實驗十一集成功率放大器.ppt

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實驗十一、集成功率放大器,一、實驗目的1、熟悉集成功率放大器的特點2、掌握集成功率放大器的主要性能指標及測量方法二、實驗儀器及材料示波器信號發(fā)生器萬用表三、預習要求估算電路的POM、PV值,四、實驗內(nèi)容,1、概述功率放大器的作用：用作放大電路的輸出級，以驅(qū)動執(zhí)行機構。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。功率放大器是一種向負載提供功率的放大器，簡稱功放。,,電壓放大器的主要任務是使負載得到不失真的信號，它的主要指標是電壓放大倍數(shù)。而功率放大器主要考慮的是如何輸出最大的不失真功率，即如何高效率地把直流電能轉(zhuǎn)化為按輸入信號變化的交流電能。功率放大器不但要向負載提供大的信號電壓，而且也要向負載提供大的信號電流。因此，功率放大電路的形式、工作狀態(tài)、分析方法和所研究的技術指標都與電壓放大電路不同。,,2、功放的要求1）輸出功率足夠大為了獲得足夠大的輸出功率，要求放大電路的輸出電壓和輸出電流都要有足夠大的變化量。最大輸出功率是指在正弦信號輸入下，輸出波形不超過規(guī)定的非線性失真指標時，放大電路最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積（注：不是直流電壓和直流電流的乘積，也不是瞬時值相乘）。,,,2)效率要高,任何放大電路輸出給負載的功率是由直流電源提供的。這就有一個提高能量轉(zhuǎn)換效率的問題。對于小信號的電壓放大器來說，由于輸出功率較小，電源供給的直流功率也小，因此效率問題還不突出。但對于功率放大器來講，由于輸出功率較大，效率問題就顯得很重要了。如果功率放大電路的效率不高，不僅要浪費能量，而且要消耗在電路內(nèi)部的電能將轉(zhuǎn)換成為熱量，使管子、元器件等溫度升高，因而要求選用較大容量的放大管和其他設備，不太經(jīng)濟。,(3)非線形失真要小,功率放大器是在大信號狀態(tài)下工作，電壓、電擺動幅度大，容易超出管子特性的線性范圍，產(chǎn)生非線形失真。因此，功率放大器比之小信號放大電路的非線性失真嚴重。在實際的功率放大電路中，要采取措施減小失真，使之滿足負載的要求。由于功率放大器工作于大信號狀態(tài)，在進行電路分析時，一般不能采用微變等效電路法，而采用圖解法來分析放大電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況。此外，由于功放管承受的電壓高、電流大，溫度較高，因而功放管的保護問題和散熱問題也需要解決。,,3、功率放大器的分析注意事項(1)功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM、UCEM、PCM。,,(2)電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。(3)電源提供的能量盡可能地轉(zhuǎn)換給負載，以減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（?）。,Pomax:負載上得到的交流信號功率。PE：電源提供的直流功率。,3、功率放大器工作狀態(tài)的分類,4、互補對稱式功率放大電路,互補對稱功率放大器是一種典型的無輸出變壓器功率放大器。它是利用特性對稱的NPN型和PNP型三極管在信號的正、負半軸輪流工作，互相補充，以此來完成整個信號的功率放大。下面介紹兩種互補對稱式功率放大電路。,,1）OTL互補對稱電路它是采用單電源供電的互補對稱功率放大器，這種形式的電路也稱為OTL電路（OutputTransformerless，無輸出變壓器）。,2）OCL互補對稱電路,OCL（OutputCapcitorless）電路，即表示無輸出電容的電路。與OTL互補對稱電路相比，省去了輸出端的大電容。因為大電容往往具有電感效應，在高頻時容易產(chǎn)生相移，并且大容量的電容不便集成。,5、集成功率放大器,當前，利用集成電路工藝已經(jīng)能夠生產(chǎn)出品種繁多的集成功率放大器。集成功放除了具備體積小、成本低、使用方便可靠等特點外，還具有一些突出的優(yōu)點，主要有溫度穩(wěn)定性好，電源利用率高，功耗較低，非線性失真較小等，還可以把許多有關附屬電路（如各種保護電路）也集成在芯片內(nèi)部，使用更加安全。集成功放的種類繁多，從輸出功率來分，有小功率功放（輸出功率在1W以下）和大功率功放（輸出功率可高達幾十瓦）；從芯片內(nèi)部的構成來分，有單通道功放和雙通道功放；從用途來分，有通用型功放和專用型功放（如專用于收音機、錄音機或電視機等的功率放大電路）。,五、實驗內(nèi)容,實驗所用芯片為LM386，其內(nèi)部結構如下,LM386參數(shù),,,,典型電路LM386電壓增益最大的用法,六、實驗報告,1、根據(jù)實驗測量值、計算各種情況下POM、PV及η。2、作出電源電壓與輸出電壓、輸出功率的關系曲線。,,,,,