负反馈放大电路的设计与仿真_课程论文

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1、SHANGHAIUNIVERSITY课程论文COURSEPAPER装订线题目:仿真设计与分析学院机自学院学号11122558学生姓名于严严授课教师邵勇一功率放大电路仿真一.OTL功率放大器的原理如图1所示为OTL功率放大器。其中由晶体三极管VT1组成推动级（也称前置放大级），VT2、VT3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功率放大电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。VT1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RP1

2、(RP1)进行调节。IC1的一部分流经电位器RP2及二极管VD，给VT2、VT3提供偏压。调节RP2，可以使VT2、VT3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PR1来实现，又由于RP1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。C4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。图1OTL功率放大器当输入正弦交流信号ui时，经VT1放大、倒相后同时作用于VT2、VT3

3、的基极，ui的负半周使VT2管导通（VT3管截止），有电流通过负载RL，同时向电容C2(C2)充电，在ui的正半周，VT3导通（VT2截止），则已充好电的电容器C2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，其波形如图所示。在仿真中若输出端接喇叭，在仿真时只要输入不同的频率信号，就能在喇叭中能听到不同的声音。2.OTL电路的主要性能指标1）最大不失真输出功率Pom：理想情况下，在电路中可通过测量RL两端的电压有效值UO或RL的电流来求得实际的2）效率η：PV-直流电源供给的平均功率，理想情况下，

4、ηmax＝78.5％。可测量电源供给的平均电流IdC，从而求得Pv＝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。在仿真平台上也可用功率表分别测出最大不失真功率和电源供给的平均功率。二、虚拟实验仪器及器材双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器三、实验内容与步骤1.如下图2所示的电路图图2OTL功率放大电路2．静态工作点的调整分别调整R4和R1滑动变阻器器，使得万用表XMM2和XMM3的数据分别为5---10mA和2.5V，然后测试各级静态工作点填入下表：（注意，信号发生器

5、的大小为0）Ic1=Ic2=7.56mA，U12=2.5Q1Q2Q3Ub0.83V3.22V1.76Uc1.76V5.00V2.51VUe0.15V2.51V0V3．测量最大不失真输出功率理想情况下，最大不失真输出功率，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际的。或通过测量流过RL的电流有效值，来求得实际的。如下图3所示。图(a)RL两端的电压有效值图(b)流过RL的电流图3Pom的测量4．测量功率放大器的效率η，其中是直流电源供给的平均功率。理想情况下，。在实验中，可测量电源供给的平均电流IDC，如图3.

6、7-4所示，从而求得Pv＝UCC·IdC.。图4电源供给的平均电流IdC在本例中也可用两块瓦特表分别测量电源供给的平均功率Pv及最大不失真输出功率Pom，其图标和面板如图5所示。该图标中有两组端子，左边两个端子为电压输入端子，与所要测试电路并联，右边两个端子为电流输入端子，与所要测试电路串联。图5瓦特表图标和面板5．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Vi之值。6．频率响应的测试实测幅频率特性如下图所示：其中：fL=242Hz，fH=3.45MHz。四、实验分析1．理想情况下，最大不失真功率为，而实

7、测功率只有1.25mW，主要原因是功率三极管的管压降比较高，实际输出最大电压不到1V。2．由于功率输出电路直流工作电流较大，几乎工作在甲类状态，加上三极管管压降较高，电源提供的功率大部分由三极管消耗了，所以实测效率较低。负反馈放大电路的仿真一、实验元件2N2222A三极管（2个）、1mV10KHz正弦电压源、12V直流电压源、10uF电容（5个）、5.11%负反馈电阻、3.05%集电极电阻（2个）、1.501%电阻、1.401%电阻、1.001%负载电阻、1001%电阻、20.01%基极电阻（2个）、10.01%基极

8、电阻（2个）、开关、万用表、示波器等。二、实验原理由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，本次实验采用了实验一的数据，所以可不必重新调节静态工作点。在实验电路中引入电压串联负反馈，将引回的反馈量与输入量相减，从而调整电路的净输入量与输出量，改变电压放大倍数、输入电阻与输出电阻。参