅度不变的前提下(函数信号发生器输出幅度不变,RL位置不变)降低信号频率直到OTL功率放大器输出电压幅度下降3分贝(即为),这时的信号频率即为该放大器的下限频率。
3)在保持输入信号幅度不变的前提下升高信号频率,直到OTL功率放大器的输出幅度下降3分贝(即为),这时的信号频率即为该放大器的上限频率。
f上限
f下限
89Hz
5、试听:
在调整测试完毕后,将大小合适的音乐信号送OTL功率放大器的输入端,试听该功率放大器的音质好坏。
试听效果很好(>
^ω^<
)喵。
五、误差分析
1、实验仪器本身存在的系统误差,测得的数据存在一定误差。
比如信号发生器输出信号不稳定、数字万用表测量的误差、示波器自身的误差。
2、测量中肉眼观察波形是否失真会有一定误差,比如示波器显示的波形会受到桌面振动之类的外界因素影响。
3、实验所用元件与其标称值之间存在一定误差。
4、误差在允许范围内,放大器试音效果良好。
六、实验总结
1、通过这次的实验,我们学会了在板上焊接电路。
2、一开始焊接时焊点不够好,导致部分电路元件接触不良,经过仔细修正,最终解决了这个问题。
焊接时要注意尽量使焊点呈锥形,确保电路元件接触良好,不要虚焊。
3、在实验时,要注意观察示波器,保证电路处于正常放大状态,电路输出波形不能失真。