低频功率放大电路
OTL低频功率放大电路
TOL功率放大电路如图所示为OTL低频功率放大器。
其中由晶体三极管T1组成推动级，T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽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Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2、T3提供偏压。
调节RW2，可以使T2、T3得到适合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UA =1/2UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入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Ui 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RL，同时向电容C充电，在U i 的正半周，T3导通(T2截止)，则已充好的电容器C起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在RL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Pom理想情况下，Pom =UCC2/8RL，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际的POM =UO2/RL。
2、效率=POM /PE×100%PE－直流电源供给的平均功率理想情况下，功率Max =78.5%。
在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc，从而求得PE =UCC×Idc，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。
3、频率响应当声音功率比正常功率低3dB时，这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。
高频截止点与低频截止点之间的频率，即为该设备的频率响应。
4、输入灵敏度输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号Ui之值。
第五章 低频功率放大电路习题及答案
第五章低频功率放大电路一、填空题1、以功率三极管为核心构成的放大器称放大器。
它不但输出一定的还能输出一定的，也就是向负载提供一定的功率。
2、功率放大器简称。
对它的要求与低频放大电路不同，主要是：尽可能大、 _____尽可能高、尽可能小，还要考虑管的散热问题。
3、功放管可能工作的状态有三种：类放大状态，它的失真、效率；它的失真、效率。
4、功率放大电路功率放大管的动态范围大,电流、电压变化幅度大，工作状态有可能超越输出特性曲线的放大区，进入或，产生失真。
5、所谓“互补”放大器，就是利用型管和型管交替工作来实现放大。
6、OTL电路和OCL电路属于工作状态的功率放大电路。
7、为了能使功率放大电路输出足够大的功率，一般晶体三极管应工作在。
8、当推挽功率放大电路两只晶体管的基极电流为零时，因晶体三极管的输入特性，故在两管交替工作时产生。
9、对于乙类互补称功放，当输入信号为正半周时，型管导通，型管截止；当输入信号为负半周时，型管导通，型管截止；输入信号为零（Ui=0）时，两管，输出为。
10、乙类互补对称功放的两功率管处于偏置工作状态，由于电压的在存在,当输入信号在正负半周交替过程中造成两功率管同时 ,引起的失真，称为失真。
11、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有：类功放、类功放和类功放电路。
12、甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路图向功放管提代少量，以减少失真。
13、乙类互补对称功放允许输出的最大功率Pom= 。
总的管耗Pc= 。
14、为了避免输出变压器给功放电路带来的不便和失真，出现了功放电路；为了避免输出电容引出的失真，又出现了功放电路。
15、所谓复合功率管就是由一个功率三极管和一个功率三极管组成的大功率效三极管。
它分型管组合和型管组合两种。
复合管的等效电流放大系数β= 。
二、选择题1、交越失真是一种（）失真。
A、截止失真B、饱和失真C、非线性失真2、OTL和OCL电路的主要区别是（）A、有无输出电容B、双电源或单电源供电3、OCL甲乙类功放电路的效率可达（）A、25%B、78.5%4、甲类单管变压器耦合功率放大器集电极静态工作电流为I CQ，电源电压E C，输出最大功率为（）。
低频功放电路分类
低频功放电路分类低频功放电路分类低频功放电路是指用于放大音频信号的电路，主要应用于音响系统、音乐播放器等设备中。
根据不同的放大方式和电路结构，低频功放电路可以分为以下几类。
一、A类功放电路A类功放电路是最基本的一种低频功放电路，其特点是输出信号的波形与输入信号完全相同，也就是说没有失真。
但由于需要一定的偏置电流才能工作，因此其效率较低，只有5%左右。
此外，由于需要经常工作在高温状态下，因此散热问题也比较严重。
二、AB类功放电路AB类功放电路是在A类基础上改进而来的一种低频功放电路。
其特点是在输出信号小于一定值时采用A类方式工作，在输出信号大于该值时则采用B类方式工作。
这样可以兼顾效率和失真程度两个方面。
AB 类功放电路的效率可达30%左右，失真程度也较小。
三、B类功放电路B类功放电路只有在输入信号超过某个阈值时才会开始工作。
这种方式虽然能够提高效率（达到70%以上），但输出信号会出现交错失真，需要通过反馈电路进行校正。
B类功放电路常用于大功率输出的场合。
