项目三放大电路认知及应用 1.能识读和绘制基本共射放大电路; 2.能够搭接基本共射放大电路、会调整静态工作点; 3.搭接分压式偏置放大 器并进行调试;4.能识读OTL、OCL功率放大器的电路图;5.能够制作、调试简单的功率放大器.技能目标1.掌握三极管共射放大电路的 构成,静态分析和动态分析;2把握分压偏置式共射式放大器工作原理和分析方法;3了解温度对放大器静态工作点的影响;4.了解共集、共基放 大电路的构成和特点,多级放大器工作原理,参数及连接方式;5.了解场效晶体管工作特点及其与晶体管的差别; 6.了解低频功率放大电路的 基本要求和分类。知识目标技能实训1基本共射极放大电路制作 知识链接技能实训技能实训3 OTL功率放大电路制作 知识点1 三极管 基本放大电路 知识点3 多级放大电路 知识点2 场效应管放大电路 技能实训2 分压式偏置放大电路制作 知识点4 功率放大电路 技能实训1 基本共射极放大电路制作一、认识电路二、元器件的选择与测试筛选后未用到的元器件 三、电路制作与调试1.按电路原理图的结构 在单孔印制电路板上绘制电路元器件的布局草图。2.按工艺要求对元器件的引脚进行成形加工。3.按布局图在印制电路板上依次进行元器件的排 列、插装。4.按焊接工艺要求对元器件进行焊接,直到所有元器件连接并焊完为止。5.焊接电源输入线(或端子)和信号输入、输出端子。5. 要求:(1)不漏装、错装,不损坏元器件。(2)无虚焊,漏焊和桥接,焊点表面要光滑、干净。(3)元器件排列整齐,布局合理,并符合工艺 要求。具体可参考图4-2的基本共射极放大电路实物装接图,其中色环电阻器、采用水平安装,应贴紧印制电路板;三极管的安装距离电路板高度 3-5毫米;电解电容采用立式安装,电容器底部尽量贴紧印制电路板,注意极性,同时也要注意与三极管连线不要太长,防止信号衰减太多,影响 放大效果。四、电路测试与分析装接完毕,检查无误后,用万用表测量电路的电源两端电阻,若无短路,方可接5V电源。加入电源后,如无异常现 象,可开始调试。1.先不接直流电源,将Rp1调到3k。2.接入直流电源(ui、RL不接入)。3.调整静态工作点,调节Rp2,使UR p1 = 3V。4.ui输入有效值为10mV,频率为1KHz的正弦交流信号,用示波器观察输出信号是否失真。如果失真,略调RP2消除 失真。 5.观察电路参数变化对交流放大电路的影响:按表4-3的要求改变参数,用示波器观察放大电路的输出电压uo波形和幅值,用数字万 用表直流档测量静态参数UR1、UCE、URp1,用交流毫伏表测量输出电压有效值Uo。并将观察波形及测试值记录在表4-3中。6.在R p1为3KΩ,RL开路的状态下,增加输入信号有效值至50mV,调节Rp2。当Rp2增大、减小时,观察并记录失真波形,并分析是饱和失 真还是截止失真。7.在Rp1为3KΩ,RL开路的状态下,增加输入信号有效值至50mv,改变Rp2,用示波器观察波形,使波形不失真。 调节Rp1,使Rp1增大或减小,继续观察波形,分析Rp1在电路中的作用:________。技能实训2 分压式偏置放大电路制作 一、 认识电路二、元器件的选择与测试筛选后未用到的元器件 三、电路制作与调试装配注意事项1.按电路原理图熟悉印制电路板上电路元器件的布局 。2.按工艺要求对元器件的引脚进行成形加工。3.在印制电路板上依次进行元器件的排列、插装。4.按焊接工艺要求对元器件进行焊接,直到 所有元器件焊完为止。5.焊接电源输入线(或端子)和信号输入、输出端子。6. 要求:(1)不漏装、错装,不损坏元器件。(2)无虚焊, 漏焊和桥接,焊点表面要光滑、干净。(3)元器件排列整齐,布局合理,并符合工艺要求。注意:具体可参考图4-4分压式偏置放大电路装配效 果图,其中色环电阻器采用水平安装,应贴紧印制电路板,电阻色环方向标志方向应一致;电解电容采用立式安装,注意极性,电容器底部尽量贴紧 印制电路板,同时与三极管连线不要太长,防止信号衰减太多,影响放大效果;三极管应该立式安装,引脚高度3~5mm,极性安装正确。四、电 路测试与分析1.静态工作点的确定、动态参数的测量按图4-5连线,接线后用万用表测量电路的电源两端,若无短路,方可接入9V电源。加入 电源后,如无异常现象,可开始调试。(1)动态参数的测量断开S2、接上R4后,再接入工作电源(ui、RL不接入)。调节Rp1和输入信 号uS的幅度,并用示波器观察uo波形的变化。若Rp1调到某一位置使UCE≈6V左右时,再调节的大小,若加大信号幅度能使uo正负两半 波同时出现失真,而减小信号幅度又能使正负两半波的失真同时消失,则说明此时的静态工作点已基本处于放大器交流负载线的中点,放大器的动态 范围已趋向最大。保持Rp1值不变(此时Rp1达到最大动态范围值),按表4-7中所给定的RL及发射极电阻Re的不同数值,用示波器同时 观察ui和uo的波形(两波形的相位线要重合),并比较相位。