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识读功率放大电路1.功率放大电路的要求和特点放大电路实质上都是能量转换电路。从能量控制的观点角度来说,功率放大电路和电压放大电路没有本质上的区别。但是功率放大器与一般的电压放大器或电流放大器的要求是不同的。对一般的电压放大器或电流放大器的主要要求是使负载上得到不失真的电压或电流信号,研究的主要指标是电压增益、输入电阻、输出电阻等,输出功率不一定大。但功率放大电路则有所不同,它要求获得一定的不失真的输出功率,通常是工作在大信号状态。因此,在功率放大器中存在电压放大器没有出现过的特殊问题,对功率放大器也提出了一定的要求:(1)输出功率(outputpower)Po尽可能大;为了获得大的功率输出,要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度,因此管子往往在接近极限的状态下工作,但又不能超越管子的极限参数。(2)效率(efficiency)要高;功率放大器的输出功率是由直流电源提供的,直流电源在提供输出功率的同时,还有一部分功率消耗在功率管上并产生热量,这是一种无用功率,因此这里存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源提供的直流总功率的比值,其定义为(3)非线性失真(non-lineardistortion)要小;功率放大电路是在大信号下工作,所以不可避免地会产生非线性失真,而且同一功放管输出功率大,非线性失真就越严重。在测量系统和电声设备中,这个问题显得比较严重,而在工业控制系统中,以输出功率为主要目的,则对非线性失真的要求就成为次要问题了。(4)功放管的散热性能要好。在功率放大电路中,即使最大限度地提高效率,由于功放管工作在大电流和大电压状态下,仍有相当大的功率消耗在功率管上,造成结温和管壳温度升高,使功放管损坏的可能性也比较大,为此必须考虑管子的散热问题。2.功率放大器的分类从功率放大电路静态工作点Q在交流负载线上位置不同来看,功率放大器可分为甲类、乙类、甲乙类等。(1)甲类功放工作状态如图P2M4.1(a)所示。在输入信号的整个周期内都有电流流过功放管,这种工作方式称为甲类功放。显然,甲类功放的Q点位置适中,管子在整个周期内都导通,非线性失真很小,但静态电流较大,效率较低(在理想状态下,其效率最高也只能达到50%,因此现在已很少采用)。前面学习和制作的电压放大电路就工作在甲类状态。(3)甲乙类功放工作状态如图P2M4.1(b)所示。甲乙类功放是介于甲类和乙类之间的工作状态,它的静态工作点Q比乙类功放的Q点略为高一点。在大半个周期内有电流流过功放管。显然,其Q点较低,管子在大于半个周期内导通,静态电流较小,效率较高,非线性失真也较小。从以上的讨论可以看出,功放的工作状态从甲类到甲乙类、乙类,其工作点Q逐步降低,管子的导通时间逐渐减小,非线性失真越来越严重,但是,它们的效率却逐渐得到提高。提高效率和减小非线性失真是一对矛盾,这需要在电路结构上采取措施加以协调。2.图解法分析甲类功放电路如图P2M4.3所示乙类互补对称式功率放大电路(OCL)的制作与调试2.仪器仪表工具:0~30V双路直流稳压电源1台,双踪示波器1台,函数信号发生器1台,交流毫伏表1台,万用表1块,镊子1把。3.制作步骤:(1)识读乙类互补对称式功率放大电路。(2)根据阻值大小和三极管型号正确选择器件。电阻RL色环为棕黑橙金,代表阻值10k。三极管选择硅小功率三极管,标识型号为8050(NPN)和8550(PNP)。(3)电阻、三极管正确成形,注意元器件成形时尺寸须符合电路通用板插孔间距要求。(4)在电路通用板上按测试电路图正确插装成形好的元器件,并用导线把它们连接好。注意三极管e、b、c电极,电容的极性。读一读2.分析计算见图P2M4.5(a),为分析方便起见,设三极管是理想的,两管完全对称,其导通电压UBE=0,饱和压降UCES=0。则放大器的最大输出电压振幅为VCC,最大输出电流振幅为VCCRL,且在输出不失真时始终有ui=uo。(1)输出功率(outputpower)Po设输出电压的幅值为Uom,有效值为Uo;输出电流的幅值为Iom,有效值为Io。则显然,当ui=0即无输入信号时,Uom=0,Po,PVT和PV均为0。当输出电压幅值达到最大,即Uom≈VCC时,得电源供给的最大功率为甲乙类互补对称式功率放大电路(OTL)的制作与测试测试步骤:识读集成功率放大器图P2M4.11所示是把TDA2030功放集成块接成OCL功率放大电路的接法,在图中接入V1、V2是为了防止电源电压接反而损坏组件采取的防护措施。电容C3、C4、C5和C6为电源电压滤波电容,100F电容并联0.1F电容的原因是由于100F电解电容具有电感效应。