四、C类功放电路C类功放电路是一种纯粹的开关型电路，只有在输入信号超过某个阈值时才会开启。
由于只有在极短时间内工作，故效率非常高（可达90%以上），但失真程度也非常大。
C类功放电路常用于需要大功率输出且失真程度不是很重要的场合。
五、D类功放电路D类功放电路是一种数字式低频功放电路，采用PWM技术将音频信号转换成数字信号后再进行处理。
由于数字信号具有开关特性，因此D类功放电路实际上是一种开关型电路。
其效率非常高（可达95%以上），而且失真程度也较小。
D类功放电路常用于便携式音响设备中。
六、E类功放电路E类功放电路是指采用共振转换器（LLC）技术实现的低频功放电路。
由于共振转换器具有高效率和低噪声等特点，因此E类功放电路可以同时兼顾高效率和低失真程度。
目前，E类功放电路已经成为一些高端音响设备的标配。
总结不同的低频功放电路具有不同的特点和适用场合。
在选择低频功放电路时，需要根据实际需求和预算进行综合考虑。
低频功率放大器实验报告(word文档良心出品)
低频功率放大器实验人员：吴科进皮强强刘艳兰实验任务：设计并制作一个低频功率放大器实验要求：（1）输入级使用差分放大器，输出级使用乙类功放电路（2）负载8Ω；（3）输入信号电压为5mV；（4）额定输出功率为POR≥10W；（5）非线性失真≤3% ；（6）电源效率≥55 %；（7）交流噪声功率≤10mW课题分析：因额定输出功率POR≥10W，且负载R=8Ω，则由2=P I R及2/=可知输出电压有效值U≥9V，峰值U≥12.7V，P U R≥1.58A。
输入信号的电而电流的有效值I≥1.12A,峰值各部分电路参数的计算：（1） 电源设定：要求输出电压峰值为13V ,又因有一定的电压损耗,最终设置为 18V .（2） 互补乙类功放部分：用复合管组成的互补乙类功放电路,电阻2R 和16R 起着限制输出电流，吸收TIP31C 和TIP32C 的BE V 值随温度变化的作用，其值太小不能对温度的吸收又太高的期望，但是，该发射极电阻E R 一增大，因发射极电阻的压降，能够输出的最大电压就下降，所以E R 不能太大，是负载的1/10以下，通常只有数欧，在此，取2R =16R =500m Ω。
在输出部分加一个1000uF 电容，起到隔直通交的目的，与负载形成高通滤波器。
（3） 避免交越失真部分：因要求输出电流的峰值为1.58A ，而TIP31C 的电流放大倍数β=20，所以流进前级的TIP31C 基极的交流信号电流的峰值为1.58/20/20=4mA,因此流过8R 的直流电流C I 应大于4mA,但也不能太大，在此选取为100mA ，设流过Tr5集电极的电流为20mA,Tr5的电流放大倍数β=200，则基极电流为0.1mA,因此可设流过3R 和9R 的电流为2mA,因Tr5的 be U =0.7V ,则9R =0.7V/2m A=350Ω，要使TIP31C 与TIP32C 处于微导通则3R 和9R 两端的电压至少为 1.4V ，3R +9R =1.4V/2mA=700Ω,9R =700-3R =350Ω,因此选择9R 为1K Ω的电位器。
功率放大电路
第5章功率放大电路5.1 教学基本要求教学基本要求主要知识点熟练掌握正确理解一般了解低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题√√乙类互补推挽功率放大电路的工作原理及主要性能指标计算甲乙类互补推挽功放电路工作原理√互补推挽功率放大电路单电源功率放大电路工作原理√低频功放的能量和效率√功率器件与散热几种功率器件的特点、功率器件的散热√集成功率放大器√5.2 重点和难点一、重点1．理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率与静态工作点设置的关系。
2．乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。
二、难点1．正确理解乙类和甲乙类低频功率放大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。
2．乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率计算以及提高效率。
5.3 知识要点甲类功放及特点乙类功放及特点1．低频功率放大器甲乙类功放及特点主要技术要求乙类互补对称功率放大器交越失真及其解决办法2．互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器BTL功率放大器本课程中对低频功率放大器的讨论和分析的思路为：先讨论功率放大器的特殊问题甲类功放电路的组成、原理及其优缺点提高效率的途径乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算(输出信号交越失真)为了克服交越失真甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点需要解决交流输出信号正负半周不对称问题采用自举电路。
然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。
5.4 主要内容5.4.1 功率放大电路的特殊问题5.4.1.1 功率放大电路的特点和要求1．在不失真的前提下尽可能地输出较大功率由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。
功率放大器的主要任务是为额定负载LR提供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数CMP、CMI、CEO(BR)U)和散热等问题。
2．具有较高的效率由于功率放大电路输出功率较大，所以，效率问题是功率放大电路的主要要问题。
第9章 低频功率放大电路
