第七章 功率放大器-【单招零距离】电子电工专业综合（下）

单招零距离·电子电工专业综合 第七章 功率放大器 知识体系 主要任务、基本要求、分类 [甲类 Q点位置分乙类 甲乙类 有输出变压器功放 功率放大器 输人变压器倒相式 输出端特点分 无输出变压器功放(OTL) 互补对称式 无输出电容功放(OCL) 桥接式无输出变压器功放(BTL) 集成功放 考纲要求 了解 了解低频功率放大器的主要任务和分类 1.功率放大器与电压放大器的区别。 理解 2.单管功率放大器、乙类和甲乙类推挽功率放大器、输入变压器倒相式OTL.功率放大器,互补对称式推 挽OTL功率放大器和OCL.功率放大器的电路组成及工作原理。 掌握 乙类推挽功率放大器、OTL功率放大器和OCL.功率放大器的最大输出功率的计算。 知识梳理 1.低频功率放大器的主要任务 不失真地输出尽可能大功率信号。 2.功率放大器和电压放大器的区别与联系(见表2一7一1) 表2-7-1 电路 功率放大器 项目 电压放大器 放大目的 输出尽可能大的功率 放大微弱的电压信号 输入信号 大信号 小信号 K回将 分析方法 图解法 估算法、图解法 研究参数 P。、 A,、r。 三极管工作状态 极限使用,考虑散热 线性放大状态 所在位置 一般位于电路的末级 位于电路的前级、中间级 相同点 都应在不失真的前提下分析计算 .104· 总复习方案·第四部分 电子线路 3.低频功率放大器要满足的基本要求 (1)信号失真小。 (2)有足够的输出功率。 (3)效率高。 (4)散热性能好 4.甲类、乙类和甲乙类推挽功放电路(见表2一7-2) 表2-7-2 甲类单管功放 乙类推挽功放 甲乙类推挽功放 +V r+ 电路 #### 计算 P.-V.Ica P.三 R$=nR. R R'. 1R ①整个周期内,两个三极管交替 ①整个周期内,两个三极管交替 工作在放大状态,静态时,三极管 工作在放大状态,静态时三极管 ①整个周期内,三极管始终工作 处于截止状态; 工作在微导通状态; 特点 在放大状态; ②产生交越失真; ②可以克服交越失真; ②效率低,理想为50%。 ③效率高:最大理想效率为 ③效率高,最大理想效率为 78.5%。 78.5%。 变压器作用:隔直通交;阻抗变换。(n为变压器匝数比N::N.) ·105. 单招零距离·电子电工专业综合 5.OTL功率放大器(见表2-7-3) 表2-7-3 输入变压器倒相式 互补对称式 #。 电路 ##1# ①输入变压器:信号倒相耦合:在两个次级 ①R:调节中点电位V。 线圈上得到大小相等相位相反的信号。 ②R:调节V。、V.偏置电流,以克服交越失真。 ②V 、R RR 和VRRR 分别构成 ③C。:耦合交流信号,做V:管的电源。 分压式偏置放大电路 ④R。、C.构成自举电路,以提高电路的功率增益。(R。 ③输出电容C.:耦合交流信号,并作V:管的 自举电容,提高输出波形正半周幅度。C:隔离电阻,对 直流电源。 用 于交流信号,把B点与地分开。) ①单电源供电,有输出电容; ①单电源供电,有输出电容; ②A点为中点,V一 ②A点为中点,V.= 特点 ③工作在甲乙类,可克服交越失真: ③工作在甲乙类,可克服交越失真 ④功放管V、V。类型相反,构成互补;正负半周交替 ④功放管V.、V。类型相同。 工作,射极输出。 两级放大电路,V.为推动级,V.、V。为功率输出级。 计算 P 8R 6.0CL功率放大器(见表2-7一4) 表2-7-4 ###)# . ①R 、V、V.:克服交越失真,V、V. 兼有温 元件 作用 度补偿的作用。 ### ②R、R,调节A点电位 ①双电源供电,无输出电容; ②A点为中点V,=0: 电路 ③工作在甲乙类,可克服交越失真; 特点 ①功放管V、V。类型相反,构成互补;正负 半周交替工作,射极输出。 - V. 计算 P 2R. .106. 总复习方案·第四部分 电子线路 7.复合管(见表2-7-5) 表2-7-5 复合 ①串接点:电流方向相同; 规则 ②并接点:电流同时流人或同时流出。 # (A:VPY ①复合管等效类型:与第一个三极管相同; 特点 ②复合管等效管脚:与第一个三极管相同; ③复合管的值;为每个三极管8之乘积。 (BiNPV 8.