调节的大小在波形不失真的条件下,用毫伏表分别测量、及,将上述测量及计算填 入表4-7,即可得到动态参数。(2)静态工作点的测量 用示波器观察输出波形,调节Rp1,使输出波形保持最大且不失真状态,用数字式万 用表的直流电压档(DC)或电阻档,按表4-8的要求进行测量,即可得到静态工作点。2.研究静态工作点对放大器失真的影响(1)按图4- 5连线,将开关S2断开(不接负载),电位器Rp1调至接近最小,在放大器输入端加入1KHz正弦波信号,并由零开始逐渐增大,用示波器观 察放大器输出电压uo的波形,直至uo的某个半波产生较明显的失真为止。记下此时的波形,并测量三极管集射极两端的直流电压UCE,记入表 4-13中。(2)将电位器Rp1调至接近最大,再测出此时的输出波形及UCE,同样将数据及波形记入表4-9中。技能实训3 OTL功率 放大电路制作 一、认识电路二、元器件的选择与测试筛选后未用到的元器件 装配注意事项1.按电路原理图熟悉印制电路板上电路元器件的布局 。2.按工艺要求对元器件的引脚进行成形加工。3.在印制电路板上依次进行元器件的排列、插装。4.按焊接工艺要求对元器件进行焊接,直到 所有元器件焊完为止。5.焊接电源输入线(或端子)和信号输入、输出端子。6. 要求:(1)不漏装、错装,不损坏元器件。(2)无虚焊, 漏焊和桥接,焊点表面要光滑、干净。(3)元器件排列整齐,布局合理,并符合工艺要求。(4)连接线使用要适当。四、电路测试与分析装接完 毕,检查无误后,用万用表测量电路的电源两端,若无短路,方可接入9V电源。加入电源后,如无异常现象,可开始调试。1.静态测试调节电位 器Rp1,用万用表测量A点电位,使UA=Ucc/2。(1)测量Q3集电极的电位__________V。(2)测量Q1基极的电位__ ___________ V。2.输入端加入正弦信号测试从音频输入端加上一个峰-峰值为130mV(示波器上测出的值),频率1kHz 的正弦信号,此时应听到扬声器发出响声。用示波器测量输出端uo的峰-峰值电压为 ________ V,可求出uo相对于ui的电压放大 倍数为_________;电压增益为_________(dB)。3.具有稳定静态工作点的放大电路 4.共集、共基放大电路 2.基本 共射极放大电路1.放大器概述 知识点一三极管基本放大电路放大电路组成放大器的基本要求 (1)要有足够的放大倍数 放大倍数是衡量放 大器放大能力的参数,放大倍数有电压放大倍数(Av)、电流放大倍数(Ai)和功率放大倍数(Ap)三种。(2)要具有一定宽度的通频带 放大器放大的信号往往不是单一频率的,而是在一定频率范围内变化的。因此要求放大器具有一定宽度的通频带。(3)非线性失真要小 因为 放大电路中晶体三极管是非线性器件,在放大信号的过程中,放大后的信号与原信号相比,波形将产生畸变,这种现象称为非线性失真。(4)工作 要稳定 放大器的各参数要基本稳定,不随工作时间和环境条件(例如温度)的变化而变化;同时放大器在没有外加信号时,它本身也不能产生其 他信号,即不能发生自激振荡。放大电路的分类 (1)按三极管的连接方式分类,有共发射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器等。(2) 按放大信号的工作频率分类,有直流放大器、低频(音频)放大器和高频放大器等。(3)按放大信号的形式分类,有交流放大器和直流放大器等。 (4)按放大器的级数分类,有单级放大器和多级放大器等。(5)按放大信号的性质分类,有电流放大器、电压放大器和功率放大器等。(6)按 被放大信号的强度分类,有小信号放大器和大信号放大器等。(7)按元器件的集成化程度分类,有分立元件放大器和集成电路放大器等。基本共射 放大电路三极管的工作模式及应用三极管的电流分配关系和放大作用共发射极放大电路的组成及各元器件功能共发射极放大电路的组成及各元器件功 能静态工作点的计算:? = 100直流通路放大电路的非线性失真问题 因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特 性曲线上的线性范围,从而引起非线性失真。1. “Q”过低引起截止失真NPN 管: 顶部失真为截止失真。PNP 管: 底部失真为截 止失真。不发生截止失真的条件:IBQ > Ibm 。交流负载线2. “Q”过高引起饱和失真ICSNPN 管: 底部失真为饱和失真 。PNP 管: 顶部失真为饱和失真。IBS — 基极临界饱和电流。不接负载时,交、直流负载线重合,V ?CC= VCC不发生饱和 失真的条件: IBQ + I bm ? IBS基本共发射极电路的波形:IBQICQUCEQ4.动态分析消除非线性失真的方法①当静 态工作点偏高,IBQ偏大,出现饱和失真。要消除饱和失真,可将偏置电阻Rb增大,即可使IBQ下降,静态工作点下移。②当静态工作点偏低 ,IBQ偏小,出现截止失真。要消除截止失真,可将偏置电阻Rb减小,即可使IBQ上升,静态工作点上移。