第九章低频功率放大电路一个实用的放大器通常含有三个部分：输入级、中间级及输出级，其任务各不相同。
一般地说，输入级与信号源相连，因此，要求输入级的输入电阻大，噪声低，共模抑制能力强，阻抗匹配等；中间级主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压；输出级主要要求向负载提供足够大的功率，以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。
功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。
9.1 低频功率放大电路概述9.1.1 分类功率放大电路按放大信号的频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。
功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。
乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流通过；甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内，管子导通时间大于半周而小于全周；丙类功率放大电路的特征是管子导通时间小于半个周期。
9.1.2 功率放大器的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下三个主要特点：1.输出功率要足够大功率放大电路的任务是推动负载，因此功率放大电路的重要指标是输出功率，而不是电压放大倍数。
2.效率要高效率定义为：输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路，因此它就存在着转换效率。
3.非线形失真要小功率放大电路工作在大信号的情况时，非线性失真时必须考虑的问题。
因此，功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析，而只能用图解法进行分析。
9.1.3 提高输出功率的办法1.提高电源电压选用耐压高、容许工作电流和耗散功率大的器件。
2.改善器件的散热条件直流电源提供的功率，有相当多的部分消耗在放大器件上，使器件的温度升高，如果器件的热量及时散热后，则输出功率可以提高很多。
9.1.4 提高效率的方法1.改变功放管的工作状态在乙类功率放大电路中，功放管静态电流几乎为零，因此直流电源功率为零。
低频功率放大器 论文
低频功率放大器1 摘要1.1参数分析功率放大电路是一种能量转化电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载，对功率放大要求如下：输出功率要大：要增加放大器的输出功率，必须使晶体管运行在极限的工作区域附近。
效率要高:放大器的效率定义为交流输出功率与直流输出功率之比。
非线性失真在允许范围内：由于功率放大器在大信号下工作，所以非线性失真是难免的，问题是要把失真控制在允许范围内。
1.2功率放大器的分类乙类功率放大器：只有半个信号周期内，存在集电极电流，按电路形式它又分为：、双端推挽电路、单端推挽电路、平衡无变压器电流1.3功率放大器的应用为了克服交越失真，必须使用甲乙类电路。
2 理论方案选择低频功率放大器主要可以分为两部分，一是前置放大电路，另外一个是功率放大输出电路。
其中前置放大级基本都是一样的，功率放大级目前有三种方案可供选择：方案一：采用专用集成MOS芯片功率放大器，它可以达到功率放大器的要求，一旦使用不可以改变各级参数和工作，不灵活而且成本高。
方案二：采用以三级管为核心的功率放大电路，这种功率电路输出小，效率低，功耗大，很难满足要求。
方案三：采用分立式MOS管功放电路，分立式元件低频功率放大器可对每级工作状态和性能逐级调节，而且有很大的灵活性。
另外，波行稳定性好，成本低。
通过分析可以看出，分立式MOS功放电路能满足本题要求，而且与题目所给相一致。
3 总体思路设计3.1前置级设计为了提高输入级阻抗，应选择同相放大器。
由于没有必要考虑直流信号，因而采用电容将直流信号隔离掉。
同样输出也使用隔离直流的电容。
为了降低集成运放内部输入、输出电阻对带宽的影响，前置放大器反相输入端的接地电阻和反馈电阻应该选很低，接地电阻选100Ω，反馈电阻选择3kΩ。
图中反馈电阻并联的小电容是为防止自激振荡。
3.2功放级设计电路结构的选择第二级放大与功率放大组合在一起，采用集成运算放大器驱动输出级的MOSFET.输出级输出方式不定。
低频功率放大器(OTL电路和OCL电路)的电路图和功率计算
Pom
(
1 2
VCC
)2
2RL
VC2C 8RL
在理想条件下，可以推得OCL电路的最大效率也为78.5﹪。
谢谢聆听
1.1 电路构成
OTL 电路原理图
单电源互补对称功率放
大电路，又称无输出变压器 功率放大电路，简称OTL电
路。电路为OTL电原理图。 与OCL电路不同的是，电路
有双电源改为单电源供电， 输出端经大电容CL与负载RL
耦合。
04
1.2 工作原理
1. 静态分析
ui=0时，IB=0，由于两管特性对称， A点的静态电
交越失真（重点现象）
在OCL基本电路中，当输入电压小于三极 管的开启电压时，VT1、VT2均截止，从而出
现如图所示的交越失真现象。一旦音频功率放
大器出现交越失真，会使声音质量明显下降。 为了避免交越失真，在实际使用的OCL电路 中，必须设置合适的静态工作点。
di
er zhang jie
第二章 节
低频功率放大器 （ＯＣＴ电路和 ＯＴＬ电路）
di
yi zhang jie
第一章 节
1.1 电路构成
OCL基本电路结构如图所示。图中VT1、VT2是一对特性对称的NPN管和 PNP管，电路工作在乙类状态。
04
1.2 工作原理
1. 静态分析
ui 0 时，由于电路结构对称，无偏置电压， IB 0，a点的静态电位Ua 0 流过 RL 的静态电流为零。因此，该电路的输出不接输出电容。
