模电课件-第五章功率放大电路教案

第五章 功率放大电路

教学目的

1、了解功率放大电路的特殊要求。

2、掌握集成功率放大电路的特点。

3、掌握OTL 和OCL 互补对称电路的工作原理。 本章要点

1、OTL 和OCL 功率放大电路

2、集成功率放大器 教学内容

1、功率放大电路的特点

2、推挽功率放大器

3、OTL 和OCL 功率放大电路

4、集成功率放大器

功率放大电路与电压放大器的区别是，电压放大器是多级放大器的前级，它主要对小信号进行电压放大，主要技术指标为电压放大倍数、输入阻抗及输出阻抗等。而功率放大电路则是多级放大器的最后一级，它要带动一定负载，如扬声器、电动机、仪表、继电器等，所以，功率放大电路要求获得一定的不失真输出功率。 1．功率放大电路的特点

功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求①功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态，②非线性失真也要比小信号的电压放大电路严重得多。此外，功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利用率，③必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。 2．功率放大电路的类型

甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点。在工作过程中，晶体管始终处在导通状态。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到50％。 乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止点，晶体管仅在输入信号的半个周期导通。这种电路功率损耗减到最少，使效率大大提高。 甲乙类功率放大电路的静态工作点介于甲类和乙类之间，晶体管有不大的静态偏流。其失真

(b) 乙类

情况和效率介于甲类和乙类之间。 互补对称功率放大电路 1．O C L 功率放大电路

静态（u i =0）时，U B =0、U E =0，偏置电压为零，V 1、V 2均处于截止状态，负载中没有电流，电路工作在乙类状态。

动态（u i ≠0）时，在u i 的正半周V 1导通而V 2截止，V 1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载；在u i 的负半周V 2导通而V 1截止，V 2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载。可见在输入信号u i 的整个周期内，V 1、V 2两管轮流交替地工作，互相补充，使负载获得完整的信号波形，故称互补对称电路。

由于V 1、V 2都工作在共集电极接法，输出电阻极小，可与低阻负载R L 直接匹配。

从工作波形可以看到，在波形过零的一个小区域内输出波形产生了失真，这种失真称为交越失真。产生交越失真的原因是由于V 1、V 2发射结静态偏压为零，放大电路工作在乙类状态。当输入信号u i 小于晶体管的发射结死区电压时，两个晶体管都截止，在这一区域内输出电压为零，使波形失真。

o

u i

t u t u t u o t

o

o

为减小交越失真，可给V1、V2发射结加适当的正向偏压，以便产生一个不大的静态偏流，使V1、V2导通时间稍微超过半个周期，即工作在甲乙类状态，如图所示。图中二极管D1、D2用来提供偏置电压。静态时三极管V1、V2虽然都已基本导通，但因它们对称，U E仍为零，负载中仍无电流流过。

2．O T L功率放大电路

因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点电位为电源电压的一半，负载中没有电流。动态时，在u i的正半周V1导通而V2截止，V1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载，同时对电容C充电；在u i的负半周V2导通而V1截止，电容C通过V2、R L放电，V2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载，电容C在这时起到负电源的作用。为了使输出波形对称，必须保持电容C上的电压基本维持在U CC/2不变，因此C的容量必须足够大。

模电课程设计-功率放大器设计

《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名雷锋 学号 52305105121520 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师王老师黄老师 2014年 6月

目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 (2) 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真 (7) 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29)

一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真 结果。 三、课程设计内容 1. Multisim仿真软件的学习 Multisim7是一个优秀的电工技术仿真软件，既可以完成电路设计和版图绘制，也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善，操作界面友好，分析数据准确，易学易用，灵活简便，因此，在教学、科研和工程技术等领域得到广泛地应用。

模电课程设计--音频功率放大电路

课程设计 课程名称模拟电子技术课程设计题目名称_音频功率放大电路 学生学院材料与能源学院 2011年07月04日

目录 前言 (2) 一、课程设计题目 (2) 二、设计任务和要求 (2) 三、原理电路设计及元件参数 (2) 四、元件清单 (5) 五、电路调试过程与结果 (5) 六、总结和心得体会 (8) 七、参考文献 (9) 八、致谢 (9) 九、附件 (9) 前言

