3实验三　　低频OTL功率放大器

一、实验目的

1、理解OTL功率放大器的工作原理

2、学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法

二、实验设备与器件

  　1、 ＋5V直流电源   2、 函数信号发生器   3、 双踪示波器             

4、 交流毫伏表     5、 直流电压表    6、 直流毫安表    7、 频率计

二、实验原理

图16－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T₁组成推动级（也称前置放大级），T₂、T₃是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具

图16－1  OTL 功率放大器实验电路

有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T₁管工作于甲类状态，它的集电极电流I_C1由电位器R_W1进行调节。I_C1 的一部分流经电位器R_W2及二极管D， 给T₂、T₃提供偏压。调节R_W2，可以使T₂、T₃得到合适的静态电流而工作于甲乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位，可以通过调节R_W1来实现，又由于R_W1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号u_i时，经T₁放大、倒相后同时作用于T₂、T₃的基极，u_i的负半周使T₂管导通（T₃管截止），有电流通过负载R_L，同时向电容C₀充电，在u_i的正半周，T₃导通（T₂截止），则已充好电的电容器C₀起着电源的作用，通过负载R_L放电，这样在R_L上就得到完整的正弦波。

　　C₂和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。

　　OTL 电路的主要性能指标

1、最大不失真输出功率P_0m

　理想情况下，，在实验中可通过测量R_L 两端的电压有效值，来求得实际的。

  　2、 效率η

  P_E  —直流电源供给的平均功率

理想情况下，η_max ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流I_dC ，从而求得P_E＝U_CC·I_dC，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。

三、实验内容

　　在整个测试过程中，电路不应有自激现象。

图5－1  OTL 功率放大器实验电路

  　1、 静态工作点的测试

　　按图5－1 连接实验电路，将输入信号旋钮旋至零（u_i=0），直流电源进线中串入万用表直流毫安档，电位器 R_W2置最小值（即顺时针调到底），R_W1 置中间位置。接通＋5V 电源，观察毫安表指示，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如R_W2 开路，电路自激，或输出管性能不好等）。如无异常现象，可开始调试。

　  1) 调节输出端中点电位U_A

    调节电位器R_W1 ，用直流电压档测量A 点电位，使=2.5V。

  　2) 调整输出级静态电流及测试各级静态工作点

调整输出级静态电流的方法之一是动态调试法。先使R_W2＝0（即顺时针调到底），在输入端接入f＝1KHz的正弦信号u_i，使u_i≈10mV，此时， 输出波形应出现较严重的交越失真（注意：没有饱和和截止失真），然后缓慢增大R_W2 ，当交越失真刚好消失时，停止调节R_W2 ，恢复u_i＝0 ，此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。一般数值也应在5～10mA左右，如过大，则要检查电路。

输出级电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表5－1。

表5－1  I_C2＝I_C3＝      mA   U_A＝2.5V

　　注意：① 在调整R_W2 时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损坏输出管

　        ② 输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动 R_W2的位置。

  　2、 测量最大输出功率P_om

输入端接f＝1KHz 的正弦信号u_i，输出端用示波器观察输出电压u₀波形。逐渐增大u_i，使输出电压达到最大不失真输出，用电压交流档测出负载R_L上的电压U_0max =              V，用万用表测量R_L=           Ω，

则＝         W。

3、 测量效率η

当输出电压为最大不失真输出时，用电流直流档读出Vcc输出的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流I_dC＝      mA，由此可近似求得 P_E＝U_CCI_dc＝       W，再根据上面测得的P_0m，即可求出

＝          ％。

　　五、实验总结

  　1、 整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率P_0m、效率η等，并与理论值进行比较。画频率响应曲线。

2、 讨论实验中发生的问题及解决办法。

六、预习内容

1、晶体管3DG12的主要参数为P_CM=700mW, I_CM=300mA, U_CES≤0.6V, β≥30, f_T≥150MHz。

2、本电路为甲乙类OTL互补对称功率放大电路，

求输出参数的理论值：

Uom=Ucem=Ucc/2-U_CES=

=

=

=

3、请画出Uo交越失真的波形（即R_W2顺时针调到最大时），以及消除交越失真后Uo的波形。

4、              请用仿真软件仿真本电路，将实验内容完成，并测试要求的参数，标注到实验电路中，打印在预习报告中。

第二篇：OTL功率放大器(仿真)实验

    湖南工学院教案用纸        P1

   湖南工学院教案用纸        P2

湖南工学院教案用纸        P3