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  • 1 # 使用者9069971747367

    “OTL功率放大器”設計報告

    一個電子系統總要帶上一定的輸出系統,例如使揚聲器發出聲音等等。為了使負載能正常工作,與負載相連的最後一級放大電路不僅要向負載提供足夠的電壓,還要向負載提供足夠的電流,即提供足夠的功率,因此放大電路的最後一級一般稱為功率放大器,簡稱為功放級。在通訊系統和各種電子裝置中有著廣泛的應用。

    由於我家的收音機的功放部分壞了,我想設計一個功放修好它,看了幾本參考書,知道了有關功放方面以下幾個知識點:

    一、我對低頻功率放大器的幾點認識

    1、低頻功率放大器的幾個主要指標要求

    即:輸出功率,效率和非線性失真。

    [1]輸出功率要足夠大。功率放大器的基本任務是放大訊號功率,所以它是主要的技術指標也就是保證向負載輸出足夠大的訊號功率。為此,要求電晶體必須提供儘可能大的電壓和電流,它經常要早接近管子的極限狀態下工作。這樣設計功率放大器時,首先要根據輸出功率的大小,選擇合適的電晶體,以保證在大功率輸出下管子能正常工作。

    [2]效率要高。功率放大器實質上是把小輸入訊號放大成大輸出功率訊號,這是一個將電源電能轉化為訊號能量,輸送給負載的過程。因此在電路中,存在一個轉換效率問題。如果能把電源供給的直流功率較多地變成交流輸出功率則電路的效率就高。反之,電路效率就低。

    [3]非線性失真小。功率放大器的電晶體工作在大訊號放大狀態,管子輸入和輸出特性曲線都存在著非線性,不可避免地會產生非線性失真。應當正確選擇管子的靜態工作點和集電極等效負載電阻(RL’),另外根據輸出功率的大小,適當選擇激勵級的內阻Rs(輸出電阻),也可減少非線性失真。

    2、功率放大器的種類和特點

    功率放大器由於三極體工作狀態和電路形式不同,可分成不同的種類,按電晶體工作狀態可分為:甲類,乙類和甲乙類。所謂甲類是指在整個訊號週期內電晶體一直是導通的,它的集電極總有電流流過;乙類是指在訊號的半個週期內電晶體導通,另半個週期電晶體截止;而甲乙類是公於甲類和乙類之間,電晶體導通時間大於半個週期,小於一個週期。按電路形式分:有輸出變壓器耦合功率放大器和(OTL)無輸出變壓器耦合功率放大器。

    無輸出變壓器的乙類推輓功率放大器簡稱為OTL電路。相當於採用輸出變壓器的乙類推輓功率放大器而言,OTL電路具有便於整合化,頻率性好等優點。

    二、課題技術指標

    輸出功率Po = 1W 負載(喇叭阻抗)RL= 8 歐姆

    三、設計OTL功率放大器

    1、OTL功率放大器設計原則

    1、設計指標的給出:

    輸出功率Po=1W;負載電阻RL =8歐姆

    2、電路設計

    圖中,是我設計的功放輸出級,它由互補對稱電路組成,T1是NPN型管,T2是PNP型管,當Vi在正半周時,T2截止,T1導通。T1有放大作用,電流I1流過負載RL。在Vi負半周時,T1截止,T2導通。T2有放大作用,I2流過負載RL。這種電路無論哪個管子工作,都相當一個射級輸出器,使輸出電流足夠大,而且輸出電阻很小,負載可以得到很大的有效功率 。這種電路利用兩隻特性對稱的反型管相輔組成,互相補足來完成推輓放大的功能,我們家他為互補對稱電路。

    但是,由於每隻管子輸出電壓Vbe和IC之間都不是理想線性關係,並且都是死區電壓VT。為次,在管子的基極和發射級之間,應加有一定的靜態偏壓VBE,以便克服交越失真。

    3、設計步驟

    (1)決定電源電壓Ec

    根據輸出功率和負載的設計要求,已知Pom=1W ,RL=8歐姆

    所以 Ec=(8PomRL)1/2=10V

    (2)選取R16和R17

    R16和R17是射極電流電阻,主要用來穩定靜態工作點,一般取:

    R16= R17=0.5歐姆。

    (3)選擇大功率管T1和T2 SD05C

    選取大功率管只要考慮三個引數,即電晶體C-E極間承受的最大反向電壓BVCEO,集電極最大電流ICM和集電極最大功耗PCM。

    (A) 當電源電壓EC確定之後,T1和T2承受的最大反壓:

    VCEMAX=EC

    (B) 若忽略管壓降,每管最大集電極電流為:

    IC1MAX=(EC/(RL+R16))/2

    因為T1和T2的射級電阻R16和R17選得過小,符合管穩定性差,過大又會損耗較多的輸出功率。一般取:

    R16=R17=(0.05-0.1)RL

    (C) 單管最大集電極功耗:--

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