摘要： 功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本文设计的是一个OTL 功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。采用正输出单电源供电。 关键词：TDA2030 音频放大器电路OTL 功率放大器非线形失真 一、课程设计题目 音频功率放大电路 二、设计任务和要求 1、要求：设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬 声器，阻抗8Ω。 2、基本指标：频带宽50H Z ～20kH Z ，输出波形基本不失真；电路输出功率 大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 三、原理电路设计及元件参数 TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。如下图所示。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。如LM1875。 电路特点： ●外接元件非常少。 ●输出功率大， Po=18W(RL=4Ω)。 ●采用超小型封装 （TO-220）,可提高组装 密度。 ●开机冲击极小。 ●内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热 保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 （1）方案比较与确定：

第八章 功率放大电路

第八章功效率放大电路 一、判断题 在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（） × 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。（） √ 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。（） × 功率放大电路与电压放大电路的区别是前者比后者效率高 √ 功率放大电路与电压放大电路的区别是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 √ 功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是都使输出功率大于信号源提供的输入功率。 √ 功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是都使输出电流大于输入电流。 × 功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是都使输出电压大于输入电压。 × 功率放大电路与电流放大电路的区别是前者比后者效率高。

√ 功率放大电路与电流放大电路的区别是前者比后者电流放大倍数大。× 功率放大电路与电流放大电路的区别是在电源电压相同的情况下，前者比后者的输出功率大。 √ 甲类功率放大电路的导通角等于3600 √ 乙类功率放大电路的导通角等于1800 √ 甲乙类功率放大电路的导通角小于1800 × 双电源互补对称功率放大电路中每管的最大管耗为最大输出功率的0.2倍 √ 丙类功率放大电路的导通角小于1800 √ 乙类功率放大电路的最大效率约为78.5％ √ 甲类功率放大电路的最大效率约为25％ √ 将乙类双电源互补对称功率放大电路去掉一个电源，就构成乙类单电源互补对称功率放大电路。（） × 乙类双电源互补对称功率放大电路中，正负电源轮流供电。（） √

产生交越失真的原因是因为输入正弦波信号的有效值太小。（） × 乙类互补对称功率放大电路中，输入信号越大，交越失真也越大。（） √ 二、填空题 功率放大电路采用甲乙类工作状态是为了克服＿＿，并有较高的＿＿。 交越失真，效率 乙类互补对称功率放大电路中，由于三极管存在死区电压而导致输出信号在过零点附近出现失真，称之为＿＿。 交越失真 乙类互补对称功率放大电路的效率比甲类功率放大电路的＿＿，理想情况下其数值可达＿＿。 高，78.5％ 某乙类双电源互补对称功率放大电路中，电源电压为 24V，负载为8Ω，则选择管子时，要求U 大于＿＿，I CM大于＿＿，P CM大于＿＿。 （BR）CEO 48V，3A，7.2W 功率放大器中，由于静态工作点设置不同而分三种工作状态是＿＿＿＿, ＿＿＿＿和＿＿＿＿。 答案：甲类，乙类，甲乙类 功率放大器的主要特点是＿＿＿＿, ＿＿＿＿和＿＿＿＿。 工作在极限运行状态；效率高；非线性失真小 互补对称功率放大电路有＿＿＿＿和＿＿＿＿两种形式。 乙类；甲乙类 乙类互补对称功率放大电路输出最大功率为10W，应选用最大管耗P CM等于＿＿＿＿的功率管。