集成功放(见表2一7-6) 表2-7-6 20k0 6~ 10F LM小功 , 4脚接“地”,6脚接电源(6~9V).2脚接地. 率集成运 22V 信号从同相输入端3脚输入,5脚通过 放接成 Lm356 220uF电容向扬声器R.提供信号功率。7脚 OTL. 电 10: 接20F去耦电容.1、8脚之间接10F电容 路 和20k0电位器,用来调节增益。 20 st 0V. ①1脚为同相输入端,2脚为反相输入端,4脚 1N4001 为输出端,3脚接负电源,5脚接正电源。电路 特点是引脚和外接元件少。 TDA2030 ②V.、V。组成电源极性保护电路,防止电源 # 集成功放 ##220 极性接反损坏集成功放。C。、C.与C、C。为电 # 0.1_P #行#。 源滤波电容,100F电容并联0.1F电容的 原因是100uF电解电容具有电感效应,信号 0.22 从1脚同相端输入,4脚输出端向负载扬声 $_V 器提供信号功率,使其发出声响。 1题型讲解 【例1】 某OTL功率放大器,已知V=12V,Vs=1V,R. =8O,中点电位为5V,则其最 大输出功率P为( )。 B.2W A.2.25W C.1.56W D.1W 【分析】 此题考察的是OTL.电路最大功率的计算: 【解】 因为中点电位不是为 2 ·107. 单招零距离·电子电工专业综合 所以V.=min[12-5,5]-Vs=4(V),P= 2R. -1(W)。所以此题答案选D。 【点拨】解决这类题目要考虑以下三点:①OTL电路是单电源供电;②三极管饱和压降 Vs;③V取小值。 【变式训练】1.某OTL功率放大器中,电源电压V。-24V,三极管U.=1V,中点电位为 15V,R-16O,则其最大输出功率P为( )。 A.1W B.2.25W C.2W D.1.56W 【变式训练】 2.某功放电路如图2-7-1所示,功放管饱和压降U.s=1V,其最大输出功率 P为 )。 A.0.25w B.0.5W C.0.56W D.2.25W 。 +V12V) 0.1f 图2-7-1 图2-7-2 【例2】 一个用集成功放LM384组成的功率放大器如图2-7一2所示,已知a.为正弦信号, 不失真最大输出电压(峰一峰值)可达12v2V,则当R. =80时,最大不失真输出功率P为 W.若电路在通频带内的电压增益为40dB,则输出功率最大时的输入电压有效值“为 mV. 【分析】此题考查的是集成功放LM384相关使用,这题构成的是OTL电路。 【解】(1)不失真最大输出电压(峰一峰值)为12V。 (2)因为V.=6V,所以由公式P= 2R. (3)因为该电路电压增益为40dB,即电压放大倍数为100,而最大输出电压峰值为6V,所以最 大输入电压峰值为60mV,有效值为30②mV。 【点拨】 1 这类问题要注意以下三点:①集成功放LM384构成的是哪类功放电路;②对最大功 率输出的计算要理解,不能死套公式;③增益与电压放大倍数的区别。 【变式训练】3.一个用集成功放TDA2030组成的功率放大器如图2一7一3所示,所接的负载 电阻R,三8O。则该电路的名称及最大不失真输出功率分别为( ). A.OTL,6.25W B.OCL.12.5W C.OCL.6.25W D.OTL.12.5W .108. 总复习方案·第四部分 电子线路 +10 *18V TDA2030 200 -10 -1 图2-7-3 图2-7-4 【例3】 OCI功放电路如图2-7-4.所示 (1)静态情况下,应调整什么元件,使A点电位为零?如出现交越失真,应调整什么元件? (2)负载R,上最大不失真输出功率P。为多少? (3)如射极输出器的A =1,u. =14.14sinu(V),则负载R 上的输出功率为多少? 【分析】此题考查的是交越失真的克服以及最大功率、一般功率的计算。 【解】(1)A点电位调R:或R,交越失真调R。 V (2)Pn一 182 2R. 2X8 一20.25(W) (3).u-14.14sina(V) Av=1 ..V-14.14(V) 2 14.142-6.25(W) 2R. 2X8 【点拨】 最大功率和一般功率的差别。 【变式训练】 1 4.OTL功放电路如图2-7-5所示,已知V。-12V,R. =80 (1)静态情况下,A点电位为多少?