电子技术基础项目项目五课件.ppt

1、项目五项目五 组装音频功率放大器组装音频功率放大器任务任务1 认识电源及去耦电路认识电源及去耦电路任务任务2 学习功率放大电路学习功率放大电路任务任务3 认识负反馈及其应用认识负反馈及其应用操作指导操作指导看一看：看一看：实用的声音信号放大器实物示意图组成框图 组成：包括两级低频放大和功率放大电路，并在组成：包括两级低频放大和功率放大电路，并在电路中引入了负反馈。电路中引入了负反馈。电源及退耦电路：保证电源电压的稳定，消除级与级间由于电源内阻的存在带来的相互干扰及影响。电压放大：将信号电压放大到一定幅度来推动功放级。推动级：也叫激励级，完成电压放大与功率放大的连接，同时具有一定的电压放大作用。

2、功放级：在较大电压信号的推动下，有较大电流放大作用，使负载上得到一定幅度的电压和电流，即功率。同时完成与负载的较好匹配。元器件选择元器件选择表表5-1 元器件明细表元器件明细表序号分类名称型号规格数量1VD1、VD2二极管IN414822VT1、VT2晶体管3DG623VT3晶体管3BX3114VT4晶体管3AX3115R1电阻47K16R2电阻3.9K17R3电阻2.7K18R4电阻6.219R5电阻100110R6电阻150111R7电阻680112R8电阻51113R9电阻13K114R10电阻5.1K115R11电阻2K116RP带开关电位器4.7K117C1、C2、C5电解电容器10

3、F/10V318C3电解电容器33F/10V119C4圆片电容器0.01F120C6、C8、C9电解电容器100F/10V321C7圆片电容器6800pF122C10电解电容器220F/10V123BL扬声器124G电池1.5V425印制电路板1任务任务1 认识电源及去耦电路认识电源及去耦电路一、认识电源特性一、认识电源特性 实验电路如a）图 a）实验电路 b）伏案特性曲线图5-2实际电源的伏安特性实验结论：实验结论：实际的电源总有一定的内阻，当负载电流变化时，其端电压也会随之变化。二、电源及退耦电路 10：直流电源E经10滤波直接供给末级放大电路。R5、C6：为：为RC去耦电路，消除级与级间

4、的相互影响。R2、VD1、VD2及C3：是一个简单的、且温度稳定性较好的稳压及滤波电路，它使前置级工作电压更加稳定123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:29-Mar-2008Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:C3VD1VD2R2R5C6C10供前置放大级供中间放大级E供末级学习要点：1认识实际电源的伏安特性，了解RC去耦电路减小多级放大电路中由于电源内阻引起的级与级间的影响的基本原理。2前级放大电路的稳定与否对电路性能影响很大，简单的稳压电路可使前置级工作更加稳定。任务任务2 学习功

5、率放大电路学习功率放大电路一、常用功放电路类型一、常用功放电路类型a）OCL功放 b）OTL功放图5-4 常见的两种基本功放电路注意：注意：两个电路基极偏置都为零，我们把这种工作方式称为乙类乙类。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:VT1VT2+VCC-VCCUiUoRL+123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:we

6、ngaoMyDesign.ddbDrawn By:VT1VT2+VCCUiUoRLC+区别区别:1.电源电源2.输出电容输出电容都是射极输出器都是射极输出器二、工作原理二、工作原理 1.双电源互补对称电路（双电源互补对称电路（OCL电路）电路）（1）静态时，两个功率放大管的发射极电位为0，没有电流流过负载。（2）当有输入信号时，在ui的正半周且幅度合适时，VT1正偏而导通，VT2反偏而截止，此时被放大的信号电流将由+VCC经VT1由上而下流过负载RL；（3）在ui的负半周则正好相反，VT1截止，VT2导通，由-Vcc供电，经VT2，电流由下而上流过负载。两只晶体管轮流导通，交替工作，这样负载上

