《模電試驗(yàn)》互補(bǔ)功率放大電路

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互補(bǔ)功率放大電路試驗(yàn)

姓名：學(xué)號(hào)：

互補(bǔ)功率放大電路試驗(yàn)

互補(bǔ)功率放大器具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在各種音頻功率放大器中有十分廣泛的應(yīng)用。

本試驗(yàn)利用功率MOS管和運(yùn)算放大器構(gòu)同相推挽式乙類復(fù)合放大器，利用運(yùn)算放大器的負(fù)反饋原理去除因功放管截止區(qū)帶來的交越失真。

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.了解互補(bǔ)功率放大電路的工作原理；

2.學(xué)會(huì)利用MOS管和運(yùn)算放大器搭建功率放大電路，把握其工作原理及

特點(diǎn)。

3．測(cè)量功率放大電路的輸出功率、電壓增益、效率等參數(shù)。4.觀測(cè)電路中各點(diǎn)的波形。

二、復(fù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)互補(bǔ)功率放大器有關(guān)的知識(shí)；2.分析試驗(yàn)電路中功率放大器的工作原理；

3.了解輸出功率、效率、占空比、電壓增益等參數(shù)的含義及測(cè)量方法；4.熟悉試驗(yàn)電路中各元件作用。5、按要求計(jì)算變壓器、匹配電感的參數(shù)

三、試驗(yàn)電路原理：

試驗(yàn)電路如圖2.11所示。使用運(yùn)算放大器和MOS管構(gòu)成同相復(fù)合放大器。圖中，兩個(gè)功放管交替工作，分別放大信號(hào)的正半周和負(fù)半周。運(yùn)算放大器將反饋信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，將誤差信號(hào)進(jìn)行放大，推動(dòng)功放管。由于功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)處于截止區(qū)（VGS≈2V），可以在運(yùn)放的輸出端(1管腳)測(cè)到較大的零12V直流，通過調(diào)點(diǎn)騰躍，但是在輸出端測(cè)到的是連續(xù)的波形。電源電壓使用±

整電阻R5和R6，控制功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)VGS在2V左右，使之位于截止區(qū)和導(dǎo)通區(qū)的臨界處。

圖2.11同相推挽式復(fù)合放大器試驗(yàn)電路

由于水聲壓電換能器是容性負(fù)載，而且具有較大的等效阻抗，為了提高功率放大器輸出效率，在負(fù)載上參與電感，形成諧振回路，在工作頻點(diǎn)上對(duì)容性負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償，使負(fù)載接近于純電阻。

假設(shè)換能器在工作頻點(diǎn)上的等效并聯(lián)電阻為RL?1k?，等效電容為

CL?2nF（實(shí)際調(diào)試時(shí)用功率電阻和電容并聯(lián)代替換能器）。

圖2.7負(fù)載等效電路

參與的匹配電L之后，等效阻抗變?yōu)?/p>

ZL?j?L?11j?CL?RL6.1

另等號(hào)右邊的虛部為0，此時(shí)，回路達(dá)到諧振。所以，當(dāng)回路諧振時(shí)，匹配電感

2RLCLL?6.22221?RL?CL此時(shí)，等效電阻變?yōu)?/p>

?RL?RL6.32221?RL?CL這樣，變壓器輸出端的電壓有效值為

?U0?P?RL6.4

由于變壓器前端的信號(hào)的電壓峰峰值不能超過電源電壓VCC?VEE，設(shè)其有效值為VOrms，則：

U2?1?VOrms6.5

所以，變壓器的初、次級(jí)匝數(shù)比為

n2?1:n3?4?1:UO6.6VOrms

四、試驗(yàn)步驟

1、制作匹配電感L和變壓器的參數(shù)a、利用公式6.2計(jì)算出L的電感量。b、在骨架上繞制出電感Lc、測(cè)量做好的L的電感量2、制作輸出變壓器

a、利用公式6.3和6.4計(jì)算變壓器輸出端的電壓。考慮到輸出變壓器的損耗，輸出功率P按1.5倍的設(shè)計(jì)指標(biāo)來計(jì)算b、利用公式6.6計(jì)算變壓器的匝數(shù)比。

c、在骨架上繞制變壓器，先繞匝數(shù)多的，后繞匝數(shù)少的。注意兩個(gè)初級(jí)線圈的對(duì)稱性和極性。

3、依照電路圖焊接電路。通電前檢查電路是否正確。注意為功放管安裝散熱器。

4、將輸入信號(hào)接地，檢查無誤后通電，觀測(cè)電源輸出電流是否正常5、信號(hào)源產(chǎn)生CW脈沖信號(hào)，參與功率放大器的輸入端。注意輸入信號(hào)幅度要從零緩慢加大，信號(hào)占空比小于10%，隨時(shí)關(guān)注功放管的溫度，以防止功放

管過熱損壞。

6、測(cè)量功率放大器的各種參數(shù)。

五、試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求

１、依照輸出功率1W，占空比10%，信號(hào)頻率75kHz計(jì)算電路參數(shù)，２、焊接電路３、測(cè)量各種參數(shù)4、回復(fù)問題

a、運(yùn)算放大器輸出管腳和功放管輸出管腳的波形有什么區(qū)別，為什么？b、怎樣擴(kuò)大輸出信號(hào)的幅度？畫出電路圖并標(biāo)明原件參數(shù)。5、認(rèn)真完成試驗(yàn)報(bào)告

六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及波形

試驗(yàn)最終波形

（一）各個(gè)參數(shù)的計(jì)算

匹配電感的計(jì)算

2RLCL106*2*10-9?3L???1.06*10H22263-921?RL?CL1?10*（2?*75*10）*（2*10）等效電阻的計(jì)算

RL103R???532?L?22221?RL?CL1?106*（2?*75*103）*（2*10-9）

變壓器輸出端的電壓有效值的計(jì)算

U0??P?RL?1.5*1*532?28.25V

變壓器前端的信號(hào)的電壓的計(jì)算

U2?1?VOrms?8.48V

變壓器的初、次級(jí)匝數(shù)比的計(jì)算

n2?1:n3?4?1:UO?1:1.83VOrms（二）試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)

制作的電感L=1.14mH

負(fù)載Vpp=64.8Vf=75.76KHz

P?V2pp/8RL?0.53W

七、回復(fù)問題

a、運(yùn)放的輸出端(1管腳)測(cè)到較大的零點(diǎn)騰躍，但