如果A点电位偏高应如何调整? (2)如果输出信号出现交越失真应如何调整? (3)负载R上最大不失真的输出功率P多大? (4)当功放的A=2,u =1.414sint(V)时,负载R. 上的实际输出功率为多大? 2 V 图2-7-5 .109. 单招零距离·电子电工专业综合 盲点点击 互补对称式OTL功放如图2-7-6所示,三极管均为硅管,当负载电流i.一0.45sinat(A)时, 试求: (1)负载获得的功率P。。 (2)电源提供功率P。 (3)每个输出管耗P。。 (4)输出效率。 【错解】 在计算电源提供的功率P。时 2 按照公式P。一 πR 【分析】 上面做错的原因是死记硬背公式,没有看清题意。 图2-7-6 【正解】(1)·:io一0.45sin(A) .I-0.45AP一 2 -×35-3.54(W) (2)因为P。一V-I.,其中I.是集电极电流的平均值,根据公式 V.21二 D. 2 2 。 P_-P。_ 5.02-3.54 (3)P一 -0.74(W) 2 (4)根据公式一 P。二 3.54 一70.5% 5.02 实战演练 一,选择题 1.当功放的输出信号最大时,甲类与乙类功放电路的管耗分别为 )。 A.取最大值和最小值 B.取最小值和不取最值 C.取最小值和最大值 D. 取最大值和不取最值 2.甲类功放的优点是( )。 A.无优点,不实用 B.单管工作,电路简单,失真很小 C.存在交越失真 D.效率高 3. 某OTL功率放大器中,V=12V,U.=1V,中点电位为7V,R. =8O,则其最大输出 功率P为()。 A.2.25W B.2W C.1.56W D.1W 4.如图2一7一7所示功放电路中,当u.为正半周时,则( )。 A.V.导通 V。截止 B.V:截止 V_。导通 C.V导通 V。导通 D.V.截止 V。截止 .110. 总复习方案·第四部分 电子线路 -12V 1 图2-7-7 图2-7-8 5.某OCL功放电路,要在R.三8O的负载上获得9W的最大理想不失真输出功率,且功放管 的饱和压降Vs-2V,应选电源电压是( )。 B.14V A.12V C.16V D.24V 6.如图2-7-8所示,V。管和V。管的饱和管压降为|Ucs |-3V,负载R.-80,V= 15V。则最大不失真输出功率P.及此时的输入电压的有效值分别为( )。。 B.9W,62V C.18W,12V A.18W,6/②V D.9W,12V 7.如图2一7一9(a)所示电路的输入信号u为正弦波,输出u.波形如(b)图所示。为减小失真 应( ) B.调小R A.调大R C.调大R D.调小R2 _。 +1V o-18V a (h) () 图2-7-9 图2-7-10 8.如图2-7-10所示OCL.功放电路中,V。和V。的饱和压降U.s-2V,其最大不失真功 率及在动态时出现交越失真应调整的元件分别是( )。 B. 16W,R2 C.32W,Rt A.16W,Rt D.32W,R 9. 如图2-7-11所示OTL.电路中V。=12V,三极管VT、VT。的饱和压降为2V,激励级 增益为20dB,若输入信号峰峰值为1V且VD。、VD. 短路时,则输出电压u.波形为( 、。 .111· 单招零距离·电子电工专业综合 #t## ) b ) OL 图2-7-11 A.(a) B.(b) C.(c) D.(d) 二、判断题 1.甲类功率放大器一般采用变压器耦合而不采用电容耦合,以便于提高电压放大倍数 2. 甲类功放音量越大耗电量越大。 3.甲类功放的最大管耗为最大不失真输出功率的0.4倍 4.单管甲类功率放大器的负载R,减小一倍,最大输出功率将增大一倍。 5.乙类功率放大电路和甲类放大电路一样,输入信号愈大失真愈严重,输入信号小时,不产生 失真。 __。__ 6.乙类推挽功率放大器在输出功率最大时,功放管的损耗并不最大。 ~~~~ 7.乙类功放电路输入信号越大时,输出功率也越大,管耗也越大。 8.功率放大器中出现的非线性失真就是交越失真。 9.乙类放大电路中若出现失真现象一定是交越失真。 10.在OTL功放电路中,接入自举电容的目的是为了加强信号的耦合。 11.OTL.功放电路中,在原扬声器两端并接一个同样的扬声器,则总的输出功率不变。 12.