模电实验02_基本放大电路实验

实验二 基本放大电路实验 验证性实验——晶体管共射放大电路 1．实验目的 ①掌握放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。 ②了解电路元件参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。 ③掌握放大电路输入、输出电阻的测量方法。 2．实验电路及仪器设备 ⑴ 实验电路 单管共射放大电路如图1-6所示。 图1-6 单级共射放大电路 R b1 20k Ω R b2 10k Ω R c 、R s 、R L 3k Ω R e 2k Ω C 1、C 2 10μF C e 47μF V 3DG6 β 50~60 V CC 12V ⑵ 实验仪器设备 ①双踪示波器 1台 ②直流稳压电源 1台 ③信号发生器 1台 ④交流毫伏表 1台 ⑤数字（或指针）式万用表 1块 3．实验内容及步骤 ⑴ 测量静态工作点 ①先将直流电源调整到12V ，关闭电源。 ②按图1-6连接电路，注意电容器C 1、C 2、C e 的极性不要接反，最后连接电源线。 ③仔细检查连接好的电路，确认无误后，接通直流稳压电源。 ④按表1-5用数字万用表测量各静态电压值，并将结果记入表1-5中。 表1-5 静态工作点实验数据 ⑵ 测量电压放大倍数 ①按图1-7将信号发生器和交流毫伏表接入放大器的输入端，示波器接入放大器的输出端。调节信号 发生器为放大电路提供输入信号为1kHz 的正弦波i U ，示波器用来观察输出电压o U 的波形。适当调整信号发生器的值，确保输出电压o U 不失真时，分别测出o U 和i U 的值，求出放大电路的电压放大倍数u A 。

图1-7 实验线路与所用仪器连接图 ②观察交流毫伏表读数，保持U i 不变，改变R L ，观察负载电阻改变对电压放大倍数的影响，将测量结果记入表1-6中。 表1-6 电压放大倍数实测数据（保持U i 不变） ⑶ 观察工作点变化对输出波形的影响 调整信号发生器的输出电压幅值（增大放大器的输入电压U i ），观察放大电路的输出电压的波形，使放大电路处于最大不失真电压时，逐个改变基极电阻R b1的值，分别观察R b1变化对静态工作点及输出波形的影响，将所测结果记入表1-7中。 表1-7 R b1对静态、动态影响的实验结果 ⑷ 测量输入电阻R i 及输出电阻R o ①测量输入电阻R i 方法一：测量原理图如图1-8所示，在放大电路与信号源之间串入一固定电阻 R =3k Ω，在输入电压波形不失真的条件下，用交流毫伏表测量U s 以及相应U i 的值，并按式（1-1）计算R i i i s i U R R U U = - （1-1） 方法二：测量原理图如图1-9所示，当R =0时，在输出电压波形不失真的条件下，用交流毫伏表测出输出电压U o1；当R =3k Ω时，测出输出电压U o2，并按式（1-2）计算R i o2 i o1o2 U R R U U = - （1-2） 将两种方法的测量结果计算出的R i 与理论值比较，分析测量误差。R 的取值接近于R i 。

模电功率放大器

桂林电子科技大学信息科技学院《模拟电子技术》实训报告 学号 姓名 指导教师： 2011 年12 月30 日

实训题目： 音频功率放大器 1 整机设计 1.1 设计要求 1.1.1 设计任务 功率放大器的主要功能是将不同的输入信号进行一定的功率放大，用以推动负载喇叭发声。为了使输出的音频达到较好的性能指标，希望在一定的伏在条件下输出功率尽可能的大，输出信号的非线性失真要小，效率要高，同时还要有高、低音频的调整以满足不同的音源和个人爱好。 1.1.2 性能指标要求 （1）额定输出功率≥3W（f i =1KHz，U i =200mV）； （2）频率响应范围100Hz~20KHz； （3）高、低音频端提升或衰减±3dB。 1.2 整机实现的基本原理及框 1.2.1 基本原理 单声道功率放大器，由于信号源的电压往往都较小，所以在输入端先由1~3级电压放大器（第一级通常是射随器）对音频信号进行电压放大。然后再由音调控制电路对音频信号中的高频低频部分进行提升或衰减补偿以改善最后输出的音质效果。最后通过音量大小的控制输入到功放进行功率放大以推动喇叭发声。ＬＭ１８７５是美国国家半导体公司生产的，单声道功放集成电路。发烧友对其音质评价，均好于功率相当的ＴＤＡ２０３０。其音质颇具胆味。ＬＭ１８７５采用Ｔ０２２０塑封，最高工作电压±３０Ｖ，最高工作电流４Ａ，当±２1供电，负载８Ω，频率１ＫＨＺ时，输出功率可达２５Ｗ。 电压范围：单电压15~60V ,或±30V 静态电流：50mA 输出功率：30W 谐波失真：＜0.015%，当f=1kHz，RL=8Ω，P0=20W时 额定增益：26dB，当f=1kHz时 工作电压：±17V 转换速率：18V/μS (9V/μS) 1.2 整机实现的基本原理及框图