7、就得到放大后的一个周期的信号波形，如图5-5 b）所示 a）原理图b）工作波形图5-5无输出电容互补对称功放电路 2.单电源互补对称电路（单电源互补对称电路（OTL电路）电路）无输出变压器互补对称功放电路 工作原理仍然是在输入信号的一个周期内VT1与VT2交替工作、轮流导通，使负载上得到一个完整的输出信号。该电路是由两个异型晶体管的射极输出器互相补充的工作过程，从而在负载上组合成完整的周期信号，并且正、负半周对称放大。故这种电路又称为互补对称功率放大电故这种电路又称为互补对称功率放大电路。路。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-

8、Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:VT1VT2+VCCUiUoRLC+C等效为一个电源向VT2供电充有1/2VCC的电压且左、右-三、乙类工作方式存在的问题及其改进三、乙类工作方式存在的问题及其改进（1）按工作点的设置方式来分）按工作点的设置方式来分，放大器分为甲类、乙类和甲乙类。（2）三种工作方式在输入特性上的表示）三种工作方式在输入特性上的表示a）甲类 b）乙类 c）甲乙类晶体管静态时工作在输入特性的线性区域上，在ui的一个周期内都导通，处于放大状态晶体管静态时工作在输入特性的截止点上，只能在信号的半个周期或小于半个周期

9、内工作晶体管静态时工作在输入特性略大于信号半个周期的情况，即：功放管静态时工作在微导通状态乙类工作状态的缺点交越失真交越失真.定义：定义：由于晶体管死区电压的存在，在两只晶体管交替工作位置上必然会出现失真，习惯上把这种失真称作交越失真。如图5-7所示。.消除交越失真的方法消除交越失真的方法使两只功放管静态时工作在微导通状态，如图5-6 c所示的甲乙类工作方式。.甲乙类工作方式的几种设置甲乙类工作方式的几种设置a)b)c)注意：注意：两功放管的发射极电位即输出中点电压是检修OCL和OTL功放电路的关键部位，OCL电路中该点电位是0V，而在OTL电路中该点电位是电源电压的二分之一。123456AB

10、CD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:19-Feb-2008Sheet of File:E:MyDesign.ddbDrawn By:uouiuouiuoui四、算一算 输出功率比较比较1OCL电路电路 2OTL电路负载负载RL上输出的上输出的最大电压值为最大电压值为流过流过RL的电流的电流负载上可获得的负载上可获得的最大功率为最大功率为CCCESCComVUVULCCLomomRVRUILCCLCCCComomomRVRVVIUP222222CCCESCComVUVU2121LCCLomomRVRUI2LCComomomRVIVP8222电路的效率

11、：电路的效率：功率放大电路输出功率与电源供出直流功率之比称为电路的效率。五、器件选择（1）在OCL中：PCM0.2Pom（2）在OTL中：PCM0.2PomCCCEOBRVU2)(LCCCMRVICCCEOBRVU)(LCCCMRVI2六、用复合管作功放管.复合管的定义：复合管的定义：用两只或两只以上的晶体管适当地连接起来，等效成一只晶体管使用。.复合管的组成原则：复合管的组成原则：第一，必须保证两只晶体管各极电流按正确方向流动；第二，复合管的管型取决于前一只晶体管的管型。.常见的四种复合管常见的四种复合管123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeB

12、Date:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:VTVT1VT2VTVT1VT2VT1VT2VT1VTVT2VT晶体管复合后的电晶体管复合后的电流放大系数为各晶流放大系数为各晶体管放大系数之积，体管放大系数之积，即：即：=12七、举例复合管构成的功放电路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:RPVT1VT2VT5VT3R7C4R5R21KC10.1uFD6R4

