任务名称
中等题8_OCL功率放大器
任务要求
难度

实验目标

1.了解OCL音频功率放大器的特点。

2.掌握OCL音频功率放大器的静态调整,以及输出功率、效率的测量。

3.观察功率放大器的输出波形,了解工作点对输出波形的影响。

 

实验器材

LTspice

220Ω 电阻         x 1

510Ω 电阻         x 2

1kΩ 电阻          x 3

20kΩ 电阻          x 2

470Ω可变电阻        x 1

10μF 电容          x 3

8.2Ω 电阻           x 1

1N4148二极管        x 2

集成运放      x1

NPN晶体管                      x  3

PNP晶体管                       x  1

 

理论基础

实验电路如图1所示,这是一个带自举电路的OCL音频功率放大电路。图中集成运放构成互补输出级的前置放大级,为使电路输入电阻大、输出电压稳定,电路中通过电阻20kΩ引入了电压串联负反馈。在深度负反馈下,电路的电压增益为

图1

图中的二极管和470欧可调电阻用于克服输出级的交越失真,调整该电阻可使输出级处于甲乙类工作状态;晶体管构成准互补输出级,实现了以较小的基极电流控制大的输出电流。另外,图中10μF电容称为自举电容,和220Ω电阻共同组成自举电路。

在理想情况下,输出功率、直流电源提供的功率和效率分别为

如果考虑到管压降等因素,输出功率和效率都将减小,最高效率大约在60%左右。

 

实验步骤

  1. 按照图1,在LTspice界面上搭建OCL音频功率放大器。
  2. 输出负载扬声器用8.2W,2W假负载电阻替代。
  3. 调整直流工作状态

     (1)先将470Ω可调电阻调至最小,接通供电电压±5V,监测互补电路上输出管的集电极电流,此时该电流应该很小。然后,调整可调电阻,使该集电极电流在3mA左右。此时假负载的端电压应该为零。

     (2)观察波形

    调节信号源为频率1kHz的正弦波,用示波器观察输出端的波形,调节输入信号的幅度,使输出端的波形幅度最大且无明显失真,此时为“满功率”状态。

     (3)测量输出功率

   在输出波形不失真的前提下,用示波器测假负载RL两端电压

                                              VRL=________      (V)

则输出功率                      PO=(VRL)2/RL=_________  (W)

    同时,用测出此时输出三极管集电极平均电流,算出直流功耗和效率。

     (4)测带宽

测试电路的幅频特性曲线,并确定fL fH,求得带宽

      (5)观察自举现象

    将自举电容拿掉,用示波器观察输出端的波形,适当调节输入信号的幅度,使输出端的波形幅度最大且无明显失真,用示波器测RL两端电压

                                                  VRL=__________ (V )

则输出功率             PO=(VRL)2/RL=_________  (W)

并与⑶的结果比较,说明什么?

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