實(shí)際的功率放大電路的工作原理和應(yīng)用

1、實(shí)際的功率放大電路的工作原理和應(yīng)用任務(wù)提出 下圖為一個(gè)音頻功率放大器電路 ，試分析其工作原理并制作該電路 任務(wù)目標(biāo) 通過(guò)對(duì)音頻功率放大器電路的分析與制作，理解和掌握放大電路中反饋概念及常見(jiàn)的功率放大電路的組成和分析，能按工藝要求獨(dú)立進(jìn)行電路裝配、測(cè)試和調(diào)試，并能獨(dú)立排除裝配、調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的故障。 相關(guān)知識(shí)1、基本知識(shí)(1)反饋的基本概念反饋的結(jié)構(gòu) 放大器A輸入量Xi輸出量Xo反饋電路F反饋信號(hào)Xf凈輸入量Xi取+ 加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋 用于振蕩取- 消弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋 用于放大器開(kāi)環(huán)放大器閉環(huán)放大器反饋的基本關(guān)系式開(kāi)環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益當(dāng)AF1(反饋較深)時(shí)(2)負(fù)反饋的類型直流反饋和交

2、流反饋(反饋信號(hào)的性質(zhì))負(fù)反饋直流反饋交流反饋？正反饋和負(fù)反饋(反饋極性)判斷法：瞬時(shí)極性法 先假設(shè)輸入信號(hào)對(duì)地的極性(用表示上升，下降趨勢(shì)用表示)。 按照信號(hào)在放大電路、反饋電路的傳遞路徑，逐級(jí)標(biāo)出有關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性。從而得到反饋信號(hào)的極性。 在放大電路的輸入回路中比較反饋信號(hào)和輸入信號(hào)的極性，看凈輸入量是增加還是減小，從而確定是正反饋還是負(fù)反饋。負(fù)反饋負(fù)反饋電壓反饋和電流反饋(反饋取自輸出信號(hào))反饋信號(hào)取自輸出電壓，為電壓反饋反饋信號(hào)取自輸出電流，為電流反饋判斷法：假設(shè)負(fù)載短路法假設(shè)將負(fù)載RL短路，也就是使輸出電壓為零。此時(shí)若反饋信號(hào)隨輸出電壓為零而消失，則原來(lái)的反饋是電壓反饋；若電路中仍然

3、有反饋存在，則原來(lái)的反饋應(yīng)該是電流反饋。 電流反饋穩(wěn)定輸出電流電壓反饋穩(wěn)定輸出電壓在三極管構(gòu)成的共射極反饋放大電路中，存在以下一般規(guī)律：當(dāng)反饋從集電極采樣時(shí)為電壓反饋；當(dāng)反饋從發(fā)射極采樣時(shí)為電流反饋。串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋(反饋、輸入信號(hào)比較)串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋在三極管構(gòu)成的反饋放大電路中：若反饋接于三極管的基極為并聯(lián)反饋；若反饋接于三極管的發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。串聯(lián)并聯(lián)反饋的四種類型： 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 電壓并聯(lián)負(fù)反饋 電流串聯(lián)負(fù)反饋 電流并聯(lián)負(fù)反饋(3)負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性并展寬頻帶 當(dāng)由于電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)、負(fù)載改變而引起輸出量變化時(shí)，輸出量的變化能通過(guò)反饋電路返

4、回到輸入端，使放大電路的凈輸入量向相反的方向改變，從而牽制了輸出量的變化，使輸出量趨于穩(wěn)定。因而提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。 耦合電容引起三極管分布電容引起B(yǎng)WfBW減小非線性失真開(kāi)環(huán)三極管非線性引起閉環(huán)對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻的影響無(wú)反饋有反饋由于 所以引入串聯(lián)負(fù)反饋可增大放大電路的輸入電阻無(wú)反饋有反饋引入并聯(lián)負(fù)反饋減小了放大電路的輸入電阻由于 所以對(duì)輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，從效果上來(lái)講，相當(dāng)于減小了輸出電阻Ro。 電流負(fù)反饋使輸出電阻增大電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，從效果上來(lái)講，相當(dāng)于增大了輸出電阻Ro。 (4)功率放大電路主

