文档介绍：实训5 推挽功率放大器的组装与测试
功率放大器的特点与分类
变压器耦合功率放大器
互补对称功率放大器
功率放大器的应用
第5章功率放大器及其应用
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第 5 章功率放大器及其应用
实训5 推挽功率放大器的组装与测试
  (一) 实训目的
(1) 通过组装测试, 初步了解推挽功率放大器的组成及工作特点。
(2) 通过观察功放对管的电流波形,初步认识推挽电路中两功放管交替导通的工作过程,为后面的理论学习打下“感性认识”的基础。
(三) 实训原理
1. 功率放大器的分类
按照功率放大管(简称功放管)静态工作点Q位置的不同, 功率放大器的工作状态可分为三类。
  2. 推挽功率放大器
功率放大器的主要任务是向负载提供足够大的不失真功率,同时要有较高的效率。为了输出较大功率,功放管的工作电流、电压的变化范围往往很大。为了提高效率,可将放大电路做成推挽式电路,并将功放管的工作状态设置为甲乙类, 以减小交越失真(关于交越失真的含义可暂不研究,待实训后思考), 。
图中,电路结构对称,两个功放管V1、V2特性一致。其工作过程为:在输入信号的正半周,V1导通、V2截止,在输出变压器原边上半个绕组中产生电流, 耦合到副边,在负载RL中产生半个周期输出信号;在输入信号的负半周,V2导通, V1截止,在输出变压器原边下半个绕组中产生电流,耦合到副边,在负载RL中产生另半个周期输出信号。这样在一个信号周期内,V1、V2“一推一挽”, 轮流工作, 便在负载上输出一个完整的信号波形。这个工作过程在实训中要重点体会。
(四) 实训内容
1. 调整静态工作点
(1) 将直流毫安表接入电路。调节电位器RP,使两管的集电极电流(即毫安表的读数)为3 mA左右。
(2) 将f=1kHz的正弦电压信号接到输入变压器原边, 用示波器观察负载两端的输出电压波形。逐渐加大输入信号幅度, 直到负载上输出波形刚好不失真为止。用毫伏表测出此时负载的端电压有效值Uo,并读取直流毫安表的指示IC。
2. 观察放大器的输出波形及两功放管的电流波形
逐渐加大输入信号电压,直到输出电压波形刚好不失真为止,观察并描出负载两端不失真的最大输出电压波形。再观察此时Re1及Re2上的电压波形,由此描出两个管子的iC波形。观察时注意比较两管的电流峰值是否相等,电流相位之间有何关系。
将输入变压器中心抽头B点接地, 观察并描出输出电压波形(此时波形有交越失真)。
(五) 实训报告
(1) 整理数据。用式
分别计算放大器的最大输出功率Pom、电源供给的功率PU及效率η。
(2) 绘出所观察的波形图。
(3) 根据波形图,简述两个功放管交替工作、在负载上完成波形合成的工作过程。
(4) 参考输入变压器中心抽头B点接地时的输出电压波形图,试推测产生交越失真的原因。
(六) 思考题
功率放大器的特点
1. 输出功率足够大
为获得足够大的输出功率, 功放管的电压和电流变化范围应很大。
2. 效率要高
功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。
3. 非线性失真要小
功率放大器是在大信号状态下工作,电压、电流摆动幅度很大,极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区, 造成输出波形的非线性失真,因此,功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。
功率放大器通常是根据功放管工作点选择的不同来进行分类的,分为甲类放大、乙类放大和甲乙类放大等形式。当静态工作点Q设在负载线线性段的中点、在整个信号周期内都有电流iC通过时,称为甲类放大状态,其波形如图 (a)所示。若将静态工作点 Q 设在截止点,则iC仅在半个信号周期内通过, 其输出波形被削掉一半,(b)所示,称为乙类放大状态。若将静态工作点设在线性区的下部靠近截止点处,则其iC的流通时间为多半个信号周期,输出波形被削掉少一半,(c)所示,称为甲乙类放大状态。