低頻功率放大電路課件

1、第五章 低頻功率放大電路 多級(jí)放大電路末級(jí)的輸出信號(hào)往往都是送到負(fù)載，驅(qū)動(dòng)其正常工作。負(fù)載裝置常見的有揚(yáng)聲器、伺服電機(jī)、記錄儀表、繼電器、電視機(jī)的掃描偏轉(zhuǎn)線圈等。這類主要用于向負(fù)載提供低頻信號(hào)功率的放大電路稱為低頻功率放大電路。 功率放大電路的基本要求及分類 雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路（OCL電路）單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路（OTL電路） 本章小結(jié) 集成功率放大器1第五章 低頻功率放大電路 多級(jí)放大電路末級(jí)的輸出信第一節(jié) 功率放大電路的基本要求及分類一、功率放大電路的基本要求針對(duì)功率電路工作在大信號(hào)狀態(tài)這一特點(diǎn)，對(duì)功率放大電路有以下幾點(diǎn)基本要求：1有足夠大的輸出功率2效率要高 3非線性失真要小4功放管散熱要好

2、2第一節(jié) 功率放大電路的基本要求及分類2二、功率放大電路的分類 1按靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置分類 （1）甲類 （2）乙類 （3）甲乙類 功率放大電路的三種狀態(tài) 2按耦合方式分類 （1）阻容耦合 （2）變壓器耦合 （3）直接耦合甲類功率放大器工作狀態(tài)乙類功率放大器工作狀態(tài)甲乙類功率放大器工作狀態(tài)3二、功率放大電路的分類 1按靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置分類 第二節(jié) 雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路（OCL電路） 一、電路基本結(jié)構(gòu)由+ VCC、Vl和RL組成NPN型管射極輸出電路，由-VCC、V2和RL組成PNP型管的射極輸出電路。Vl與V2管的基極連接在一起作為信號(hào)輸入端，兩管的發(fā)射極也連接在一起作為信號(hào)的輸出端，直接與負(fù)載相連接。

3、OCL原理電路4 第二節(jié) 雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路（O 二、工作原理當(dāng)輸入信號(hào)vi為正半周時(shí)，V2管發(fā)射結(jié)反偏而截止，V1管發(fā)射結(jié)正偏而導(dǎo)通，產(chǎn)生電流iC1流經(jīng)負(fù)載RL形成輸出電壓vo的正半周。當(dāng)輸入信號(hào)vi為負(fù)半周時(shí)，V1管的發(fā)射結(jié)反偏而截止，V2管的發(fā)射結(jié)正偏而導(dǎo)通，產(chǎn)生電流iC2流經(jīng)負(fù)載RL形成輸出電壓vo的負(fù)半周。 綜上所述，V1管與V2管交替導(dǎo)通，分別放大信號(hào)的正、負(fù)半周，于是在負(fù)載獲得完整的輸出信號(hào)。OCL放大電路工作波形5 二、工作原理當(dāng)輸入信 選用功放管應(yīng)符合以下要求：OCL電路的互補(bǔ)管V1與V2必須選用特性基本相同的配對(duì)管。 功率放大器的功放管由于工作在大電流狀態(tài)，且溫度較高，屬易

4、損器件，在電子設(shè)備的檢修中應(yīng)注意檢查功放管是否損壞。 用工程應(yīng) 三、輸出功率和效率 OCL電路中，負(fù)載RL上輸出的電壓和電流的最大值為: OCL電路的理想效率為 : 6 用工程應(yīng) 三、輸出功率和效率6 四、交越失真及其消除方法 OCL電路在沒有直流偏置的情況下，當(dāng)輸入電壓vi低于死區(qū)電壓時(shí)，V1和V2管會(huì)產(chǎn)生截止，即在正、負(fù)半周的交替處出現(xiàn)一段死區(qū)，這種現(xiàn)象稱為交越失真。 交越失真波形 消除交越失真的OCL電路消除交越失真的方法是在兩個(gè)功放管基極間串入二極管V4和V5，利用二極管的壓降為三極管V2、V3的發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，使管子處于微導(dǎo)通狀態(tài)。7 四、交越失真及其消除方法7第三節(jié) 單電源