位
UA
1 2
VCC，
则CL上充有左正右负的静态电压 U CL
1
1 2
VCC
由于CL容量很大，相当于一个电压为 2 VCC 的直流电
低频功率信号发生电路
低频功率信号发生电路
低频功率信号发生电路是一种用于处理低频信号的电路，通常用于音频处理、通信系统和传感器等领域。
在这篇文章中，我们将深入探讨低频功率信号发生电路的工作原理、应用和特点。
低频功率信号发生电路通常由振荡器和放大器组成。
振荡器是用来产生信号的部分，而放大器则用来放大信号的幅度。
这两个部分的结合使得低频功率信号发生电路能够产生稳定的低频信号，并将其放大到适当的功率级别。
在实际应用中，低频功率信号发生电路广泛用于音频放大器、音响系统、通信系统和传感器等领域。
例如，在音频放大器中，低频功率信号发生电路可以将输入的低频音频信号放大到足够的功率级别，从而驱动扬声器发出声音。
在通信系统中，低频功率信号发生电路可以用来产生调制信号，实现不同设备之间的通信。
在传感器领域，低频功率信号发生电路可以用来处理传感器采集到的低频信号，从而实现对环境参数的监测和控制。
低频功率信号发生电路具有以下特点：首先，稳定性好。
由于低频信号的频率较低，因此低频功率信号发生电路往往能够产生非常稳定的信号。
其次，功耗低。
低频功率信号发生电路通常采用低功率元件和设计，能够在保证性能的前提下降低功耗。
此外，体积小。
由于低频功率信号发生电路一般不需要处理高功率信号，因此可以采用小型化设计，适用于各种小型设备和系统。
总的来说，低频功率信号发生电路在现代电子系统中扮演着重要的角色，其稳定性好、功耗低和体积小的特点使其在各种领域得到广泛应用。
希望通过本文的介绍，读者能对低频功率信号发生电路有更深入的了解，进一步探索其在实际应用中的潜力和价值。
低频功率放大器电路设计
低频功率放大器电路设计低频功率放大器电路设计的第一步是确定放大器的规格和要求。
这包括确定所需的增益、带宽、功率输出和输入阻抗等参数。
例如，如果设计一个音频功率放大器，我们可能需要一个增益20倍，频率范围20Hz至20kHz，输出功率约为10瓦特。
这些参数将指导设计的整个过程。
第二步是选择适当的放大器拓扑。
常见的低频功率放大器拓扑有共射、共基和共集。
每个拓扑都有自己的优点和局限性，因此选择合适的拓扑是非常重要的。
例如，共射放大器适合大增益的应用，而共集放大器适合低噪声应用。
根据设定的规格和要求，选择合适的拓扑。
第三步是选择合适的晶体管或功放器件。
选择合适的器件非常重要，因为它将直接影响到整个电路的性能。
在选择器件时，需要考虑其最大功率输出、线性度、噪声系数和输入/输出阻抗等参数。
同时，还需要考虑器件的可获取性和成本。
根据拓扑和规格要求，选择合适的器件。
第四步是设计输入和输出匹配网络。
输入和输出匹配网络是为了确保最大功率传输和最小信号损耗。
输入匹配网络一般包括一个电容和一个电阻，用于匹配输入信号源的电阻和放大器的输入阻抗。
输出匹配网络一般包括一个电感和一个电容，用于匹配放大器的输出阻抗和负载的输入阻抗。
根据放大器的输入和输出阻抗，设计合适的匹配网络。
第五步是完成放大器的偏置和稳定。
偏置电路用于确保放大器工作在合适的工作点，以获得最佳的线性度和稳定性。
稳定电路用于抵消放大器的温度和其他环境变化引起的偏置漂移和频率响应变化。
通过设计适当的偏置电路和稳定电路，可以确保放大器的性能与规格要求一致。
最后一步是验证和优化设计。
在完成设计后，需要进行验证和优化，以确保放大器满足规格和要求。
这可以通过电路模拟和实验测试来完成。
通过模拟和实验，可以发现和解决潜在的问题，并对设计进行优化，以获得最佳的性能。
综上所述，低频功率放大器电路设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过正确的规格定义、选择合适的拓扑和器件、设计匹配网络和偏置稳定电路，可以实现设计要求。
第九章 功率放大电路
时, 允许的最大功耗 Pcm 仅为1W,加了120mm×120 mm×4 mm的
散热片后, 其Pcm可达到10 W。 在实际功率放大电路中,为了 提高输出信号功率, 在功放管一般加有散热片。
第9章 功率放大电路
9.1.4 提高效率的方法
第9章 功率放大电路
9.2 互补对称功率放大电路
9.2.1 双电源互补对称电路 (OCL电路)
第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器
第9章 功率放大电路
9.1 低频功率放大电路概述
实际的放大电路中，输出信号要驱动一定的负载装置，如收音机中扬声器的音圈、 电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以，实际的多级放大 电路除了应有电压放大级外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级，这类主要 用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。
第9章 功率放大电路
2. 效率要高 放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出 功率比较大时，效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效 率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在电路内部的电能 将转换为热量，使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反
映放大电路效率的高低，定义放大电路的效率为 η,
Po 100% PE
9.1.1 分类
•按晶体管导通时间不同，可分为甲类、乙类、甲乙类等