功率放大器功率放大倍数一定比电压放大器功率放大倍数大 三、填空题 1.某一甲类功放电路,其最大输出功率为4W,则电源提供的功率P。二 W,此时管 耗P_一 W;当因输入信号改变而使输出功率减小到P。一2W时,则此时管耗P。一 W,效率 2.功率放大电路的电源电压为V.,负载为R.,晶体管的饱和压降可忽略。则当采用OCL电路 时的最大输出功率P=_;当采用OTL电路时的最大输出功率P= 3.某OTL.功放电路如图2-7-12所示,晶体管V、V。均为硅管,负载电流i.-0.9cosalA, W,电源供给的功率为 则电路输出功率P。为 W。 .112. 总复习方案·第四部分 电子线路 ## -6+30V +V b.v。 图2-7-12 图2-7-13 图2-7-14 4.某OTL功放R-8O,P =9W,若R =16O,则最大输出功率P为 5.某OTL功放R.-8O,P=9W,则中点电压为 V,电源电压为 V. 6.OTL.互补对称功率放大器如图2-7-13所示,三极管的饱和压降U=1V,则电路中 VT.、VT。的工作方式为 (选填:“甲类”/“乙类”/“甲乙类”/“丙类”),负载电阻R,上得 到的最大不失真输出功率P,为 W。 7.如图2-7-14所示OCL.功放电路中,V、、V。的饱和压降为2V,设V。。-12V,R. -80,则 电路最大不失真输出功率是 W:当u一8sinV时,电路的输出功率为 W。 8.OCL互补对称式推挽功率放大电路中,要想在8O的负载上得到9W的最大不失真输出功 率,应选用的电源电压为 V。 四,分析计算题 1.如图2-7-15所示电路中,已知V。-15V,V。和V。管的饱和管压降|Us -1V,输 人电压足够大。求 (1)最大不失真输出电压的有效值。 (2)最大输出功率P和效率n。 1H _-V. 图2-7-15 .113.总复习方案·参考答案 2.(1)26(V)(2)调整Rm使之减小 (3)调整Rm使之增大 C 3.(1)0(2)克服交越失真 (3)6.25(W) 4.(1)调大R,或调小R:。 (2)Vo、Ve、R,的作用是给Vn、VT2提供合适的静态 电流，以克服交越失真。C4的作用耦合输出信号，且充 当V2的电源。 3.(1)交流通路 (3)该电路的最大不失真输出功率 (VA-Ucs)2(5-2)2 2R =0.5625(W) 2×8 第八章 直流稳压电源 第一讲 串联型稳压电源 【变式训练】 (2)并联谐振 1.12V8.55V 电感三点式LC振荡电路 2.(1)20V(2)9~18V 4.(a)不能振荡。因为VB=0,不满足振幅平衡条 3.10V15V11.67V 件。 4.10V7.5V8.75V (b)不能振荡。根据瞬时极性法判断为负反馈，不满 5.12V18mA 足相位平衡条件。 6.9~18V3~48mA 第七章 功率放大器 7.12≈24V18~78mA 【实战演练】 【变式训练】 一、选择题 1.C2.A3.C 1.C2.B3.A4.A 4.(1)Va=6V调小Rm的值 二、判断题 (2)调大Rm(3)Pm=2.25W(4)P。=0.5W 1.×2.×3./4.×5./6./7.× 【实战演练】 8./ 一、选择题 三、填空题 1.B2.B3.D4.A5.B6.B7.A 1.电网电压波动 负载变动 8.B9.D 2.4.172 二、是非题 3.变化量 UBE UCE 1.×2.×3.×4.×5.×6./7.× 4.0.1 8.×9.×10.×11.×12.× 5.放大 电压串联负反馈 采样电压 三、填空题 6.30V12V 1.84625% 四、分析计算题 Va Vo 1.基准电压 比较放大 调整元件 采样电路 2.2RL 8RL 2.9～18V 3.6.488.6 3.(1)510V(2)1.075W1.075mA 4.4.5 4.(1)上负下正 5.1224 (2)带有放大环节的串联型稳压电路 6.甲乙类4 (3)R1=700(2)R2=200(n)(4)20(V)11 7.6.254 5.(1)8~24V(2)VA=24(V)VB=12.7(V) 8.12 Vo=6(V)VE=12(V)V.=5.3(V) 四、分析计算题 1.(1)9.9(V)(2)12.25(W);73.3% ·248·