模电三 小功率放大器

模电实验三——小功率放大器

一、实验目的

1、掌握差分放大电路的工作原理和特点；

2、掌握互补输出电路的工作原理和特点；

3、掌握简单恒流源电路的实现原理；

4、掌握负反馈对放大电路性能指标的影响作用。

二、实验主要设备

万用表，低频信号发生器，双踪示波器。

三、实验原理

要放大的信号从端子1、2间引入放大电路，电位器RW1通过分压作用来实现对音量的调节，所以RW1电位器最好选用方便手动调节的音量电位器（电位器分线性电位器和对数电位器，对数电位器通常用作音量调节，这是因为人耳对声音强度的感知是对数特性的。本实验中，对数电位器的选择不是必须的）。电解电容C1将经电位器RW1分压后的声音信号引到差分放大电路的左管基极进行放大。本电路中，差分放大电路由T1和T2管构成，为单端输入、单端输出的工作形式。

T3管构成一个简单恒流源，向差分对管T1和T2提供直流偏置电流，以确保它们工作在放大状态。T5管也构成简单恒流源电路，调节此恒流源输出电流的大小，可以调节互补输出级两放大管T6和T7的基极静态电位，从而使互补输出级工作在合理的状态下。小电位器RW3就是起到调节T5管恒流源输出电流大小的作用的。

T4管是一个PNP型的三极管，它接成共发射极组态，来自差分放大电路的信号经其放大后，送到互补输出级两放大管的基极。电阻R7有负反馈的作用，可以降低这一级放大电路的放大能力，同时却提高了该级对信号的放大质量。另外，R7电阻与电位器RW3互为镜像，以确保互补输出级的两放大管基极静态电位能调节到接近0电位（中点电位）的水平。R7电阻不能取得太小，以免造成静态时T4管和T5的集电极电流过大，无端地消耗电源能量。

T6和T7管构成互补输出级，负责最后的功率放大任务。因为本电路所用电源电压较低，故没有设计输出级保护电路，为的是使功率输出能更大一些。通常情况下，会在T6和T7管的发射极各串接一个小的限流电阻，以防止因输出电流过大而造成功率管的损坏。

R8电阻将输出信号的一部分反馈到差分放大电路右管的基极，形成负反馈，使得本功率电路最后的电压放大倍数约为282

R R R +。引入负反馈后，电路的各项指标都会得到改善：输入电阻（差分放大电路）增加了，输出电阻（互补输出级）减小了，频带变宽了。本电路为电压串联负反馈组态。

电容C2起稳定恒流源工作状态的作用，而电容C3和C4是电源滤波电容。

四、实验主要任务

1、测量实验中所用的各三极管的β参数，并记录。有条件的情况下，差分放大管的两个管子最好选用β值相同的管子。

2、根据电路原理图，制作一个小功率放大电路。布线时，尽可能按原理图中元件的相互位置关系进行走线。

3、通电前，必须先作以下处理：

(1)调节电位器RW2到最小阻值；

(2)调节电位器RW3到最大阻值；

(3)断开负载喇叭。

电位器RW2的作用是调节功率管T6和T7基极间的直流电位差，确保它们在无信号输入时工作在微导通状态下。该阻值越大，两管基极电位差就越大，导通电流就越大，功耗也越大。过大的功耗，一是可能烧毁功率管，二是浪费电源能量。所以，只需调节RW2到功放管处于微导通状态就可以了。通电前，调节T6和T7管两管基极电位差到最小的状态。

电位器RW3的作用是调节T5恒流源输出电流大小。该阻值越小，恒流源输出电流就越大。通电前，调节T5恒流源到输出最小电流的状态。

4、完成上一步骤的处理后，就可以通电了。注意两个电源最好同时通电。这时，喇叭应该是断开未接的状态，电路输入信号未接入。

(1)一边用万用表测量T6管发射极对地电压，一边调节电位器RW3，直到T6管发射极对地电压为0时为止。这个过程叫中点电位的调整过程。

(2)一边用万用测量T6、T7管两基极间的电压，一边调节电位器RW2，直到所测电压升到1V 时为止。这个过程就是调节功率管到微导通状态的过程。

以上两个调整是必须的，之后电路才工作在正常状态下。

5、断开电源，接上负载喇叭。再次通电，这时从信号输入端送入3f kHz =，50i u mV =（有效值或幅值，由信号发生器产生）的信号，喇叭应该能听到声音。调节RW1，应该可以改变音量。如果能听到可改变音量的声音，说明成功了。这里的信号，也可以来自其他设备，如电脑、MP3等。

6、调节RW1，到音量最大位置，完成以下测试并记录。

(1)功放电路输入电阻i R ；

(2)信号输入端送入3f kHz =的信号，测量最大不失真输出电压幅度和此时的最大输入

信号电压幅度；

(3)观察由于输入信号幅度过大而导致的输出波形失真现象，绘制记录失真波形；

(4)根据测量数据，计算实际的电压放大倍数，并和理论计算值进行比较；

(5)计算最大不失真输出功率。

五、实验数据分析

1、β1=281 β2=280 β3=265 β4=265 β5=253 β6=253 β7=271

2、实验数据

Ui（mv) 24.81 28.79 34.95 39.80 Uo(mv) 19.88 22.52 28.26 32.45 Uomax(v) 2.94

Uimax(mv) 98.42

3、最大不失真输出功率为：311mw

4、实际电压放大倍数：38.2

5、最大不失真