仿真實驗4-功率放大電路仿真實驗

測控電路基礎(chǔ)A仿真實驗部分2013年P(guān)AGEPAGE4仿真實驗四功率放大電路仿真實驗一、實驗?zāi)康模?）熟悉Multisim軟件的使用方法。（2）掌握理解功率放大器的工作原理。（3）掌握功率放大器的電路指標(biāo)測試方法二、實驗平臺Multisim10.0三、實驗原理1.OTL功率放大器的原理圖1所示為OTL功率放大器。其中由晶體三極管VT1組成推動級（也稱前置放大級），VT2、VT3是一對參數(shù)對稱的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補推挽OTL功率放大電路。由于每一個管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負載能力強等優(yōu)點，適合于作功率輸出級。VT1管工作于甲類狀態(tài)，它的集電極電流IC1由電位器RP1(RP1)進行調(diào)節(jié)。IC1的一部分流經(jīng)電位器RP2及二極管VD，給VT2、VT3提供偏壓。調(diào)節(jié)RP2，可以使VT2、VT3得到合適的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類狀態(tài)，以克服交越失真。靜態(tài)時要求輸出端中點A的電位，可以通過調(diào)節(jié)PR1來實現(xiàn)，又由于RP1的一端接在A點，因此在電路中引入交、直流電壓并聯(lián)負反饋，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點，同時也改善了非線性失真。C4和R構(gòu)成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度，以得到大的動態(tài)范圍。圖1OTL功率放大器當(dāng)輸入正弦交流信號ui時，經(jīng)VT1放大、倒相后同時作用于VT2、VT3的基極，ui的負半周使VT2管導(dǎo)通（VT3管截止），有電流通過負載RL，同時向電容C2(C2)充電，在ui的正半周，VT3導(dǎo)通（VT2截止），則已充好電的電容器C2起著電源的作用，通過負載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波，其波形如圖2.6.2所示。在仿真中若輸出端接喇叭，在仿真時只要輸入不同的頻率信號，就能在喇叭中能聽到不同的聲音。2.OTL電路的主要性能指標(biāo)1）最大不失真輸出功率Pom：理想情況下，在電路中可通過測量RL兩端的電壓有效值UO或RL的電流來求得實際的2）效率η：PV-直流電源供給的平均功率，理想情況下，ηmax＝78.5％?？蓽y量電源供給的平均電流IDC，從而求得Pv＝UCC?IDC，負載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計算實際效率了。在仿真平臺上也可用功率表分別測出最大不失真功率和電源供給的平均功率。四、實驗內(nèi)容和要求（1）利用Multisim仿真軟件設(shè)計如圖所示功率放大電路。（2）測量各放大級的靜態(tài)工作點。（3）測量最大不失真輸出功率，理想情況下，最大不失真輸出功率，在實驗中可通過測量RL兩端的電壓有效值，來求得實際的?；蛲ㄟ^測量流過RL的電流有效值，來求得實際的。（4）測量功率放大器的效率η，，其中是直流電源供給的平均功率。理想情況下，。在實驗中，可測量電源供給的平均電流IDC，從而求得Pv＝UCC?IDC。（5）測量功率放大器的幅頻特性。五、實驗報告要求（1）分別調(diào)整R4和R1滑動變阻器器，使得萬用表XMM2和XMM3的數(shù)據(jù)分別為510mA和2.5V，然后測試各級靜態(tài)工作點填入下表：（注意，信號發(fā)生器的大小為0）Ic1=Ic2=7.56mA，U12=2.5V。Q1Q2Q3Ub3.267V1.794V0.842VUc5V0V1.794VUe2.549V2.549V0.164V（2）說明測量和計算最大不失真輸出功率的方法，并給出其值。Pom=Uo*Io=0.874V*0.1A=0.0874W（3）說明測量和計算功率放大器效率的方法，并給出其值。PE=0.037*5=0.185Wη=Pom/PE*100%=0.0874/0.185*100%=47.24%（4）說明測量幅頻特性的方法，并分別畫出幅頻特性曲線。使用Multisim軟件提供的交流分析的功能，模擬在不同頻率特性下節(jié)點12的幅頻響應(yīng)（5）請分析并總結(jié)仿真結(jié)論與體會。此次仿真實驗電路為甲乙類單電源互補對稱電路，在輸入信號vi=0時，由于電路對稱，ic1=ic2，iL=0，v0=0，從而使A點電位約等于Vcc/2。當(dāng)有信號vi時，在信號的負半周，Q1到點，有電流通過負載RL，同時向C充電；在信號的正半軸，Q2導(dǎo)電，則已充電的電容C起著-Vcc的作用，通過負載RL放電。采用單電源的互補對稱電路，每個管子的工作電壓不是原來的Vcc,而是Vcc/2，所以計算式要將Vcc代換成Vcc/2.六、思考題1、分析實驗結(jié)果，計算實驗內(nèi)容要求的參數(shù)。2、總結(jié)功率放大電路特點及測量方法。功率放大電路要求輸出功率盡可能的大，效率盡可能的高，非線性失真要小。采用甲乙類互補對稱功率放大電路，使得功放電路沒有了交越失真的問題。測量最大不失真輸出功率，理想情況下，最大不失真輸出功率，在實驗中可通過測量RL兩端的電