寬帶功率放大器

1、寬帶功率放大器寬帶功率放大器-第四大組第二支隊(duì)第四大組第二支隊(duì)中期報(bào)告1. 1.電源部分電源部分電源原理圖：U1LM317LMVoutADJVinU2LM337LMLINEVREGCOMMONVOLTAGER15.1kKey=A0%R25.1kKey=A50%R3100R4100C110FC210FD11N4002D21N4002D31N4002C32.2mFC42.2mFD41N4002C50.33FC60.33FC7100FC8100FV128 Vrms 60 Hz 0 D51B4B421243問(wèn)題一：?jiǎn)栴}一： 我們通過(guò)調(diào)節(jié)5.1K的可變電阻，當(dāng)其電壓值不再發(fā)生變化，測(cè)得正向最小電壓和最大

2、電壓分別為+1.25V和+42.5V（使用的是28V變壓器），負(fù)向最小電壓和最大電壓分別為-1.25V和-42.5V，所以我們就主觀的以為正負(fù)電壓的連續(xù)可調(diào)范圍為1.25V42.5V。當(dāng)我們?cè)诓粩嗾{(diào)節(jié)滑阻的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓在16V之前，電壓的每個(gè)值都能取到，但是當(dāng)電壓調(diào)到16V左右時(shí)，電壓直接跳到24V了，16V24V這一區(qū)間內(nèi)的電壓都不能調(diào)到，24V之后電壓又連續(xù)了，不知道這是為什么我的思路： 開(kāi)始時(shí)，我簡(jiǎn)單的認(rèn)為可能是電阻的不連續(xù)導(dǎo)致了電壓的不連續(xù)，可能是在16V24V對(duì)應(yīng)阻值之間，滑阻的阻值不是連續(xù)變化的，導(dǎo)致輸出電壓不連續(xù)了，后來(lái)想想滑阻的阻值主要是里面電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積決定的，

3、滑阻制好后，橫截面積固定了，所以控制阻值的只有電阻絲的長(zhǎng)度了，所以阻值應(yīng)該是連續(xù)變化的，排除了電阻的不連續(xù)導(dǎo)致電壓的不連續(xù)的因素。不過(guò)還是動(dòng)手驗(yàn)證了一下，通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)電壓區(qū)間段內(nèi)電阻是連續(xù)變化的，所以徹底否決了這個(gè)可能性。 然后，我猜想可能是在16V24V這個(gè)電壓區(qū)間段內(nèi)，輸出電壓隨電阻的微小變化而發(fā)生驟變，比如輸出電壓與滑阻阻值大小構(gòu)成下圖的函數(shù)關(guān)系當(dāng)阻值改變很小時(shí)，輸出電壓值發(fā)生很大的變化。接下來(lái)就是進(jìn)行驗(yàn)證猜想，將輸出電壓調(diào)到15V左右時(shí)，每次稍微擰一下，使其改變很小很小的阻值，測(cè)量出電壓值，發(fā)現(xiàn)能稍微擰一點(diǎn)點(diǎn)，阻值比上次跳躍的要小，基本上擰一點(diǎn)點(diǎn)，輸出電壓就改變23V，所以可以

4、認(rèn)為只要再把每次調(diào)節(jié)的阻值理想化到無(wú)限小，輸出電壓的每個(gè)值都能調(diào)到，只不過(guò)在16V24V之間電阻阻值的變化對(duì)輸出電壓的變化關(guān)系更為明顯。具體對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系要根據(jù)要根據(jù)電路圖具體分析。UR2416我的經(jīng)驗(yàn)： 在線路布局方面不應(yīng)該只注重追求美觀，更應(yīng)該考慮到其他一些因素。我在這方面就很欠缺，為了焊接方便，我把導(dǎo)線的絕緣皮都剝開(kāi)了，全部都是用銅絲焊接的，這樣一來(lái)，在使用時(shí)只要一個(gè)導(dǎo)體搭在兩根線之間就會(huì)造成短路，從而燒壞電源。我們小組第一個(gè)電源就是因?yàn)檫@樣短路燒壞了LM337，爆了一個(gè)保護(hù)二極管，導(dǎo)線燒斷了一根，在焊接第二個(gè)電源時(shí)就注意到這個(gè)問(wèn)題，焊接好就放木頭上架空，避免發(fā)生意外短路。另外，建議焊接