iC O O O iB iB iC iC iC iC iC
t
O O
iB O iB
t
O O
iB O iB
t
t t
(a) 甲类 (b) 乙类
图 9 – 1 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图
模电课程设计：低频功率放大器实验报告
课程设计课程设计名称：模拟电路课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间： 2015年6月电子信息科学与技术专业课程设计任务书说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页1、设计任务及要求这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，作为模拟电子课程设计课题设计，本课题提出的音频功率放大器性能指标比较低，主要采用理论课程里介绍的运算放大集成电路和功率放大集成电路来构成音频功率放大器。
音频功率放大器主要用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。
2、设计方案整体电路的设计与工作原理是通过前置放大器的处理，使输入的音频信号与放大器的输入灵敏度相匹配，从而使放大器适应不同的输入信号，再通过音量控制，输入功率放大电路进行处理。
同时设计电源电路，为前置电路和功率放大电路提供电源，最后得到较为理想的信号。
音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。
其原理如图1所示，前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。
后一级的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。
3、模块设计与参数计算低频功率放大器原理图（1）前置放大器：音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。
声音源的种类有多种，如话筒、录音机、线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。
低频功率放大器实验报告(word文档良心出品)
低频功率放大器实验人员：吴科进皮强强刘艳兰实验任务：设计并制作一个低频功率放大器实验要求：（1）输入级使用差分放大器，输出级使用乙类功放电路（2）负载8Ω；（3）输入信号电压为5mV；（4）额定输出功率为POR≥10W；（5）非线性失真≤3% ；（6）电源效率≥55 %；（7）交流噪声功率≤10mW课题分析：因额定输出功率POR≥10W，且负载R=8Ω，则由2=P I R及2/=可知输出电压有效值U≥9V，峰值U≥12.7V，P U R≥1.58A。
输入信号的电而电流的有效值I≥1.12A,峰值各部分电路参数的计算：（1） 电源设定：要求输出电压峰值为13V ,又因有一定的电压损耗,最终设置为 18V .（2） 互补乙类功放部分：用复合管组成的互补乙类功放电路,电阻2R 和16R 起着限制输出电流，吸收TIP31C 和TIP32C 的BE V 值随温度变化的作用，其值太小不能对温度的吸收又太高的期望，但是，该发射极电阻E R 一增大，因发射极电阻的压降，能够输出的最大电压就下降，所以E R 不能太大，是负载的1/10以下，通常只有数欧，在此，取2R =16R =500m Ω。
在输出部分加一个1000uF 电容，起到隔直通交的目的，与负载形成高通滤波器。
（3） 避免交越失真部分：因要求输出电流的峰值为1.58A ，而TIP31C 的电流放大倍数β=20，所以流进前级的TIP31C 基极的交流信号电流的峰值为1.58/20/20=4mA,因此流过8R 的直流电流C I 应大于4mA,但也不能太大，在此选取为100mA ，设流过Tr5集电极的电流为20mA,Tr5的电流放大倍数β=200，则基极电流为0.1mA,因此可设流过3R 和9R 的电流为2mA,因Tr5的 be U =0.7V ,则9R =0.7V/2m A=350Ω，要使TIP31C 与TIP32C 处于微导通则3R 和9R 两端的电压至少为 1.4V ，3R +9R =1.4V/2mA=700Ω,9R =700-3R =350Ω,因此选择9R 为1K Ω的电位器。
通信电子电工放大电路
RB ＋ ui1 －
温度变化、电源电压波动等引起的 零漂电压，折合到放大电路输入端， 相当于在放大电路输入端加了“共模 信号”，外界电磁干扰对放大电路的 影响也相当于在输入端加上了“共模 信号”。 可见，所谓的共模信号对放大电路 是一种干扰信号。因此，放大电路对 共模信号不仅不应放大，反而应当具 有较强的抑制能力。
RP
uo
该电路中的电阻RP称为平衡电阻， RP = R1 // RF
RF 由 u0 = − ui 可得电路闭环电压放大倍数 Auf = uo = − RF R1 ui R1
通信学院
R1=10kΩ , RF=20kΩ , ui =－1V。求:uo ，RP应为多大？ Ω Ω 。
RF ui R1
∞ － ＋ ＋
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成， 随器组成，以降低 输出电阻， 输出电阻，提高带 负载能力。 负载能力。
集成运放内部除了上述三个部分，还接有偏置电路，偏置 电路的作用是向各级提供合适的工作电流。 通信学院
集成运放管脚功能及元器件特点
图示为常用μA741集成运放芯片产品实物图 μA741集成运放的8个管脚排列图如下：
R1=10kΩ , RF=20kΩ , ui =－1V。求:uo ，RP应为多大？ Ω Ω 。
RF R1 RP ui
－ ＋
∞ ＋
uo
RF 20 Auf = 1 + = 1+ =3 R1 10 uo = Auf ui = 3(−1) = −3V