13、390R31.5KR62KR8300VT43DA1AR90.2R100.2C70.47uF+_+VCCC20.1uF15010uf3003DA1AUi47KBLVT2和VT4复合为一只NPN型功放管VT3和 VT5复合为一只PNP型功放管电阻R7和R8主要是减小VT2和VT3穿透电流造成的影响，R9与R10为负反馈电阻，用于稳定工作点和减小失真。学习要点：1.功率放大电路主要任务是不失真地放大信号功率，并有效地传输给负载。为提高工作效率，功放管的静态工作点设置，应在不产生交越失真的情况下尽量设置低一些，即甲乙类工作状态。2.目前应用较广泛的是OTL和OCL互补对称功放电路。它们都是由两只配对管

14、组成的两个射极跟随器互补组合而成。两管交替工作，轮流导通，负载上就得到放大后的一个周期的信号。3.OTL电路中点电压为1/2VCC，而OCL电路中点电压为0V，这是检修此类电路的要点。4.复合管是由两只或多只晶体管组合成一只晶体管使用，主要解决了大功率放大管中晶体管配对问题。任务任务3 认识负反馈及其应用认识负反馈及其应用一、一、看一看看一看 找出反馈元件找出反馈元件 反馈元件：R4、R11 反馈极性：负反馈二、负反馈的四种组态 1.电压反馈与电流反馈的判定电压反馈与电流反馈的判定将输出电压按一定比例反馈到输入端的反馈称为电压反馈将输出电流按一定比例反馈到输入端的反馈称为电流反馈举例：举例：电

15、压与电流反馈的判断注意：注意：只要反馈元件接在输出端上的则为电压反馈，否则为电流反馈123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:VTRcReRLC电压反馈电流反馈至输入端至输入端+_VCCUoVTRcReRLC电流反馈电压反馈至输入端至输入端+_VCCUo 2.串联反馈与并联反馈的判定串联反馈与并联反馈的判定从输入端的连接方式上分反馈又分为串联反馈与并联反馈。共射极放大电路而言反馈信号接在晶体管基极上的为并联反馈并联反馈；反馈信号接在

16、晶体管发射极上的为串联反馈串联反馈。举例举例：串联反馈与并联反馈的连接形式123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:20-Feb-2008Sheet of File:E:MyDesign.ddbDrawn By:VTRcVfRf并联反馈串联反馈VCCRf+_iiiifb来自输出端来自输出端 3.分析反馈电路的组态分析反馈电路的组态（）判断反馈组态的步骤（）判断反馈组态的步骤 1）找出反馈元件，判断反馈极性。2）判断是电压反馈还是电流反馈。3）判断是串联反馈还是并联反馈。4）确定反馈电路的组态。（）判断图5-13各电路的反馈组态并分析其特点

17、。电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈。电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:Rc2Rb22RfRb1RLRe2Rb21Rc1Re1CeC2C1C3V1V2VCC+_+UU+_Uo+_+fi1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wen

18、gaoMyDesign.ddbDrawn By:ReRcRfRLRb2C2+C1Ce+Rb1VTVCC+_UoUi+_a）b）图5-13 解：在图解：在图513a中Rf一端连着输出，另一端连着输入回路，显然Rf为反馈元件。反馈极性的判断如图中所示。设输入为正的情况下，反馈回的信号也为正，但接在发射极，参考图4-8，所以为负反馈。根据Rf与输入、输出的连接情况，参见图5-11及图5-12可知反馈组态为电压串联负反馈。特点：稳定输出电压，减小输出电阻，增大输入电阻。特点：稳定输出电压，减小输出电阻，增大输入电阻。解：图解：图513b所示为一个本级内的反馈。Rf既在输出回路，也在输入回路，故该元件为

19、反馈元件。用瞬时极性法判断如图中所示，反馈极性为负反馈。Rf的一端没有接在输出端上，而是接在发射极上，所以为电流串联负反馈。特点：稳定输出电流，增大输出电阻，增大输入电阻。特点：稳定输出电流，增大输出电阻，增大输入电阻。电压负反馈稳定输出电压电压负反馈稳定输出电压,减小输出电阻；减小输出电阻；电流负反馈稳定输出电流电流负反馈稳定输出电流,增大输出电阻。增大输出电阻。串联负反馈增大输入电阻；串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻。并联负反馈减小输入电阻。记住！记住！学习要点：1在放大电路中，把输出信号的一部分或全部送到输入回路的过程称为反馈。它主要由基本放大电路和反馈电路两部分组成。反馈

