乙級推挽功率放大器

一、 實驗目的

1、? 測定乙類推挽功率放大器的直流負載線及靜態工作點在支流負載先上的位置。

2、? 測定乙類推挽功率放大器的交流負載線。

3、? 觀察輸出波形的交越失真，學習消除交越失真的方法。

4、? 測定最大不失真峰值輸出電壓，并比較測量值與估算值。

5、? 測量乙類推挽放大器的大信號電壓增益。

6、? 測量乙類推挽功率放大器的最大不失真輸出功率。

7、? 測定放大器的功率。

二、 實驗器材

2N3904?? NPN三極管???????????????????????? 1個

2N3906?? NPN三極管???????????????????????? 1個

直流電源???????????????????????????????????? 1個

電容器： 10uF2個，? 100uF??????????????????? 1個

數字萬用表?????????????????????????????????? 1個

信號發生器??????????????????????????????????? 1臺

示波器??????????????????????????????????? ????1臺

0—1mA???????? 毫安表??????????????????????? 1個

電阻：100Ω?? 1個?? ，5KΩ?????????????????? 2個

三、實驗原理

圖1 是一個晶體管為零偏置的乙類推挽功率放大電路。如果把靜態工作點設置的比截止點稍高一些，是放大器工作在甲乙類放大狀態，就可有效地消除交越失真，圖2 就是這種甲乙類推挽功率放大器的直流便置電路，晶體管的集—射電壓為

?????????????????????????? Vce1=Vcc—Ve

???????? ??????????????????Vce2=Ve--0=Ve

完整的乙類推挽功率放電路如圖3 所示。每個晶體管的直流負載線與橫軸的交點為Vce=Vcc/2。每個晶體管的Q點將與截止點靠得很近。交流負載線將通過Q點，與縱軸的交點為

??????????????????????? Ico=V_ceq/R_L

其中V_ceq=Vcc/2

用示波器測量輸出電壓峰值Vop和輸入電壓峰值Vip,便可 求出放大器的電壓增益

?????????????????????? Av=Vop/Vip

電壓有效值V₀為峰值V_op的1/ 倍，因此放大器的最大平均輸出功率P₀為

????????????????????? P_e=V_o²/R_L=V_op²/2R_L

乙類放大器的效率η為最大平均輸出功率P_o除以電源供給功率Pe,再乘以100℅

??????????????????? η=Po/Pe×100℅

其中Pe=VccIcc,總電流I_cc=I_c+(V_cc—V_b1)/R_b1.

圖1 有交越失真的乙類推挽功率放大器

圖2 乙類推挽功率放大器的直流偏置電路分析

圖3 乙類推挽功率放大器

四、實驗步驟

1、? 在EWB平臺上建立如圖1 所示的實驗電路，信號發生器和示波器按圖設置。

2、? 單擊仿真開關進行動態分析。注意觀察示波器屏幕顯示的輸出波形有交越失真。

下面的坐標上畫出交越失真的波形圖。

?

?

????????????

3、? 在EWB平臺上建立如圖2 所示的實驗電路，數字萬用表設置為直流電壓檔。

4、? 單擊仿真開關運行動態分析。當電路達到穩態后，記錄晶體管T1的基極偏壓V_b1。然后將萬用表的測試桿分別移動到節點V_b2、Ve和A，記錄這些節點的電壓，并記錄電流表上的集電極電流讀數Ic。

5、? 根據步驟4記錄的電壓值分別計算兩個晶體管的集—射電壓Vce1和Vce2。

6、? 在下面的坐標上畫出直流負載線。根據步驟4測得的數據，確定穩態工作點Q。

0?????????????? 5??????????????? 10?????????????? 15?????????????? 20

??????????????????????????????????? V_ce/V

7、? 在EWB平臺上建立如圖3 所示的實驗電路，信號發生器和示波器按圖4—9設置。根據Vcc和R_L得數值，在直流負載線的基礎上畫出直流負載線。

8、? 單擊仿真開關運行，注意觀察輸出波形不再出現交越失真。增大輸入信號電壓，直至剛好出現削波失真，然后稍微減小一點輸入使削波現象消失。記錄交流最大不失真輸出電壓和輸入電壓的峰值，同時記錄直流集電極電流Ic。必要時可調整示波器。

9、? 根據步驟8測出的電壓，計算放大器的電壓增益。

10、????????????? 根據步驟6作出的交流負載線和Q點，估計出現削波前應該達到的最大不失真交流輸出電壓的峰值。

11、????????????? 根據步驟8測出的最大不是真交流峰值電壓，計算負載R_L獲得的最大不失真輸出功率P₀。

12、????????????? 由電源電壓Vcc,直流集電極電流I_c和流過偏值電阻R_l的電流（V_cc-V_b1）/R_b1，計算直流電壓源的供給功率P_e。

13、????????????? 根據輸出功率P₀和電源供給功率P_e，計算放大器的效率η。

五、 思考與分析

1、? 圖4-9所示的電路產生交越失真的原因是什么？在電路中加進兩個二極管D₁和D₂起什么作用？

2、? 靜態工作電Q位于直流負載線的何處？也在交流負載線上嗎？

3、? 直流負載線和交流負載線之間有何關系？

4、? 步驟8中測的得最大不失真峰值輸出電壓與步驟10中的估計值比較，情況如何？

5、? 乙類推挽放大器最大不失真輸出功率的測量值與計算值比較，情況如何？

6、? 實際電路能達到這樣高的效率η? 嗎？