RP = R1 // RF = 10 // 20 ≈ 6.7 kΩ
集成运放的型号和种类很多，内部电路也各有差异，但它 们的基本组成部分相同，如下图所示：
+ ui _
低频功率放大电路
124 第6章 低频功率放大电路在实际的放大电路中，无论是分立元件放大器还是集成放大器，其末级都要求输出较大的功率以便驱动如音响放大器中的扬声器、电视机的显像管和计算机监视器等功率型负载。
能够为负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功率放大电路按构成放大电路器件的不同可分为分立元件功率放大电路和集成功率放大电路。
由分立元件构成的功率放大电路，电路所用元器件较多，对元器件的精度要求也较高。
输出功率可以做得比较高。
采用单片的集成功率放大电路，主要优点是电路简单，设计生产比较方便，但是其耐电压和耐电流能力较弱，输出功率偏小。
功率放大电路按放大信号的频率，可分为高频功率放大电路和低频功率放大电路。
前者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号，后者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号。
本章主要讨论的是低频功率放大电路。
6.1 功率放大器的一般问题6.1.1功率放大器的特点及主要指标从能量控制和转换的角度来看，功率放大电路和一般的放大电路没有本质的区别。
但功率放大电路上既有较大的输出电压，同时也有较大的输出电流，其负载阻抗一般相对较小，输出功率要求尽可能大。
因此从功率放大电路的组成和分析方法，到电路元器件的选择，都与前几章所讨论的小信号放大电路有很大的区别。
低频功率放大器的主要指标有以下几项：1．提供尽可能高的输出功率P o功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。
为了获得较大的输出功率，要求功率放大管（简称功放管）既要输出足够大的电压，同时也要输出足够大的电流，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。
所谓最大输出功率，是指在输入正弦信号时，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的成积，即：om om om omo o o 2122I U I U I U P ⨯=⨯==2．提供尽可能高的功率转换效率功率放大器实质上是一个能量转换器，它将直流电源提供的功率转换成交流信号的能量提供给负载，但同时还有一部分功率消耗在功率管上并产生热量。
otl低频功率放大电路
otl低频功率放大电路OTL低频功率放大电路是一种常用的放大电路，它具有功率放大和频率响应宽的特点，被广泛应用于音频放大、音响系统等领域。
OTL低频功率放大电路是指输出变压器耦合的低频功率放大电路。
其中，OTL是Output Transformer Less的缩写，意味着该电路不使用输出变压器。
相比于传统的输出变压器耦合放大电路，OTL低频功率放大电路具有以下优点：OTL低频功率放大电路无需使用输出变压器，因此可以减小整个电路的尺寸和重量，提高电路的可靠性和稳定性。
输出变压器是传统放大电路中的关键元件之一，它不仅增加了电路的成本和复杂度，还容易产生磁耦合噪声和非线性失真。
而OTL低频功率放大电路通过直接驱动负载，避免了输出变压器带来的问题。
OTL低频功率放大电路具有较宽的频率响应范围。
传统输出变压器耦合放大电路由于输出变压器的特性限制，频率响应范围较窄。
而OTL低频功率放大电路通过合理设计电路，可以实现更为平坦的频率响应特性，从而保证音频信号的高保真放大。
OTL低频功率放大电路具有较低的内阻和较高的输出功率。
由于不使用输出变压器，OTL低频功率放大电路的输出电阻较小，可以更好地适应不同负载的要求。
同时，OTL低频功率放大电路采用了高电压电源供电，可以达到较高的输出功率，满足音响系统对于音量和动态范围的要求。
在实际应用中，OTL低频功率放大电路通常由输入级、驱动级和输出级组成。
输入级负责将输入信号经过放大，驱动级负责将放大后的信号驱动输出级，输出级负责提供足够的功率驱动负载。
其中，输入级和驱动级可以采用晶体管、场效应管等放大元件，输出级可以采用功率晶体管、功率MOS管等。
需要注意的是，OTL低频功率放大电路在设计和应用过程中需要考虑电路的稳定性、线性度和功率适配等问题。
尤其是在大功率放大和负载阻抗匹配方面，需要合理选择放大元件和输出级电路，以确保电路的性能和可靠性。
OTL低频功率放大电路作为一种常用的放大电路，具有功率放大和频率响应宽的特点。
低频功率放大器毕业设计
基于Multisim的实用低频功率放大器仿真设计学员:指导教员：单位：目录第一部分摘要、引言一…………………………………二、…………………………………低频功放的概念三、…………………………………设计框架的形式四…………………………………系统总增益第二部分各部分电路的选择与设计一、…………………………………输入级的设计二、………………………………前置放大级的设计1，电路的设计2，电路参数的计算三、………………………………音频控制级的设计1，反馈式高低音电路的设计电路工作原理2，设计方法四、…………………………末级功率放大级的设计1，基本要求2，电路形式的要求3，末级功放参数计算五、…………………………供电电路与接地六、…………………………总体电路第三部分问题与分析结束语参考文献正文1.1摘要1.2低频功率的理念低频功率放大器是一种能量转换电路，在输入信号的作用下，电路把直流电源的能量，通过前置放大级，功率放大级，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载。
功率放大器不仅仅是消费产品中不可缺少的部分，例如音响，还广泛应用于控制系统和测量系统中，用途相当的广泛。