模电课程设计(音频功率放大电路)

1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求: 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为 扬声器，阻抗8.、 指标：频带宽50HA20kHZ输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W输入灵敏度为100mV输入阻抗不低于47?。 3、整体电路设计: ⑴方案比较： ①利用运放芯片LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v 和-30v并且电源功率至少要50w,输出功率30w o ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v,另一端接地，负载是阻抗为8」的扬声器，输出功率大于8w0 通过比较，方案①的输出功率有30w,但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： 元器件和电源 信 号 输 出 ⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照 输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。 又OCL电路电源输入要求较高，所以采用OTL电路。采用单电源的OTL电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL好。根据 “虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻 电容来保护电路。OTL电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以

模电知识点归纳2(完全版)

第一章常用半导体器件 1．什么是杂质半导体？有哪2种杂质半导体？ 2．什么是N型杂质半导体？在N型半导体中，掺入高浓度的三价硼元素是否可以改型为P型半导体？ 3．什么是P型杂质半导体？在P型半导体中，掺入高浓度的五价磷元素是否可以改型为N 型半导体？ 4．什么是PN结？PN结具有什么样的导电性能？ 5．二极管的结构？画出二极管的电路符号，二极管具有什么样的导电性能？ 6．理想二极管的特点？ 7．什么是稳压管？电路符号？正向导通，反向截止，反向击穿分别具有什么样的特点？稳定电压Uz指的是什么？稳定电流Iz和最大稳定电流分别指的什么？ 8．二极管的主要应用电路有那些？掌握二极管的开关电路，限幅电路和整流电路的分析。（1）二极管的开关电路，D为理想二极管，求U AO （2）二极管的限幅电路

D为理想二极管时的输出波形D为恒压降模型时的输出波形（3）二极管的单相半波整流电路，求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压）

（4）二极管单相桥式全波整流电路，求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压） 如果图中四个二极管全 部反过来接，求负载上输 出电压的平均值？ （5）二极管的单相全波整流电容滤波电路，定性画出负载上的输出电压的波形求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压）

（6）二极管的单相全波整流电容滤波电路，定性画出负载上的输出电压的波形求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压） 9．什么是晶体管？它的结构和电路符号？（见教材P29页），晶体管是一种电流控制器件，用来表示晶体管的电流控制能力的一个参数是什么？工作在电流放大状态下的电流控制方程是什么？

模电音频功率放大器课程设计

课程设计报告 学生姓名:张浩学学号：201130903013 7 学 院:电气工程学院 班 级: 电自1116(实验111） 题 目: 模电音频功率放大电路设计 指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日

1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。 指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 模电这门课程主要讲了二极管，三极管，几种放大电路，信号运算与处理电路，正弦信号产生电路，直流稳压电源。功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出频率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本实验设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用单电源供电。主要涉及了放大器的偏置电路克服交越失真，复合管的基本组合提高电路功率，交直流反馈电路，对称电路，并用multism软件对OTL 功率放大器进行仿真实现。根据电路图和给定的原件参数，使用multism 软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 3、整体电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w。 通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图：