③为调节静态工作点,常将偏置电 阻设置成可调电阻,为防止可调偏置电阻调为零电阻时静态工作点电流过大引起三极管损坏,又常将可调偏置电阻与一固定电阻相串联。交流分析法 具有稳定静态工作点的放大电路 一、 电路组成VCC(直流电源):RB1 、RB2(基极偏置电阻):? 提供合适的基极电流RC(集电 极负载电阻):? 将 ?IC ? ?UC ,使电流放大 ? 电压放大RE(发射极电阻): ? 稳定静态工作点“Q ”CE(发射极 旁路电容):? 短路交流,消除 RE 对电压放大倍数的影响2. 静态工作点分析+ UBEQ ? +UCEQ?IBQI1ICQIEQ要求:I1 ? (5 ? 10)IBQUBQ ? (5 ? 10)UBEQ 方法 1:估算稳定“Q”的原理:T??IC??UE??UBE ??IB?IC ?3.动态分析源电压放大倍数2. 输入电阻3. 输出 电阻Ro = RC1. 电压放大倍数前面介绍的共射极放大电路是把基极作为输入端,集电极作为输出端,发射极是公共端,如果改变一下接法 ,还可组成共集电极和共共基极的放大器,。各种实际的放大器电路都是在这三种组态的基础上演变而来的。因此掌握这三种组态放大器的性能特点 是了解各种放大器性能的基础。共集共基放大电路 三极管放大器的基本组态(a)共发(b)共集(c)共基放大电路三种组态的比较三种组态特 性比较 知识点2场效应管放大电路自偏压式共源放大器电路 小信号放大电路的输入信号一般为毫伏甚至微伏量级,功率在1毫瓦以下。为了推动 负载工作,输入信号必须经多级放大后,使其在输出端能获得一定幅度的电压和足够的功率。多级放大电路的框图如图3-33所示。它通常包括输 入级、中间级、推动级和输出级几个部分。知识点3 多级放大电路AU=AU1×AU2×????×AUN极间耦合形式直接耦合电路简单,能 放大交、直流信号,“Q” 互相影响,零点漂移严重。阻容耦合各级 “Q” 独立,只放大交流信号,信号频率低时耦合电容容抗大。光电耦合 主要用于耦合开关信号,抗干扰能力强。变压 器耦合用于选频放大器、功率放大器等。第 3 章 放大电路基础多级放大电路参数= Au1 ·Au2 · · · AunAu1(dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + · · · + Aun (dB) 考虑级与级之间的相互影响,计算各级电压放大倍数时,应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!!!RiRoRi = Ri1Ro = Ro n第 3 章 放大电路基础功率放大器的 使用要求 Pomax 大,三极管尽限工作? = Pomax / PDC 要 高失真要小要有良好的散热装置,加保护电路项目五 装配音频功放知识点4 功率放大电路功率放大器的分类按工作状态分类的三种功放电路的比 较 甲类 乙类 甲乙类QQQ乙类工作状态失真大,管耗小,效率高。甲乙类工作状态失 真大,管耗小,效率较高。甲类工作状态失真小,管耗大,效率低。项目五 装配音频功放 乙类双电源互补对称功率放大电路( OCL)一、电路组成及工作原理ui > 0 V1 导通 、V2 截止iC1io = iE1 = iC1, uO = iC 1RLui < 0 V2 导通 V1 截止iC1io = iE2 = iC2, uO = iC2RL问题: 当 输入电压小于死区电压时,三极管截止,引起 交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。ui = 0时,V1 、V2 截止输出为0 。项目五 装配音频功放 甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路克服交越失真思路:电路:当 ui = 0 时,V 1、V2 微导通。当 ui < 0 (? 至 ?),V1 微导通 ? 充分导通 ? 微导通;V2 微导通 ? 截止 ? 微导通。当 ui > 0 (? 至 ?),V2 微导通 ? 充分导通 ? 微导通; V1 微导通 ? 截止 ? 微导通。项目五 装配音频功放 甲乙类单电源互补对称放大电路(OTL)— OTL电路(Output Transformerless )E电容 C 的作用:1)充当 VCC / 2 电源2)耦合交流信号当 ui = 0 时,当 ui > 0 时:V2 导通,C 放电,V2 的等效电源电压 ? 0.5VCC。当 ui < 0 时:V1导通,C 充电,V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。应用 OCL 电路有关公式时,要用 VCC / 2 取代 VCC 。项目五 装配音频功放OCL 电路和 OTL 电路的比较项目五 装配音频功放 |
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