乙类otl功率放大器仿真

《乙类otl功率放大器仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CDIO一级项目设计1、CDIO设计目的u设计乙类OTL功率放大器，并熟悉其设计原理，进行multisim的仿真。u利用555定时器设计信号发生器（方波，三角波，正弦波），并进行仿真。u通过设计与仿真进一步加强对有关理论的认识。u加深了对电路设计技巧及电子电路原理的理解。2、CDIO设计正文2.1功率放大器的设计2.1.1功率放大器的本质功率放大器即把前级放大器的弱信号放大，然后驱动一定的负载工作，例如喇叭等。而所谓的“乙类OTL功率放大器”即单电源供电，无输出变压器的在半个周期内导通的功率放大器。另外所谓的“推挽放大器”即利用两只特性相同的晶体管，使它

2、们都工作在乙类状态，其中一只晶体管在正半周工作，另一只在负半周工作，然后设法将两只管的输出波形在负载上组合到一起，得到一个完整的输出波形。2.1.2设计分析1、乙类功率放大器原理分析电路的工作原理图如图1所示。图1乙类OTL互补推挽电路原理图静态时要求两管无基极电流，即IB=0，K点电位为Vcc/2，VCE1=VCC/2，VCE2=—Vcc/2。 当输入电压Ui正半周时，两管基极电位同时升高，T2管发射结反偏截止，T1发射结正偏导通，io1在RL上得到正半周的输出电压vO；当输入电压Vi负半周时，两管基极电位Vb同时下降，T1发射结反偏截止，T2发射结正

3、偏导通，io2在RL上得到负半周的输出电压Vo，可见两管都工作在射极输出组态。在无输入电压Vi时，输出电压Vo第11页共11页CDIO一级项目设计为零，两管都工作在乙类放大状态。当一只管子导通时另一只管子截止，又称为互补推挽电路。在讨论图1输出波形时，忽略了功放管发射结的门坎电压(对硅管约为0.6V，对锗管约为0.2V)。实际上输入电压必须大于门坎电压时才有射极电流输出，输入电压低于门坎电压时没有射极电流输出，因此输出电压波形的正负半周交接处产生了失真，称为交越失真，如图2所示。图2交越失真电路图为了消除交越失真实际设计电路时采用图3电路，在图示电路中Q

4、3为前置放大器，Q1和Q2为互补对称放大器。R2与R3的作用在于为Q1和Q2提供一个合适的偏置，使在Ui=0时，K点的点位为Vcc/2，D1和D2的加入使得Q1和Q2在静态时处于微导通状态，从而消除了电路的交越失真。静态时，K点电位为Vcc/2，电容被充电到Vcc/2。若电容足够大，则在有信号输入时，可认为其上的电压保持不变，即相当于一个电压为Vcc/2的恒压源。Ui负半周时Q2导通而Q1截止，Q2集电极回路的直流电源电压为Vcc/2。Ui正半周，V3导通，而V2截止，Q2导电时依靠电容上的电压供电，Q2集电极回路的直流电源电压为-Vcc/2。R1R2R

5、3R4C1UiC2D1D2Q1Q3R59VCC30V4Uo¸R6KQ23第11页共11页CDIO一级项目设计图3消除交越失真的电路图2、设计要求当负载为8欧姆时，使输出波形在不失真的情况下输出功率至少达到0.5W，频率设置在低频范围内1K~50Khz左右。3、在multism里面的仿真与调试根据原理图在multisim里面进行电路的搭建，正确选择好电路元件后，其电路图形如图4所示。搭建好电路后按照设计要求对电路进行仿真调试。图4multisim仿真电路图根据前面的电路分析，在multisim里进行仿真调试，在调试过程中，减小R6输出波形会产生截止失真，减

6、小R3会产生平顶失真，增大R3会产生截止失真。调节R6与R3使当输入信号为零时输出端直流电压为Vcc/2即可，此时静态满足要求。然后利用信号发生器输入一个小信号，因为驱动负载一般为喇叭，其电阻一般选择8欧姆即可输出功率为0.5W左右。根据已学知识可知输出功率Pomax=Vom2/2RL，则输出电压Vom应达到2.8V左右。因此调节输入信号电压当输入信号电压为23mv左右时，输出的Vom为2.83且波形不产生失真，故能够满足要求。对于频率，当频率过小时输出端的电压会与输入端的电压产生相位差，而当频率达到10K以上时相移较小，基本上可以忽略。若考虑到人耳能够

7、听到的频率一般为20~20Khz，故所加频率也不能太大。按照上述分析设置仿真参数，信号发生器输入设置为23mv，频率为15Khz。设置好后，点击示波器可观察到如图5所示的输出波形第11页共11页CDIO一级项目设计，其中红色线条代表输入端信号的大小，绿色线条代表输出端信号的大小。图5仿真结果图由示波器可观察到输出端的电压最大值为2.85V，则根据Pomax=Vom2/2RL可得：Pomax=2.852/16=0.507W由此可看出电路大到了设计要求。2.2利用555设计信号发生器（方波、三角波、正弦波）2.2.1555芯片介绍555定时器是一种集模拟、数

8、字于一体的中规模集成电路，可以将输入的模拟信号变化为一定的数字信号输出，因而广泛