功率放大器 实验报告

功率放大器的组装与设计

实验目的：培养综合能力，动手能力，分析能力，提高和巩固模电知识，熟悉常见的元器件，和基本焊接方法。

实验仪器：函数发生器，收音机（其他能发出声音的声音源均可），音响，焊接常用的器材如电烙铁，焊锡丝，吸锡泵，镊子等。

实验原理

第一部分：

1.作用与组成

声频放大器又称音频放大器，低频放大器或扩音机，顾名思义，它是放大电信号的装置。由于各种信号源（声源）输入的信号很弱（几毫伏到1-2伏），不足以推定扬声器放声，因此必须将这些微弱的信号进行放大。从高保真意义上讲，要求放大器如实地放大原信号，即原汁原味，但从广义上讲，为了使声明更动听，又常常对信号进行必要而适当的修饰与加工。按声频放大器中各部分的功能不同，可将其分成两部分：其一为前置放大器（还可细分为信号源前置放大和主控放大器）其二称为功率放大器（也称后级放大器）按类又可分为合并式（前置后级一体式）、与分体式（前置与后级分开），分体式一般为高档机。

2.前置放大电路

前置放大的作用是对调谐器、点唱机、录音机、传声器，激光唱机以及其它声源送来的信号进行各种处理与放大，以便为功率放大器准备适宜的电信号，使后者顺利工作。

确切的说，前置的作用是对输入的某些信号进行频率均衡或阻抗变换，并对各种信号进行不同量的放大，使各种信号输出电压基本相同，以利于其后主控放大器进行工作。

前置放大器中的主控放大器也称放大器或线路放大器，主要作用是将前面送来的信号进行各种处理，修饰与放大，使之满足功率放大器对输入信号电平的要求，并达到人们对音响效果的某些主观要求，比如，音量调节、响度控制、音调调节、噪声抑制、声道平衡、宽度展宽等功能都在此环节完成。

3.功率放大器

其本质是将交流的电能“转中换”为音频信号能。

其构成成分为输入级、前置激励级、功率输出级、保护电路和功率指示、电源。

由于电子技术的飞速发展，现代高保真立体声放大器广泛采用晶体管集成电路，随着人们对电声指标的更高要求，在民用放大器中甲类、超甲类、电流负反馈等其他类型的超低失真放大器逐渐增多，为了改善音质，人们对场效应管也产生了极大的兴趣。

第二部分：实验原理图如下所示

从原理图中可以看出该电路主要分成三部分：左边为前置放大电路,输入端的电容起到隔直流阻交流，通低频阻高频的作用。中间部分为功率放大电路，Q8,Q9为功率管。右边的电路四个二极管组成一个整流桥，经过电容的滤波作用，使交流电转换为直流电源。在输出部分接一个RC电路起到滤波的作用。（凑字数，整个电路综合运用了模电的知识，包括电容的作用，差分放大电路，二极管整流桥，功率放大电路等。）

实验内容

第一部分：根据原理图选取材料

器件清单如下：

电解电容：100uF x4 , 10uF x1 , 10000uF（2200uF）x2;

瓷片电容：101 x2 ,104 x2;

电阻：33K x1 ,3K3 x2,51 x1,100 x4,22K x1, 1K x1,47K x1, 200 x2, 10 x1,水泥电阻0.5 x2; 三极管：2N5551 x4, 2N5401 x3, A1047 x2;

二极管：IN4001 x2,4148 x1, FR307 x4;

保险管: x2;

第二部分：根据实验原理图和实验室提供的洞洞板合理布局。元器件布局的时候要考虑到实际器件的情况，方便后面焊接。保证元器件的间距合理，避免发生短路等现象。布局图如下所示：

布局图

第三部分：元器件的焊接。

在第二步完成元器件的布局图后就可以进入焊接工作啦，焊接的时候注意不要把所有的器件都摆在洞洞板上一起去焊，这样容易焊错，而且效率也不高。正确的应该是对着布局图，一个一个的按一定的顺序依次焊接，在焊接三极管、二极管、以及电解电容的时候一定要先确定极性，电解电容的一端标有“—”号。注意三极管A1047暂时不接。

第四部分：检查

在完成之前的工作时，为了保证以后测试的顺利，一定要仔细地进行检查，包括元器件的引脚，极性有没有接错；是否有虚焊，少焊，多焊。实验后面出现有电容爆炸的很大一部分是因为电路连接的问题，如电容的正负极性接反，二极管接反等等。

第五部分：局部测试

首先，断开原理图的①、②处，接上电源测试变压器的两端输出的对地电压是否在18V 左右（万用表调到交流档），以及①、②处的电压是否在18V左右（此时万用表调到直流档），在确定两部分的电压均没有问题，把①、②处重新焊好（一般在焊接的时候不知道此处要剪断检查，因此多了这一步）。其次，在输出端接一个8欧的电阻，将220欧的电位器调节到最大值，用万用表测量③处也就是图中Q6的基级电压，接近零，此时再调节电位器，Q6的基级电压将保持在一个数值基本不变，0.6-1V之间均可（也有出现0.4或0.5的），确定电压值小于1V，然后再将A1047接上，也就是连着散热片的两个三极管，在焊接之前要确保三极管的引脚与下面散热板是绝缘的（在三极管与散热板之间垫了一片云母片，绝缘用）。最后，再调节电位器，使Q6的基级电压大约在1.2V左右，以确保两个三极管均能导通，再通过调节电位器，使得④处水泥电阻的两端电压低于20mv。在确定一切都没有问题之后，引出输入端和地线，就可以试验啦。

第五部分：试验

取下8欧的电阻，将输出端接在音响的输入端，并将一个声音源如收音机等接在焊好板子的输入端，上电之后，实验听到音响发出的洪亮的声音。表明试验成功。

第六部分：测试指标，这里只测试增益、通频带和静态工作点

增益的测量：使用函数发生器生成一个50mv，1000Hz的小信号，接在输入端，输出端还接之前8欧的小电阻，在输出端接示波器，通过观察示波器的幅值确定增益。

通频带的测量：将输出的电压乘以0.707，并且将示波器测量用的参考线之间的电压值设为电压乘以0.707得到的值，然后改变输入信号的频率，分别往增大和减小的方向调整，观察波形的幅值的变化，当幅值与所设的参考线等幅时，记下当前的频率f1，f2（f2>f1），则通频带为f2-f1。

静态工作点的测量：保持电路的工作状态，用万用表测试每一个三极管各个引脚的电压值即可。

实验数据：

50mv输入，2.455V输出，增益hef=2455/50=49.1

改变输入的频率测得最大的频率为148.56KHz，最小为 4.91Hz，因此通频带为4.91Hz~148.56KHz。

静态工作点：

实验心得