在科学技术日新月异的今天，低频功率放大器已经是一个技术相当成熟的领域。
很多年以来，人们付出了不懈的努力，使它无论是在线路技术方面还是在元器件方面乃至思想认识上都取得了长足的进步。
由于低频功率放大器运行中的信号幅度，如电压、电流都很大，其突出的问题是要解决非线性失真和各种瞬态失真。
因为，功率放大器的主要任务是在不失真的前提下放大信号的功率。
一般在功放电路结构上可采用不同的形式，以满足人们对音响设备的不同要求。
1.2设计框架的形式常见的音频功率放大器电路可以分为甲类，乙类和甲乙类三种。
另外为了完全消除甲乙类和乙类功率放大器产生的交越失真，又出现了超甲类放大器和直流放大器等等。
可供选择的方案有很多。
根据设计题目要求，功率放大可由分立元件组成，也可以由集成电路完成。
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第9章低频功率放大电路本章要点●功放的特点与分类●OCL电路原理与特性分析●OTL电路原理与调试方法●BTL电路组成与原理●VMOS功放的特点与应用本章难点●OCL电路性能指标分析●OTL电路调试方法无论分立元件放大器还是集成放大器，其末级都要接实际负载。
一般负载上的信号的电流和电压多要求较大，即负载要求放大器输出较大的功率以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载，故称之为功率放大器，简称功放。
功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。
功率放大电路按放大信号频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围(几十赫兹到几千赫兹)的信号，后者用于放大射频范围(几百千赫兹到几十兆赫兹)的信号。
本章仅介绍低频功率放大电路。
9.1 功率放大电路概述9.1.1 功率放大电路的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下几个主要特点。
1. 输出功率要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。
如输入信号是某一频率的正弦信号，则输出功率的表达式为P o =I o U o (9-1) 改用振幅值表示，公式9-1又为P o = 12I om U om(9-2)2. 效率要高功率放大器实质上是一个能量转换器，它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载，因此，要求转换效率高。
模拟电子技术194 O DC= P P (9-3) 式中， P o 为信号输出功率，P DC 是直流电源向电路提供的功率。
在直流电源提供相同直流功率的条件下，输出信号功率愈大，电路的效率愈高。
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，而且由于三极管是非线性器件，在大信号工作状态下，器件本身的非线性问题十分突出，因此，输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真。
在实际应用中，要采取措施减少失真，使之满足负载 要求。
4. 图解法进行估算由于功放工作在大信号状态，实际上已不属于线性电路的范围，故不能用小信号微变电路的分析方法，通常采用图解法对其输出功率、效率等指标作粗略估算。
9.1.2 功率放大器工作状态的分类功率放大电路按放大器中三极管静态工作点设置的不同，可分为甲类、乙类和甲乙类三种，如图9-1所示。
甲类功率放大电路的特征是工作点在负载线线性段的中点，在输入信号的整个周期内，晶体管均导通，有电流流过，功放的导通角θ=360°。
乙类功率放大电路的特征是工作点设置在截至区，在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流流过，功放的导通角θ =180°。
甲乙类功率放大电路的特征是工作点设置在放大区内，但很接近截至区，管子在大半周期间导通，有电流流过，功放的导通角180°<θ<360°。
在甲类功率放大电路中，由于在信号全周期范围内管子均导通，故非线性失真较小，但是输出和效率均较低，因而在低频功率放大电路中主要用乙类或甲乙类功率放大电路。
图9-1 甲类、乙类、甲乙类功放电路工作状态第9章 低频功率放大电路 1959.2 双电源互补对称功率放大电路(OCL 电路)单管甲类功率放大电路简单，只需要一个功率管便可工作。
由于它的效率低，而且为了实现阻抗匹配，需要用变压器，而变压器具有体积大、重量重、频率特性差、耗费金属材料、加工制造麻烦等缺点，因而，目前一般不采用单管甲类功率放大电路。
乙类功率放大电路具有能量转换效率高的特点，常作为功率放大器。
但乙类放大电路只能放大半个周期的信号，常用两个对称的乙类放大电路分别放大正、负半周的信号，然后合成完整的波形输出，即采用互补对称功率放大电路。
9.2.1 电路组成和工作原理双电源互补对称电路如图9-2所示，这类电路无输出电容的功率放大电路，简称OCL 电路。
图中T 1为NPN 型三极管，T 2 为PNP 型三极管。
为保证工作状态良好，要求该电路具有良好的对称性，即T 1、T 2管特性对称，并且正负电源对称。
当信号为零时，偏流为零，它们均工作在乙类放大状态。
电路工作原理如下所述。
1. 静态分析当输入信号u i =0时，两个三极管都工作在截止区，此时I B Q 、I C Q 、I E Q 均为零，负载上无电流通过，输出电压u o =0。
2. 动态分析 当输入信号工作在正半周时，由于U i >0，三极管T 1导通，T 2截止，T 1管的射极电流i e1经+V CC 自上而下流过负载电阻，在R L 上形成正半周输出电压，u o >0。