5、要特點(diǎn) 與電壓放大器不同，功率放大器考慮的是如何高效率地把直流電能轉(zhuǎn)化為依輸入信號(hào)變化的電能。也就是是向負(fù)載輸出足夠大的功率。因此功率放大器不但要向負(fù)載提供大的信號(hào)電壓，而且也要向負(fù)載提供大的信號(hào)電流。 基本要求*根據(jù)負(fù)載要求，提供所需要的輸出功率。所謂的最大輸出功率系指在輸出波形不超過(guò)規(guī)定的非線性失真指標(biāo)時(shí)，最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積。*具有較高的效率。功率放大器的效率是指最大輸出功率與電源所提供的功率之比。 *盡量減小非線性失真。由于放大器件是非線性元件，且功放電路又工作在大信號(hào)狀態(tài)下，使得放大管的非線性問(wèn)題充分暴露出來(lái)。在實(shí)際的功率放大電路中，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的要求來(lái)規(guī)定允許的失真

6、度范圍。 分類*甲類功率放大電路。三極管在信號(hào)的整個(gè)周期均導(dǎo)通放大(即導(dǎo)通角為360o)。電路簡(jiǎn)單，效率低(小于50%)。 *乙類功率放大電路。三極管僅在信號(hào)的正半周或負(fù)半周導(dǎo)通放大(即導(dǎo)通角為180o)。效率高，易產(chǎn)生交越失真。 *甲乙類功率放大電路。三極管的導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期而小于一個(gè)周期(即180o360o)。為常用的功放電路。 互補(bǔ)對(duì)稱功放電路OTL乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路互補(bǔ)對(duì)稱對(duì)管偏置電阻靜態(tài)為1/2VCC交越失真OTL乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路 OTL甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路消除交越失真假設(shè)輸入為正弦波，輸出電壓的最大幅值為 最大輸出功率電源的供電電流為 直流電源提供的平均功率為 效率OCL互補(bǔ)對(duì)稱電

7、路沒(méi)有耦合電容增加了負(fù)電源功率管散熱問(wèn)題 功率管的管耗較大。其中大部分被處于較高反偏電壓的集電結(jié)轉(zhuǎn)化為熱量，使集電結(jié)溫度升高。過(guò)高的結(jié)溫容易加速器件的老化，甚至損壞。如果采取適當(dāng)?shù)纳岽胧?，在相同的輸出功率條件下，結(jié)溫得以下降，就可以提高管子所允許承受的最大管耗。使功率放大電路有較大功率輸出而不損壞管子。 1、知識(shí)拓展(1)集成功率放大電路LM386 集成功放的主要優(yōu)點(diǎn)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，還可以將各種保護(hù)電路，使用更加安全。 集成功放的種類很多，從用途劃分，有通用型功放和專用型功放。從芯片內(nèi)部的構(gòu)成劃分，有單通道功放和雙通道功放。從輸出功率劃分，有小功率功

8、放和大功率功放等， 是一種常用的低電壓小功率集成功率放大器。它具有供電電源電壓范圍廣，功耗低，頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，輸出功率，最大可達(dá)2W。 LM386為OTL型，需接電容保護(hù)LM386去耦濾波反饋支路(2)集成功率放大電路TDA2030 具有引腳和外圍電路都比較少，電氣性能穩(wěn)定，內(nèi)部集成了過(guò)載和熱切斷保護(hù)電路，能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作， 主要參數(shù)為：供電電源電壓為318V；輸出峰值電流為；頻帶為0140kHz；靜態(tài)電流D/2元器件引線成形的方法 手工法專業(yè)模具元器件的插裝 插裝元器件時(shí)應(yīng)使元器件的引線盡可能短一些，工作時(shí)發(fā)熱的元器件安裝時(shí)不宜緊貼在印制板上。 先安裝那些需要機(jī)械固定的元器件，再安裝靠焊接固定的元器件。 應(yīng)使元器件的標(biāo)記朝上或易于辨認(rèn)的方向，并注意標(biāo)記方向的一致性。 臥式安裝的元器件，應(yīng)盡量使兩端引線的長(zhǎng)度相等對(duì)稱，把元器件放在兩孔中央，排列要整齊；立式安裝的色環(huán)元器件應(yīng)高度一致，最好讓起始色環(huán)向上以便于檢查安裝錯(cuò)誤。 有極性的元器件，插裝時(shí)要保證方向正確；插