(完整版)模电答案第二章

第2章基本放大电路 自测题 一．在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。 1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。(×) 2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。(√) 3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。(×) 4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。(×) 5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。(√) 6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。(×) 7.只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。(×) 二．试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d) (e) (f)

(g) (h) (i) 图T2.2 解：图(a)不能。V BB 将输入信号短路。 图(b)可以。 图(c)不能。输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。 图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。 图(e)不能。输入信号被电容C 2短路。 图(f)不能。输出始终为零。 图(g)可能。 图(h)不合理。因为G -S 间电压将大于零。 图(i)不能。因为T 截止。 三．在图T2.3 所示电路中，已知12CC V V =, 晶体管β=100，' 100b R k =Ω。填空：要求 先填文字表达式后填得数。 (1)当0i U V =&时，测得0.7BEQ U V =，若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和 b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω；而若测得6CEQ U V =， 则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。 (2)若测得输入电压有效值5i U mV =时， 输出电压有效值' 0.6o U V =， 则电压放大倍数u A =&( /o i U U - )≈( -120 )。 若负载电阻L R 值与c R 相等，则带上 图T2.3 负载后输出电压有效值o U =( ' L o L c R U R R ?+ )=( 0.3 )V 。 四、已知图T2.3 所示电路中12,3CC c V V R k ==Ω，静态管压降6,CEQ U V =并在输出端加负载电阻L R ，其阻值为3k Ω。选择一个合适的答案填入空内。 (1)该电路的最大不失真输出电压有效值om U ≈( A )； A.2V B.3V C.6V (2)当1i U mV =&时，若在不失真的条件下，减小R w ，则输出电压的幅值将( C )； A.减小 B.不变 C.增大

高效音频功率放大器-模电课程设计

高效音频功率放大器 一、设计任务与要求 1、设计任务 设计并制作一个高效率音频功率放大器。功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。 2、设计要求 （1）3 dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。 （2）最大不失真输出功率≥1W。 （3）输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调。 （4）低频噪声电压(20kHz以下)≤10mV，在电压放大倍数为10、输入端对地交流短路时测量。 （5）在输出功率500mW时测量的功率放大器效率(输出功率/放大器总功耗)≥50％。 3、设计说明 （1）采用开关方式实现低频功率放大(即D类放大)是提高效率的主要途径之一，D类放大原理框图如下图所示。本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类功率放大集成电路。 图1 D类放大原理框图

（2）效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压(+5 v)，制作时要注意便于效率测试。、 （3）在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。 二、方案论证与比较 根据设计任务的要求，对本系统的电路的设计方案分别进行论证与比较。 1、高效率功率放大器 ⑴高效率功放类型的选择 方案一：采用A类、B类、AB类功率放大器。这三类功放的效率均达不到题目的要求。 方案二：采用D类功率放大器。D类功率放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过LC低通滤波器后输出音频信号。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100％，实际电路也可达到80％～95％，所以我们决定采用D类功率放大器。 图2 脉宽调制器电路 ①脉宽调制器(PWM) 方案一：可选用专用的脉宽调制集成块，但通常有电源电压的限制，不利于本题发挥部分的实现。 方案二：采用图2所示方式来实现。三角波产生器及比较器分别采用通用集成电路，各部分

模拟电子技术课程习题 第二章 基本放大电路

第二章基本放大电路 2.1 在基本放大电路的三种组态中，输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.2在基本共射放大电路中，负载电阻R L 减小时，输出电阻R O 将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 2.3 在三种基本放大电路中，输入电阻最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.4在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的 配合。 A 共射电路 B 共基电路 C 共集电路 D 共射-共基电路 2.5 在基本放大电路的三种组态中，输出电阻最小的是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.6 在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正 弦电压时，输出电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是[ ] A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 2.7以下电路中，可用作电压跟随器的是[ ] A．差分放大电路 B．共基电路 C．共射电路 D．共集电路 2.8 晶体三极管的关系式i E =f(u EB )|u CB 代表三极管的 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 2.9 对于图2.9所示的复合管，穿透电流为（设I CEO1、I CEO2 分别表示T 1 、T 2 管 的穿透电流） A.I CEO = I CEO2 ↓I CEO B.I CEO =I CEO1 +I CEO2 C.I CEO =（1+β 2 ）I CEO1 +I CEO2 D.I CEO =I CEO1 图2.9 [ ] 2.10 在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV

模电课程设计报告OCL功率放大器设计范文

模电课程设计报告OCL功率放大器设 计

一、课程设计任务及要求 1、设计目的 ①学习音频功率放大器的设计方法 ②了解集成功率放大器内部电路工作原理 根据设计要求,完成对音频功率放大器的设计,进一步加强对模拟电子技术的了解 ④采用集成运放与晶体管原件设计OCL功率放大器 ⑤培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力 2、设计指标 ①频率响应:20Hz≤f≤20KHz ②输出功率:P o > 4w ③负载电阻:R L=8Ω ④非线性失真尽量小 ⑤输入信号:U i <0.1v 3、设计要求 ①画出电路原理图 ②元器件及参数选择 ③电路的仿真与调试 分析设计要求，明确性能指标；查阅资料、设计方案分析对

比。 4、制作要求 论证并确定合理的总体设计方案，绘制结构框图。 5、OCL功率放大器各单元具体电路设计。总体方案分解成若干子系统或单元电路，逐个设计，计算电路元件参数；分析工作性能。 6、完成整体电路设计及论证。 7、编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、总体方案设计 1、设计思路 功率放大器的作用是给负载R l提供一定的输出功率，当R I一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，且效率尽可能高。 由于OCL电路采用直接耦合方式，为了保证工作稳定，必须采用有效措施抑制零点漂移，为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。因此，性能良好的OCL功率放大器应由输入级，推动级和输出机等部分组成。 2、OCL功放各级的作用和电路结构特征

①输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级（音调控制级）送来的信号作用低失真，低噪声放大。为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差动放大电路，且设置的静态偏置电流较小。 ②推动级作用是获得足够高的电压放大倍数，以及为输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏置电流比输入级要大。 ③输出级的作用是给负载提供足够大的输出信号功率，可采用有复合管构成的甲乙类互补对称功放或准互补功放电路。 另外，还应考虑为稳定静态工作点须设置交流负反馈电路，为稳定电压放大倍数和改进电路性能须设置交流负反馈电路，以及过流保护电路等。电路设计时各级应设置合适的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态测试，在波形不失真的情况下，使输出功率最大。动态测试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元器件。 三、单元电路的选择与设计 1、设计方案 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若

模电三 小功率放大器

模电实验三——小功率放大器 一、实验目的 1、掌握差分放大电路的工作原理和特点； 2、掌握互补输出电路的工作原理和特点； 3、掌握简单恒流源电路的实现原理； 4、掌握负反馈对放大电路性能指标的影响作用。 二、实验主要设备 万用表，低频信号发生器，双踪示波器。 三、实验原理 要放大的信号从端子1、2间引入放大电路，电位器RW1通过分压作用来实现对音量的调节，所以RW1电位器最好选用方便手动调节的音量电位器（电位器分线性电位器和对数电位器，对数电位器通常用作音量调节，这是因为人耳对声音强度的感知是对数特性的。本实验中，对数电位器的选择不是必须的）。电解电容C1将经电位器RW1分压后的声音信号引到差分放大电路的左管基极进行放大。本电路中，差分放大电路由T1和T2管构成，为单端输入、单端输出的工作形式。 T3管构成一个简单恒流源，向差分对管T1和T2提供直流偏置电流，以确保它们工作在放大状态。T5管也构成简单恒流源电路，调节此恒流源输出电流的大小，可以调节互补输出级两放大管T6和T7的基极静态电位，从而使互补输出级工作在合理的状态下。小电位器RW3就是起到调节T5管恒流源输出电流大小的作用的。 T4管是一个PNP型的三极管，它接成共发射极组态，来自差分放大电路的信号经其放大后，送到互补输出级两放大管的基极。电阻R7有负反馈的作用，可以降低这一级放大电路的放大能力，同时却提高了该级对信号的放大质量。另外，R7电阻与电位器RW3互为镜像，以确保互补输出级的两放大管基极静态电位能调节到接近0电位（中点电位）的水平。R7电阻不能取得太小，以免造成静态时T4管和T5的集电极电流过大，无端地消耗电源能量。