当输入信号工作在正半周时，由于U i <0，三极管T 1截止，T 2导通，T 2管的射极电流i e2经-V CC 自下而上流过负载电阻，在R L 上形成负半周输出电压，u o >0。
不难看出，在输入信号u i 的一个周期内，即T 1、T 2管交替工作，流过R L 的电流为一完整的正弦波信号。
9.2.2 性能分析双电源互补对称电路工作图解分析如图9-3所示。
图9-3(a)为T 1管导通时的工作情况。
图9-3(b)是将T 2管的导通特性倒置后与T 1特性画在一起，让静态工作点Q 重合。
形成两管合成曲线，图中交流负载线为一条通过表态工作点的斜率L1R 的直线AB 。
由图9-3可看出输出电流、电压的最大允放变化范围分别为2I cm 和2U cem ，I cm 和U cem 分别为集电极正弦电流和电压的振幅值。
有关性能指标计算如下。
图9-2 基本OCL 电路模拟电子技术196cem U cemU cemU cemU图9-3 双电源互补对称电路图解分析1. 输出功率P o2m c e m o c m c e m L11=22U P I U R (9-4) 当考虑饱和压降U ces 时，输出的最大电压幅值为U cem =U cc -U ces (9-5)一般情况下输出电压的幅值U cem 总是小于电源电压V CC 值，故引入电源利用系数κ cem CC=U V κ (9-6) 将式9-6代入式9-4得222cem CC o L L 11==22κU V P R R (9-7) 当忽略饱和压降U ces 时，即κ=1，输出功率P om 可按下式估算2CC om L1=2V P R (9-8) 2. 效率η由式9-3可知计算效率应先求出电源供给功率P DC 。
在乙类互补对称放大电路中，每个晶体管的集电极电流的波形均为半个周期的正弦波形。
其波形如图9-4所示，其平均值I D(AV)为2π2πD(AV)c1cm cm 0011=d()=sin d()=2ππI i t I t t I ωωω⎰⎰ (9-9) 因此，直流电源V cc 供给的功率为2cem cc DC1D(AV)cc cm cc cc L L 11====πππκU V P I V I V V R R (9-10) 因考虑是正负两组直流电源，故总的直流电源的供给功率为图9-4 集电极电流i c 波形第9章 低频功率放大电路 1972cc DC L2=πU P R κ (9-11) 将式(9-7)、式(9-11)代入式(9-3)是则得o DC π==4ηκP P (9-12) 当κ=1时，效率η最高，即 max π78.5%4η=≈ (9-13) 【例9-1】 在图9-2所示乙类互补对称放大电路中，已知V cc =12V ，R L =8Ω，试求：当输入信号足够大，集电极电压充分运用时的P om 、P DCm 、m η。
解 输入信号足够大时，忽略管子饱和压降，输出电压幅值约等于电源电压，由式(9-8)得，最大输出功率为22CC om L 112=9228==⨯V P R (W) 由式(9-11)得，κ=1时，电源供给最大功率为2cc DCm om L 244===9=11.5πππ⨯V P P R (W) 此时的效率为om m DCm 9===78.5%11.5P P η 9.2.3 交越失真的消除实际中晶体管输入特性的门限电压不为零，且电压、电流关系也不是线性关系，在输入电压较低时，输入基极电流很小，故输出电流也很小，因此输出电压在输入电压较小时，存在一小段死区，此段输出电压与输入电压不存在线性关系，产生了失真。
由于这种失真出现在通过零值处，故称为交越失真。
交越失真波形如图9-5所示。
克服交越失真的措施就是避开死区电压区，使每一个晶体管处于微导通状态。
输入信号一旦加入，晶体管立即进入线性放大区，而在静态时，虽然每一个晶体管处于微导通状态，由于电路对称，两管静态电流相等，流过负载电流为零，从而消除了交越失真。
图9-6是OCL 电路设置静态偏置消除交越失真的一种方法。
偏置电路主要由二极管D 1、D 2和电位器R P 组成。
调节R P 可以使三极管T 1和T 2的基极直流电位之差稍大于两管的死区电压之和，这样每个管子就能得到一个合适的静态偏压。
而且二极管的接入还具有温度补偿作用，可以稳定T 1、T 2管的静态工作点。
对于变化信号而言，由于二极管的动态电阻和电位器R P 的值很小，可以认为加到T 1、T 2管基极上的信号电压基本相等，输出信号正负半周仍然对称。
模拟电子技术198图9-5 交越失真的产生图9-6 消除交越失真的电路9.2.4 用复合管组成互补对称电路功率放大电路的输出电流一般很大。
例如当有效值为12V的输出电压至8 的负载上，将有 1.5A的有效值电流流过功率管，其振幅值约为 2.12A。
而一般功率管的电流由放大系数均不大，若设β=20，则要求基极推动电流为100mA以上，这样大的电流由前级供给十分困难，为此需要进行电流放大。
一般通过复合管来解决此问题。
由复合管组成的互补功率放大电路如图9-7所示，图中，要求T3和T4即要互补又要能对称，这对于NPN型和PNP型两种大功率管来说，一般是比较难以实现的(尤其一个是硅管，而另一个是锗管时)。
为此最好选T3和T4是同一种型号的管子，通过复合管的接法来实现互补，这样组成的电路称为准互补电路，如图9-8所示，调节图中的R b和R c可使T3和T4有一个合适的工作点。
图9-7 复合管互补对称功放图9-8 准互补对称功放由上所述，复合管不仅解决了大功率管β值低的困难，而且也解决了大功率管难以实第9章低频功率放大电路199 现互补对称的困难，故在功率放大电路中广泛采用了复合管。
9.2.5 OCL电路的应用分析图9-9为OCL准互补对称功率放大电路，它由输入极、中间级、输出极及偏置电路组成。
输入极是由T1、T2和T3组成的单端输入、单端输出的共射组态恒流源式差动放大电路，并从T1的集电极处取出输出信号加至中间级。
中间级是由T4、V5组成的共射组态放大电路，T5是恒流源，作为T4的有源负载。