5、互補(bǔ)對(duì)稱電路（OTL電路） 一、OTL基本電路OTL功率放大電路的V1管與V2管是一對(duì)導(dǎo)電類型不同，特性對(duì)稱的配對(duì)管。兩管均接成射極輸出電路，工作于乙類狀態(tài)。OTL與OCL電路不同之處有兩點(diǎn)：第一，由雙電源供電改為單電源供電；第二，輸出端與負(fù)載RL的連接由直接耦合改為電容耦合。OTL功率放大電路圖 二、工作原理 靜態(tài)時(shí)， V1、 V2雙管都截止。 vi為正半周時(shí)，V1導(dǎo)通，V2截止，電源VCC過V1向耦合電容C1充電，并在負(fù)載RL上輸出正半周波形。 vi為負(fù)半周時(shí)，V1管截止，V2管導(dǎo)通，耦合電容C1放電向V2管提供電源，并在負(fù)載RL上輸出負(fù)半周波形。8第三節(jié) 單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路（OTL電路）

6、 一、OTL基本四、典型電路分析典型OTL功率放大電路的見下圖，它由激勵(lì)放大級(jí)和輸出放大級(jí)所組成。 OTL原理電路圖 激勵(lì)放大級(jí)主要由Vl、Rp1、Rl、R2、R3、C2等元件組成 。功率放大輸出級(jí)的互補(bǔ)管是V2和V3與激勵(lì)級(jí)采用直接耦合方式。 為了克服交越失真，在兩個(gè)互補(bǔ)管的基極之間串接二極管V4和微調(diào)電阻Rp2。為了改善輸出波形，OTL電路增加了R4、C4組成的自舉電路。 9四、典型電路分析OTL原理電路圖 激勵(lì)放大級(jí)主要由Vl、Rp用工程應(yīng) OTL功放電路的前后級(jí)直流工作點(diǎn)存在著相互聯(lián)系，調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)比較困難，一般的步驟是：（1）用萬用表測(cè)輸出端A點(diǎn)對(duì)地的電位，調(diào)節(jié)微調(diào)電阻Rp1，使萬

7、用表的指示電壓為電源電壓的一半。（2）將萬用表置于直流電流擋后串入V2管的集電極回路，測(cè)電流IC2，調(diào)節(jié)微調(diào)電阻Rp2，使IC2為48mA。（3）由于兩級(jí)間的工作點(diǎn)會(huì)相互牽連，因此還需按以上步驟再重復(fù)調(diào)一至二次，使之滿足要求。 OTL功放電路的調(diào)試過程中，一定要注意Rp2不能斷開，否則會(huì)使推挽管的發(fā)射結(jié)正向偏壓過高，容易使V1 、V2管因電流過大而損壞。10用工程應(yīng) OTL功放電路的前后級(jí)直流工作點(diǎn)存在著相互聯(lián)系，五、采用復(fù)合管的OTL電路把兩個(gè)或兩個(gè)以上的三極管的電極適當(dāng)?shù)剡B接起來，等效一個(gè)管子使用，即為復(fù)合管。它有四種連接方式，圖（a）、（b）由兩只同類型管子構(gòu)成復(fù)合管，圖（e）、（d）則

8、由不同類型的兩只管子構(gòu)成復(fù)合管。 四種常見復(fù)合管形式 11五、采用復(fù)合管的OTL電路11 由復(fù)合管組成的功率放大電路如下圖所示，三極管V1組成激勵(lì)放大級(jí)，V2與V4管組成NPN型復(fù)合管，V3與V5管組成PNP型復(fù)合管，兩只復(fù)合管作為電路的輸出配對(duì)管。復(fù)合管OTL電路12 由復(fù)合管組成的功率放大電路如下圖所 第四節(jié) 集成功率放大器隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，集成功率放大器的應(yīng)用已日益廣泛 。一、4100功放集成電路4100功放集成電路廣泛用于收錄機(jī)等電子設(shè)備中，電源電壓VCC推薦使用+6V，帶負(fù)載(揚(yáng)聲器)為4 ，輸出功率大于lW。1.外形圖與引腳功能4100集成電路的引腳排列圖，它帶散熱片，14腳雙

9、排直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)，引腳是從散熱片一側(cè)起按逆時(shí)針方向依次編號(hào)。 4100功放集成電路引腳排列13 第四節(jié) 集成功率放大器12. 4100集成功率放大器功能框圖4100集成功率放大器屬于直接耦合的多級(jí)放大電路結(jié)構(gòu) 。 4100功放集成功率放大器框圖 輸入級(jí)由差分放大器組成，該電路可以減少直接耦合造成的直流工作點(diǎn)的不穩(wěn)定。中間放大電路由共射電路構(gòu)成，它為輸出級(jí)提供足夠大的信號(hào)電壓。輸出級(jí)要求其輸出電阻小，輸出功率大，因此采稱功率放大電路。 142. 4100集成功率放大器功能框圖14 二、LA4100集成功率放大器的典型應(yīng)用 下圖是用LA4100功放集成電路組成的互補(bǔ)對(duì)稱式功率放大器的原理電路和