模电课程设计(音频功率放大电路)

1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。 指标：频带宽50HZ ～20kHZ ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W ；输入灵敏度为100mV ，输入阻抗不低于47K Ω。 3、整体电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v 和-30v 并且电源功率至少要50w ，输出功率30w 。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源 只需接+19v ，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w 。 通过比较，方案①的输出功率有30w ，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： ⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合 （OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大， 较笨重。又OCL 电路电源输入要求较高，所以采用OTL 电路。采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL 电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻电容来保护电路。OTL 电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可

第八章 功率放大电路-题

第八章功率放大电路 一、填空题 1、功率放大电路研究的重点是如何在允许失真的情况下，尽可能提高输出_____和______。 2、由于功放电路输入端为大信号，信号放大电路分析时用的微变等效电路法则不再适用，所以对功放电路分析常采用_______法， 3、根据三极管静态工作点的位置不同，放大电路的工作状态可分为______类、______类、______类、_______类。 4、功放管的导通时间越短，管子的功耗越______(填大或者小)，效率越______(填高或者低)。 5、乙类互补推挽功率放大电路的能量转换效率，在理想的情况下最高可达，但这种电路会产生失真现象。为了消除这种失真，应当给功放管，使其工作于状态。 二、计算分析题 1、如图1所示电路中，设BJT的β=100， V BE=0.7V，V CES=0.5V，电容C对交流可视为短路。输入信号v i为正弦波。 (1)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P om？ (2)此时R B应调节到什么数值？ (3)此时电路的效率η=？ 图1 图2 2、一双电源互补对称功率放大电路如图2所示，已知V CC=12V,R L=8Ω，v i为正弦波。(1)在BJT的饱和压降V CES=0的条件下，负载上可能得到的最大输出功率P om为多少？每个管子允许的管耗P CM至少应为多少？ (2)当输出功率达到最大时，电源供给的功率P V为多少？当输出功率最大时的输入电压有效值应为多大？ 3、电路如图2所示，已知V CC=15V, R L=16Ω，v i为正弦波。 (1)在输入信号V i=8V（有效值）时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率？

模电课件-第五章功率放大电路教案

第五章 功率放大电路 教学目的 1、了解功率放大电路的特殊要求。 2、掌握集成功率放大电路的特点。 3、掌握OTL 和OCL 互补对称电路的工作原理。 本章要点 1、OTL 和OCL 功率放大电路 2、集成功率放大器 教学内容 1、功率放大电路的特点 2、推挽功率放大器 3、OTL 和OCL 功率放大电路 4、集成功率放大器 功率放大电路与电压放大器的区别是，电压放大器是多级放大器的前级，它主要对小信号进行电压放大，主要技术指标为电压放大倍数、输入阻抗及输出阻抗等。而功率放大电路则是多级放大器的最后一级，它要带动一定负载，如扬声器、电动机、仪表、继电器等，所以，功率放大电路要求获得一定的不失真输出功率。 1．功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求①功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态，②非线性失真也要比小信号的电压放大电路严重得多。此外，功率放大电路从电源取用的功率较大，为提高电源的利用率，③必须尽可能提高功率放大电路的效率。放大电路的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。 2．功率放大电路的类型 甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点。在工作过程中，晶体管始终处在导通状态。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到50％。 乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止点，晶体管仅在输入信号的半个周期导通。这种电路功率损耗减到最少，使效率大大提高。 甲乙类功率放大电路的静态工作点介于甲类和乙类之间，晶体管有不大的静态偏流。其失真 (b) 乙类