5、電源盡量使用粗點(diǎn)的導(dǎo)線。2. 2.功放部分功放部分功放原理圖：功放原理圖：?jiǎn)栴}一：輸入輸入10mV10mV的信號(hào)，輸出為一條直線（輸出為零）的信號(hào)，輸出為一條直線（輸出為零）我的思路：第一步第一步：檢查三極管的引腳是否焊錯(cuò)，于是對(duì)照原理圖和電路板上的焊接圖一一檢查，確定一致后，重新檢查三極管引腳的分布情況，由于之前的引腳是按買元器件時(shí)老板查找的引腳分布焊接的，沒(méi)有懷疑引腳的分布就焊接了（這是最大的疏忽），我把萬(wàn)用表打到hFE檔，將備用三極管一一檢查引腳，發(fā)現(xiàn)C945的引腳分布情況為EBC，與老板查找的ECB不一致，于是又反復(fù)測(cè)幾遍，還是EBC，于是又上網(wǎng)查找，我開(kāi)始查找的是2SC945，引腳是

6、ECB，又矛盾了，看看三極管上寫(xiě)著的是C945，于是又想會(huì)不會(huì)有C945，又進(jìn)行查找C945，結(jié)果引腳確定了為EBC，老板給我們的是2SC945的引腳分布，我們的疏忽導(dǎo)致了這個(gè)簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤，其他的引腳情況與原先的一致。這里有個(gè)問(wèn)題，就是在測(cè)C1202的引腳時(shí)，發(fā)現(xiàn)按CBE方向顯示的數(shù)字是16（顯示的是放大倍數(shù)），按EBC方向顯示的數(shù)字是27，此時(shí)怎么確定引腳情況？我們最終是上網(wǎng)查找確定的引腳分布。檢查三極管是否被擊穿。由于把三極管的引腳焊錯(cuò)了，而且已經(jīng)通電實(shí)驗(yàn)過(guò)了，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致三極管擊穿了？于是把焊接好的三極管各引腳與電路斷開(kāi)，打到蜂鳴檔，測(cè)任意兩引腳之間的示數(shù)，再與備用的三極管測(cè)量的示數(shù)對(duì)照，一

7、一檢查后，發(fā)現(xiàn)三極管都未被擊穿（指的是硬擊穿，不能排除軟擊穿的可能，具體概念如下），為了預(yù)防軟擊穿，還是將三極管都更換。硬擊穿硬擊穿：是指一次性造成芯片內(nèi)熱，二次擊穿，金屬噴濺熔融，介質(zhì)擊穿，表面擊穿和體擊穿等使集成電路徹底損壞永久性失效。軟擊穿軟擊穿：造成器件的性能劣化或參數(shù)指標(biāo)下降，但沒(méi)有完全損壞而形成隱患。在最后質(zhì)量檢測(cè)中很難被發(fā)現(xiàn)。在使用時(shí)，靜電造成的電路潛在損傷，會(huì)使其參數(shù)變化，品質(zhì)劣化，壽命降低，是設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后隨溫度時(shí)間電壓的變化出現(xiàn)各種故障不能正常工作。第 二步：第三步：逐級(jí)檢查，逐級(jí)調(diào)試。先將差分放大級(jí)與后級(jí)斷開(kāi)，輸入一個(gè)10mV的信號(hào)，在差分放大電路的輸出端測(cè)量信號(hào)，發(fā)

8、現(xiàn)信號(hào)在差分電路前的集電極信號(hào)還是合適，當(dāng)進(jìn)入差分放大電路時(shí)，輸出信號(hào)的相位合適，與輸入信號(hào)的相位相差180度，但信號(hào)沒(méi)有放大，可能是靜態(tài)偏執(zhí)不合適，于是將兩個(gè)4.7K的電阻換成10K的滑阻，當(dāng)無(wú)論怎么調(diào)節(jié)信號(hào)都不能放大。于是測(cè)穩(wěn)壓管負(fù)極的電位，為-37V，也就是說(shuō)穩(wěn)壓管沒(méi)有起到穩(wěn)壓的作用，可能被擊穿了，于是用萬(wàn)用表測(cè)量，確定以被擊穿。更換你穩(wěn)壓管。但最終在差分放大級(jí)電路信號(hào)還是不能放大，具體原因還在查找。當(dāng)不給信號(hào)時(shí)，測(cè)量中點(diǎn)電壓不為零，為-7V左右，這對(duì)反饋電路的電解電容影響大，相當(dāng)于給電解電容的極性接反，所以電容有膨脹。調(diào)節(jié)R18，調(diào)節(jié)中點(diǎn)電壓為0V。但此時(shí)信號(hào)還是不能放大。恒流源部分看