20、有正、负反馈之分，本任务主要分析负反馈。2负反馈对放大电路的性能有广泛的影响：电压负反馈稳定输出电压,减小输出电阻；电流负反馈稳定输出电流,输出电阻增大。串联负反馈输入电阻增大；并联负反馈输入电阻减小。实际应用中可根据需要引入不同方式的反馈。3负反馈放大电路有四种组态。对其分析可分为两步，即首先判断反馈的组态，其次根据反馈组态分析该放大电路的主要特性。为什么要引入负反馈电路引入负反馈消弱了净输入信号，降低了放大倍数，但它却以此为代价换取了以下性能指标的改善）提高了放大信号的稳定性。）减小了非线性失真。）展宽了通频带。）减小了由内部引起的噪声干扰。）改变了放大器的输入、输出电阻。值得啊！值得啊！

21、操作指导操作指导 1.认识音频功率放大器电路结构及工作过程认识音频功率放大器电路结构及工作过程a）原理图b）印制板参考图图5-15音频功率放大器原理图和印制板参考图 工作过程：工作过程：由图5-15a可知，RP VT1 VT2 VT3、VT4 扬声器扬声器 电位器电位器RP为音量调节电位器。为音量调节电位器。C10、R5、C6、C3、R2、VD1、VD2构成供电电路构成供电电路，通过退耦及稳压电路，使各级直流供电稳定，并消除动态时由于电源端电压的波动而造成的级与级间的影响。VT1为前置放大为前置放大，R4在本级为电流串联负反馈电阻，同时与R11构成电压串联负反馈。C4容量较小，有消除高频自激振

22、荡及抑制高频信号的作用。VT2为推动级，为推动级，静态偏置电源由中点电压提供，R9同时还兼有电压并联负反馈的作用，C7为构成高频信号的电压并联负反馈，进一步抑制高频成分。VT3、VT4构成甲乙类构成甲乙类OTL功放电路，功放电路，R8为两管提供合适的偏置电压。2.安装电路安装电路 1）按照电路原理图的连接要求，将器件安装在万能板或者腐蚀好的印制板上。2）认真检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等情况，尤其是R8的阻值是否正确。3.调试与检测电路调试与检测电路 1）检查无误后接通）检查无误后接通6V直流电源以调试工作点。直流电源以调试工作点。VT1的集电极静态参考电流为0.91.5mA,VT2的集电极电

23、流为3mA左右，调试后要将测试口重新焊好。2）用万用表直流电压挡检测晶体管各电极的静态电压）用万用表直流电压挡检测晶体管各电极的静态电压并将结果记入表52中。3）动态调试。）动态调试。把信号发生器输出的=1kHz，ui=5mV信号，接至输入端，调节RP使扬声器发出适当的声音，并用示波器观察输出电压波形，慢慢调节RP使输出电压不断加大直至顶部或底部将要出现平顶现象为止。用毫伏表测出此时的输出电压Uom，计算出输出的最大功率。4）频率特性的检测。）频率特性的检测。保持输入信号的幅度不变，改变其频率，记下不同频率下的输出电压，并计算出不同频率时的电压放大倍数，将结果记入表53中。然后在放大倍数与频率坐标系中逐点连接起来即为该电路的频率响应曲线。表表5-2晶体管各极静态电压晶体管各极静态电压 电极晶体管 UcUeUbVT1VT2VT3VT4 表表5-3频率特性的检测频率特性的检测 4.训练与思考训练与思考 1）VT3、VT4的集电极静态电流如何调整？应注意什么？2）退耦电容C6开路会出现什么现象？电容C2、C7在电路中的作用是什么？fuo、Au uo Av