低频功率放大器

一、实验目的

1、1、 进一步理解OTL功率放大器的工作原理 2、2、 学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法 二、实验原理

图16－1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（也称前置放大级），T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽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

图16－1 OTL 功率放大器实验电路

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由电位器RW1进行调节。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得到合适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

，可以通过调节RW1来实

现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入交、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，ui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C0充电，在ui的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL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、

1、 最大不失真输出功率P0m

理想情况下， ，在实验中可通过测量RL 两端的电压有效值，来求得实

际的 。

2、 效率η

PE —直流电源供给的平均功率

理想情况下，ηmax ＝ 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

详见实验二有关部分内容 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。 三、实验设备与器件

1、 ＋5V直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表 3、 双踪示波器 7、 频率计 4、 交流毫伏表

8、 晶体三极管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013) 3CG12 (9012) 晶体二极管 IN4007 8Ω扬声器、电阻器、电容器若干

四、实验内容

在整个测试过程中，电路不应有自激现象。 1、 静态工作点的测试

按图16－1 连接实验电路，将输入信号旋钮旋至零（ui=0）电源进线中串入直流毫安表，电位器 RW2置最小值，RW1 置中间位置。接通＋5V 电源，观察毫安表指示，同

时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如RW2 开路，电路自激，或输出管性能不好等）。如无异常现象，可开始调试。 1) 调节输出端中点电位UA

调节电位器RW1 ，用直流电压表测量A 点电位，使 2) 调整输出极静态电流及测试各级静态工作点

。

调节RW2 ，使T2、T3管的IC2＝IC3＝5～10mA。 从减小交越失真角度而言，应适当加大输出极静态电流，但该电流过大，会使效率降低，所以一般以5～10mA左右为宜。由于毫安表是串在电源进线中， 因此测得的是整个放大器的电流，但一般T1的集电极电流IC1 较小，从而可以把测得的总电流近似当作末级的静态电流。如要准确得到末级静态电流，则可从总电流中减去IC1之值。

调整输出级静态电流的另一方法是动态调试法。先使RW2＝0，在输入端接入f＝1KHz的正弦信号ui。逐渐加大输入信号的幅值，此时， 输出波形应出现较严重的交越失真（注意：没有饱和和截止失真），然后缓慢增大RW2 ，当交越失真刚好消失时，停止调节RW2 ，恢复ui＝0 ，此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。一般数值也应在5～10mA左右，如过大，则要检查电路。

输出极电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表16－1。 表16－1 IC2＝IC3＝ mA UA＝2.5V

T1 T2 T3 UB(V) UC(V) UE(V) 注意： ① 在调整RW2 时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损坏输出管

② 输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动 RW2的位置。 2、 最大输出功率P0m 和效率η的测试 1) 测量Pom

输入端接f＝1KHz 的正弦信号ui，输出端用示波器观察输出电压u0波形。逐渐增大ui，使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载RL上的电压U0m ，

即可求出

2) 测量η

当输出电压为最大不失真输出时，读出直流毫安表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流IdC（有一定误差），由此可近似求得 PE＝UCCIdc，再

根据上面测得的P0m，即可求出

3、输入灵敏度测试

。

根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率P0＝P0m 时的输入电压值Ui即可。 4、 频率响应的测试

测试方法同实验二。记入表16－2。 表16－2 Ui＝ mV f(Hz) U0(V) fL f0 fH 1000 AV 在测试时，为保证电路的安全，应在较低电压下进行，通常取输入信号为输入灵敏度的50％。在整个测试过程中，应保持Ui为恒定值，且输出波形不得失真。

5、研究自举电路的作用

1)测量有自举电路，且P0＝P0max 时的电压增益

2)将C2开路，R 短路（无自举），再测量P0＝P0max 的AV。

用示波器观察1)、2)两种情况下的输出电压波形，并将以上两项测量结果进行比较，分析研究自举电路的作用。 6、噪声电压的测试

测量时将输入端短路(ui＝0) ，观察输出噪声波形，并用交流毫伏表测量输出电压，即为噪声电压UN，本电路若UN＜15mV，即满足要求。 7、试听

输入信号改为录音机输出，输出端接试听音箱及示波器。开机试听，并观察语言和音乐信号的输出波形。 五、实验总结

1、 整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率P0m、效率η等，并与理论值进行比较。画频率响应曲线。 2、 分析自举电路的作用。

3、 讨论实验中发生的问题及解决办法。 六、预习要求

1、 复习有关OTL 工作原理部分内容。

2、 为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围？ 3、 交越失真产生的原因是什么？怎样克服交越失真？ 4、 电路中电位器RW2如果开路或短路，对电路工作有何影响？ 5、 为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？ 6、 如电路有自激现象，应如何消除？