模拟电子技术教学课件作者王连英电子教案习题解答第07章080729.doc

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1、第7章　功率放大电路本章基本内容、教学要点及能力培养目标本章在阐明功率放大的概念，讲述功率放大电路的组成、性能指标和分类的基础上，介绍了OTL、OCL乙类和甲乙类功率放大电路的基本电路、工作原理、分析计算、调试方法以及典型集成功率放大器的应用和调试方法，最后又对BTL和D类功率放大器作了简单介绍。学习本章之后，要求要了解功率放大器的特点、分类和主要性能指标；熟悉掌握OCL、OTL、BTL的电路形式和分析方法；了解几种集成功率放大器的简单应用。要能独立地设计、安装、测试制作一简单的功率放大电路。本章要讨论的问题●什么是功率放大电路？●功率放大电路和基本电压放大电路有什么区别？●功率放大

2、电路有哪些主要的特点和性能指标？●功率放大器有哪些类型？各有什么特点？●晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态是什么？●给定一个基本电路，如何估算出该电路的最大输出功率？●功率管如何选择？●如何调试OTL、OCL功率放大器？●D类功率放大器有什以优点？7.1功率放大电路的特点及分类重点内容1、功率放大电路的特点；2、功率放大电路的主要技术指标；3、功率放大电路的分类。难点内容功率放大电路的主要技术指标。课堂提问和讨论解答T7.1.1功率放大器有哪些特点?解答：一个放大器常常由电压放大器和功率放大器组成，如图7.1.1所示。图7.1.1　放大器方框图电压放大器的主要任务是不失真地提高输入信

3、号的幅度，以驱动后面的功率放大电路。而功率放大电路的任务则是保证信号在失真允许的范围内输出足够大的功率，以驱动负载。由此可见，通常功率放大器是工作在大信号状态，与前面讨论的小信号状态下的电压放大电路相比，有如下几个主要特点：（1）输出功率要足够大为了获得足够大的输出功率，要求功放管的电压和电流都要有足够大的输出幅度，因此，功放管常常工作在接近极限的状态下，但又不超过其极限参数V(BR)CEO，ICM，PCM。（2）效率要高从能量转换的观点来看，功率放大电路是将直流电源提供的能量转换成交流电能传送给负载。在能量的转换和传输过程中，必然有一部分能量损耗在电路耗能元件上，这就涉及到效率方面

4、的问题。这里的效率η是指负载得到的有用信号功率PO与电源VCC供给的直流功率PE的比值。即η＝PO/PE，这个比值越大，则功率放大器的效率越高。（3）非线性失真要小由于功率放大电路在大信号下工作，电压、电流摆动幅度大，容易超出管子特性的线性范围，产生非线性失真。因此，在实际的功率放大电路中，要采取措施减小失真，使之满足非线性失真的要求。对同一功率放大电路而言，非线性失真与输出功率是矛盾的，输出功率愈大非线性失真往往愈严重。在允许的非线性失真限度内如何获得尽可能大的输出功率，是设计功率放大电路时必需要考虑的问题。（4）采用散热和保护措施由于功放管要承受高电压和大电流，为保护功放管安全工

5、作，使用时必须安装合适的散热片，并要考虑过电压和过电流保护措施。另外，在分析方法上，由于功放管工作于大信号状态，不能采用小信号状态下的微变等效电路分析法，而应采用图解分析法。T7.1.2　功率放大器的主要技术指标有哪些？解答：工作于小信号的电压放大电路，三极管的参数近似为常量，非线性失真很小，对其主要要求是输出不失真的电压信号，故主要性能指标为Av、Ri和RO等。但工作在大信号状态的功率放大器，其主要性能指标既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率、较高的效率和较小的非线性失真系数。其主要技术指标有：（1）输出功率PO若输

6、出电压与输出电流的振幅分别为Vom与Iom，考虑到在功放中，一般Vom＝Vcem，Iom＝Icm，则如果输入信号幅度足够大，则输出功率将达到最大值Pom。若此时的输出电压与输出电流的振幅分别用Vcemm和Icmm表示，则（2）效率η功放工作时，直流电源提供的功率式中iC(AV)为ic的平均值，即其直流分量，当ic的正负半周对称时，ic(AV)＝Ic。注意，上式适用于单电源功放，若是双电源功放，则Pv应为二者提供的功率之和。而管耗显然，输出功率PO＝PE－PT定义功放的效率（3）非线性失真系数THD由于功放管输入特性和输出特性的非线性，当输入为正弦信号时，输出信号将是非正弦的。通过傅氏

7、级数的展开，非正弦的输出信号可分解为直流分量、基波分量和各次谐波分量之和。为了衡量非线性失真的程度，引入非线性失真系数式中Im1、Im2、Im3…和Vm1、Vm2、Vm3…分别表示输出电流和输出电压的基波分量和各次谐波分量的振幅。注意，在不同的场合，对非线性失真的要求也不同。例如，在测量系统和音响设备中，THD这个指标很重要；而在以输出功率为主要目的的工业控制系统中，THD就显得不那么重要了。T7.1.3功率按不同的标准有哪些分类?解答：功率放大电路类型很