9、不懂，V2和V5構(gòu)成電流源電路，V3和V5構(gòu)成甲乙類電路。這個(gè)恒流源很特殊。第 四步：將功率輸出級(jí)電路與前級(jí)電路斷開(kāi)，檢查輸出級(jí)電路。測(cè)得MOS管J162 S極和D極之間的電壓為零，這就意味著MOS管被擊穿了，我立刻斷電，斷開(kāi)各引腳與電路的連接，將萬(wàn)用表打到蜂鳴檔，表筆搭在源極和漏極上，發(fā)出蜂鳴聲，確定MOS擊穿了。但是當(dāng)?shù)诙鞙?zhǔn)備換MOS管時(shí)，又用表筆搭在NOS管源極和漏極上（還是第一天“擊穿”的管子），不再發(fā)出蜂鳴聲，所以對(duì)任意兩引腳之間進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行比照，參數(shù)幾乎差不多，所以管子應(yīng)該沒(méi)被擊穿（不包括軟擊穿），為了排出管子軟擊穿，通電后再測(cè)兩MOS管任意兩引腳之間的電壓，由于MOS管K10

10、58和J162是對(duì)管，通電后參數(shù)應(yīng)該差不多，測(cè)量后發(fā)現(xiàn)確實(shí)如此，故可以確定管子沒(méi)有擊穿。注意：對(duì)于MOS管的所有操作都是斷電后操作，包括MOS管焊接到電路后再焊接其他元器件時(shí)，都是用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接，防止靜電損壞MOS管。問(wèn)題:第一天萬(wàn)用表測(cè)量J162MOS管確定“已擊穿”，為什么放了一個(gè)晚上后，第二天在測(cè)量又發(fā)現(xiàn)管子好了？這個(gè)問(wèn)題始終不解MOS管沒(méi)有熱擊穿問(wèn)題管沒(méi)有熱擊穿問(wèn)題第 五步：調(diào)試中間級(jí)（即電壓放大級(jí)）。斷開(kāi)輸入級(jí)和輸出級(jí)，只把中間級(jí)接電源。當(dāng)信號(hào)從基極進(jìn)入時(shí)，從集電極出來(lái)的信號(hào)通過(guò)示波器發(fā)現(xiàn)，波形放大倍數(shù)很?。ㄟ€不到兩倍）。把這個(gè)電路連接起來(lái)，再加入10mV的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)

11、有些失真（上次見(jiàn)到的圖），調(diào)節(jié)偏置電路能得到最大不失真波形。但總的輸出波形縮小了2倍。兩MOS管的發(fā)熱情況不一樣，J162發(fā)熱較明顯（這應(yīng)該是中點(diǎn)電壓不為零所導(dǎo)致）。問(wèn)題：在一級(jí)一級(jí)的測(cè)試過(guò)程中，輸入級(jí)沒(méi)有放大，在電壓放大級(jí)電壓放大了不到2倍，但整個(gè)電路連接好，輸出卻縮小了2倍，這是為什么？按理說(shuō)，后級(jí)MOS管時(shí)Vgs控制ID，是用來(lái)放大電流，對(duì)波形沒(méi)有影響吧我的經(jīng)驗(yàn)：1.買來(lái)的元器件要進(jìn)行檢測(cè)。比如電阻、電容的大小，三極管和MOS管的引腳 的分布情況，不能單憑賣家的“片面之詞”，有時(shí)賣家也會(huì)把型號(hào)弄錯(cuò)，應(yīng)該自己動(dòng)手測(cè)量，再去上網(wǎng)查找，看與自己判斷的引腳分布情況是否一致。確定好阻容值和原理圖一

12、致和三極管的引腳分布后方可焊接。2.平行布局問(wèn)題。盡量避免平行布線，因?yàn)槠叫芯€路具有電容性，兩根平行的裸露導(dǎo)線就像電容的兩個(gè)極板，對(duì)于高頻電路的影響很大。3.一點(diǎn)接地問(wèn)題。接地點(diǎn)也要安排合理，在多級(jí)放大電路中如果接地點(diǎn)安排不當(dāng)，就會(huì)造成嚴(yán)重的干擾，若功率級(jí)輸出電流比較大的時(shí)候，此電流通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生的壓降，與電源電壓一起，作用于前置級(jí)，引起騷動(dòng)，甚至產(chǎn)生震蕩。將各級(jí)的共同端都直接接到直流電源的共地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地方式則可克服上述弊端。4.電源接線端和信號(hào)輸出端要避免焊接的很近。當(dāng)接的很近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生紋波，干擾輸出信號(hào)。5.MOS管斷電后用余熱焊接。如果不斷電，電烙鐵的靜電會(huì)損壞MOS管，當(dāng)MOS管接入電路后，所有的焊接都應(yīng)是斷電操作。6.逐級(jí)焊接，逐級(jí)調(diào)試，調(diào)試合適后再焊接后一級(jí)。我們這一點(diǎn)做得就很差，我們是焊接好整個(gè)電路圖再進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果很難調(diào)試出來(lái)。我們應(yīng)該想焊接好前級(jí)差分放大部分，對(duì)照仿真的電路圖，調(diào)節(jié)好前級(jí)放大的偏置，測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)照仿真的數(shù)據(jù)，不斷進(jìn)