大连工业大学模电课程设计功率放大器设计剖析

目录 1、设计任务书 (1) 2、总体设计 (2) 3、单元电路设计计算 (3) 3.1 输入级 (3) 3.2 放大电路及音频控制电路 (3) 3.3 功率放大电路 (6) 4、调试说明 (8) 5、原件明细表 (10) 6、小结及讨论 (10) 7、参考文献 (11) 附录设计电路图 (12)

设计任务书 1、设计题目：设计一台OCL功率放大器。 2、技术指标： 1）额定输出功率; Po； o=10W 2）负载电阻R L; =16Ω L 3)非线性失真尽量小; 4)输入信号Vi<=100mv。 3、设计要求： 1）进行方案论证和方案比较 2）分析电路的组成及工作原理 3）进行单元电路设计计算 4）画出整机电路图 5）写出原件明细表 6）小结及讨论 7）写出对本书设计的心得体会 总体设计

频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真的加以放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。放大器一般包括前置放大和功率放大两部分，前者以放大信号振幅为目的，因而又称电压放大器；后者的任务是放大信号功率，使其足以推动扬声器系统。 率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效的为负载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率，将放大电路做成推免式电路，功放管的工作状态设为甲乙类，以减小失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推免功率放大器OCL、单电源互补推免功率放大器OCL、平衡无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压，因此功放管的保护与散热问题必须重视。 CL电路由于性能比较好，所以广泛的应用在高保真扩音设备中。本课题输出级选用OCL功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单，信号失真小，本电路选择反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路，要求前置输入阻抗比较高，输出阻抗低，本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟实际的音频放大电路可以有不同的结构方案，下面根据由集成运放和晶体管的电路形式如附录电路图6.1所示进行设计。

模电课设—音频功率放大器报告

学号： 课程设计 题目音频功率放大器的设计仿真与实现 学院信息工程学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日

课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。 可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流电源。 （2）设计要求 ①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。 ② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实 现系统功能。 ④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤ 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、2016年12月查阅资料，确定设计方案； 2、2017年01月4日-2017年01月7日完成仿真、制作实物等； 3、2017年01月8日-2017年01月9日调试修改；

4、2017年01月9日-2017年01月10日完成课程设计报告； 5、2016年01月 11日完成答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 摘要.................................................. 错误!未定义书签。1引言.................................................. 错误!未定义书签。2音频功率放大器的工作原理及组成........................ 错误!未定义书签。 前置放大电路........................................ 错误!未定义书签。 功率放大电路........................................ 错误!未定义书签。3方案设计与选择........................................ 错误!未定义书签。 功率放大器的选择.................................... 错误!未定义书签。 OTL互补对称功率放大器........................... 错误!未定义书签。 用集成器件TDA2030实现........................... 错误!未定义书签。 基于TDA2030的双电源互补对称功放................. 错误!未定义书签。 基于TDA2030的双电源桥式推挽互补对称功放......... 错误!未定义书签。 比较与选择....................................... 错误!未定义书签。 整体电路............................................ 错误!未定义书签。 主要元件：TDA2030 ................................ 错误!未定义书签。 放大电路的基本设计............................... 错误!未定义书签。 各模块功能与设计.................................... 错误!未定义书签。 放大模块......................................... 错误!未定义书签。 输入模块......................................... 错误!未定义书签。

模电第8章功率放大电路习题答案

习题 1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。 解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值L R '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的L R '称为最佳交流负载电阻。 忽略三极管的饱和压降和截止区，则有L CQ CC R I U '=。 同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤?，2 (BR)CEO CC U U ≤ ，2 CM CQ I I ≤ 。 (1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤?I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。取 mW 200CQ CC =?I U 。 当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07 .265 .7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.0100 2 L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。 (2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤?I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。取 W 10CQ CC =?I U 。 当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012 L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时L R '最小，Ω=='101 10L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩ46.14~10。 2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。试求 (1) 输出信号的最大功率； (2) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (3) 每个晶体管的最大耗散功率P Tm 是多少在此条件下的效率是多少