10、印刷電路板裝配圖。 （a）原理電路 (b)印刷電路板裝配圖 15 二、LA4100集成功率放大器的典型應(yīng)用15 1腳為集成功率放大器的輸出端。 2、3腳接電源負(fù)極。 4、5腳外接小電容C3，構(gòu)成高頻電壓并聯(lián)負(fù)反饋，用以防止高頻自激振蕩。 6腳外接C2、R1，與內(nèi)部電路元件構(gòu)成交流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。 7腳為空引腳。 8腳為輸入差分放大管的發(fā)射極引腳，使用時(shí)一般懸空不用。 9腳為信號(hào)輸入端，外接輸入耦合電容C1與輸入信號(hào)相連。10腳外接去耦電容C9，以保證輸入放大管V1的偏置電流穩(wěn)定。11腳為空引腳。12腳接電源濾波電容C8。13腳為自舉端口，外接自舉電容C6，外接電容C7還可衰減高頻分量，改善音質(zhì)。1

11、4引腳為正電源端，外接電源濾波電容C10。LA4100的消振電路LA4100的10腳功能16 1腳為集成功率放大器的輸出端。 LA4100的消振電路本 章 小 結(jié) 1.功率放大器的主要任務(wù)是不失真地放大信號(hào)功率。常用的功率放大器按靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置不同，分為甲類、乙類和甲乙類。按耦合方式不同可分為阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合三種方式。2.目前廣泛應(yīng)用的功率放大器是互補(bǔ)對(duì)稱式功放電路，它有OCL和OTL兩種類型，它們都是由對(duì)稱的兩個(gè)射極輸出器組合而成，兩只配對(duì)管導(dǎo)電極性相反，輪流放大信號(hào)的正、負(fù)半周。為了克服交越失真，應(yīng)將推挽電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在甲乙類狀態(tài)。3.集成功率放大器具有體積小、重量輕

12、、工作可靠、調(diào)試組裝方便之優(yōu)點(diǎn)，在目前得到越來越廣泛的應(yīng)用。使用集成功率放大器的關(guān)鍵是弄清引腳功能、接線圖和各外部元件的作用。 17本 章 小 結(jié) 17 主 教 材 簡(jiǎn) 介 書名：電子技術(shù)基礎(chǔ) 第2版（附學(xué)習(xí)卡） 出版單位：高等教育出版社 作者：陳振源 出版日期：2006-07-01 書號(hào)：7-04-019714-6 適用層次：中職 定價(jià)：25.20本書參照教育部頒布的中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)大綱，以及有關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，在保留2001年出版的中等職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材電子技術(shù)基礎(chǔ)編寫風(fēng)格的基礎(chǔ)上，根據(jù)近幾年中職生源的變化情況，貫徹落實(shí)“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能

13、力為本位”的職業(yè)教育辦學(xué)指導(dǎo)思想，修訂而成。本書包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩部分，模擬部分包括：二極管及整流電路、晶體管及基本放大電路、場(chǎng)效晶體管放大電路、負(fù)反饋、低頻功率放大器、集成運(yùn)算放大器、正弦波振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、晶閘管及應(yīng)用電路；數(shù)字部分包括：數(shù)字電路基礎(chǔ)、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與變換、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換。此外，本書還介紹了一些新器件、新知識(shí)，如微型片狀器件、電路仿真軟件EWB等。本書配套有學(xué)習(xí)指導(dǎo)與同步訓(xùn)練，以及教學(xué)光盤。利用書后所附學(xué)習(xí)卡，登錄高等教育出版社“”4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可獲得網(wǎng)上教學(xué)資源。書在內(nèi)容上深淺適度，在結(jié)構(gòu)體系上和教學(xué)方法上有所創(chuàng)新，既提出了明確的知識(shí)目標(biāo)，又有明確的技能目標(biāo)，各章配有知識(shí)能力測(cè)驗(yàn)和實(shí)踐技能訓(xùn)練，職業(yè)教育特色鮮明。本書可作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用、電子電器及電工類專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教材，也可作為崗位培訓(xùn)教材。18 配套學(xué)習(xí)用書和多媒體教學(xué)光盤 書名：電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與同步訓(xùn)練 （配光盤） 作者：陳振源 出版單位：高等教育出版社 書號(hào)：7040149109 出版日期：2004-08-01 定價(jià)：29.50本書是配合中等職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材電子技術(shù)基