集成功率放大器

PAGEPAGE5實驗十三 集成功率放大器一、實驗?zāi)康恼莆占晒β史糯笃鞯闹饕阅苤笜?biāo)、意義及測量方法。熟悉集成功率放大器的特點。二、實驗儀器1、雙蹤示波器2、低頻信號發(fā)生器3、頻率計4、交流毫伏表5、直流電源三、實驗原理及測量方法 集成功率放大器LM386是中規(guī)模功放芯片，使用起來比較方便。圖2為其內(nèi)部電路圖。主要引腳的定義如下：2反相輸入端3同相輸入端4電源負(fù)極5功率放大器的輸出端6電源正極典型連接圖如實驗電路圖1所示。圖1典型連接圖 集成功率放大器的主要作用是向負(fù)載提供功率的放大電路，所以其性能參數(shù)與前面的放大電路有所不同，主要有輸出功率和轉(zhuǎn)換效率，其意義如下：1、輸出功率Po輸出功率Po是指功放電路在輸入信號作用下提供給負(fù)載的功率。而最大輸出功率Pom表征功放電路在輸入信號盡可能大的情況下能夠提供給負(fù)載的功率。上述功率均在輸出信號不失真的情況下才有意義。用表達(dá)式表示為 Io、Uo指負(fù)載上得到的電流電壓有效值 Iom、Uom指負(fù)載上能夠得到的最大的電流電壓有效值2、轉(zhuǎn)換效率 功放電路能夠?qū)⑤斎胄盘柕墓β蔬M(jìn)行放大，主要是因為功放電路中三極管能夠?qū)⒅绷麟娫刺峁┙o電路的一部分直流功率轉(zhuǎn)換為信號功率，余下的直流功率則消耗在功放電路自身上（稱為耗散功率）。耗散功率對功放電路來講是越小越好。描述功放電路對直流功率的轉(zhuǎn)換作用，用轉(zhuǎn)換效率表示： PT為耗散功率；PV表示直流電源提供給電路的功率。 集成功放LM386工作時，可加正負(fù)雙電源，也可在單電源供電下工作。本實驗采用后一種方案。功放電路在輸入端不加信號情況下，直流電源提供給電路的功率稱為靜態(tài)功率（電源的靜態(tài)電流一般可查閱手冊，LM386約為4mA），近似作為電路的耗散功率。 若在功放電路的輸入端加一正弦信號（頻率為1kHz），同時用示波器監(jiān)視電路的輸出信號波形，再逐漸加大輸入信號的幅度，可計算出電路的最大輸出功率。 測量出電路的耗散功率和最大輸出功率后，即可計算電路的轉(zhuǎn)換效率。四、實驗內(nèi)容按圖1電路在實驗板上插裝電路。檢查無誤后加入12V的直流電壓源，不加信號時，用萬用表串接在集成塊的6腳上，測其靜態(tài)總電流，并測量各管腳的靜態(tài)工作電壓。自擬表格，將數(shù)據(jù)填入其中。在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止。記錄此時用毫伏表測出的輸入電壓、輸出電壓值，并記錄信號波形。去掉1、8管腳上所接的10u電容，重復(fù)上述實驗。改變電源電壓（5V、9V兩檔），重復(fù)上述實驗。五、實驗結(jié)果及分析電路圖如圖1所示，元件作用如下所示：C1去耦電容濾除電源的高頻交流成分C21、8腳在交流通路中短路C3旁路電容輸出端RC串并聯(lián)構(gòu)成校正網(wǎng)絡(luò)，用來進(jìn)行相位補(bǔ)償Rp音量調(diào)節(jié)裝接電路，檢查無誤后加入12V的直流電壓源，不加信號時，用萬用表串接在集成塊的6腳上。實驗結(jié)果：靜態(tài)總電流I=3.95mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.175V0V0.5mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓5.91V12.13V5.88V1.171V在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如圖2所示：無失真有略微的失真圖2輸出波形記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=45mV輸出電壓Uo=3.6V輸出功率Po=Uo2/RL=1.62W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=1.67W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=97%去掉1、8管腳上所接的10u電容，測量電路各參數(shù)。實驗結(jié)果：靜態(tài)總電流I=4.01mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.256V0V1.5mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓5.96V12.06V5.85V1.105V 在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如上述圖2所示，記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=234.6mV輸出電壓Uo=2.85V輸出功率Po=Uo2/RL=1.02W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=1.07W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=95%改變電源電壓為9V①裝接電路。檢查無誤后加入9V的直流電壓源，不加信號時，用萬用表串接在集成塊的6腳上。實驗結(jié)果：靜態(tài)總電流I=3.95mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.191V0V0.3mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓4.41V9.07V4.41V1.185V在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如上述圖2所示，記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=36mV輸出電壓Uo=2.18V輸出功率Po=Uo2/RL=0.59W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=0.64W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=93%②去掉1、8管腳上所接的10u電容，測量電路各參數(shù)。實驗結(jié)果：靜態(tài)總電流I=4.1mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.204V0V1.6mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓4.41V9.10V4.42V1.150V在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如圖上述圖2所示，記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=204mV輸出電壓Uo=2.04V輸出功率Po=Uo2/RL=0.52W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=0.57W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=91%改變電源電壓為5V①裝接電路，檢查無誤后加入5V的直流電壓源，不加信號時，用萬用表串接在集成塊的6腳上。實驗結(jié)果：靜態(tài)總電流I=3.92mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.121V0V0.3mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓2.13V5.1V2.5V1.13V在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如上述圖2所示，記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=15mV輸出電壓Uo=1.04V輸出功率Po=Uo2/RL=0.16W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=0.19W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=86%②去掉1、8管腳上所接的10u電容，測量電路各參數(shù)。實驗結(jié)果：I=3.95mA各管腳的靜態(tài)工作電壓如下表所示：管腳1234靜態(tài)工作電壓1.132V0V0.8mV0管腳5678靜態(tài)工作電壓2.18V5.1V2.5V1.13V在輸入端接1kHz信號，用示波器觀察波形，逐漸增加輸入電壓幅度，用示波器觀察，直到輸出信號出現(xiàn)失真為止，此時輸出波形如上述圖2所示，記錄此時用毫伏表測量的輸入電壓和輸出電壓。實驗結(jié)果：輸入電壓Ui=61mV輸出電壓Uo=1.08V輸出功率Po=Uo2/RL=0.16W總功率Pv=Po+PT=Po+Vcc·I=0.20W轉(zhuǎn)換效率=Po/Pv=80%將上述數(shù)據(jù)總結(jié)于下表：靜態(tài)電流(mA)輸入電壓(mV)輸出電壓(V)輸出功率(W)總功率(W)轉(zhuǎn)換效率(%)接入10u電容12V3.95453.61.621.6797%9V3.95362.180.590.6493%