OTL互补对称功率放大器

OTL 互补对称功率放大器
一 、实验目的
1、熟悉OTL 互补对称功率放大器的工作原理。
2、学习功率放大器最大不失真功率和效率的测量方法。
3、了解自举电路对输出功率和效率的影响。
二、预习要求
1、阅读本实验的实验原理与实验要求，弄清OTL 互补功率放大电路的工作原理。
2、在理想情况下，估算试验电路图10-1 的最大输出功率Pom,直流电源供给的功率PE和管耗PT。
三、实验原理和实验电路
功率放大器的作用是向负载提供一定的输出功率，所以功率放大器不仅考虑输出电压的大小，
而且要考虑输出电流。功率放大器从电路形式上可分为：变压器耦合的功率放大器和互补的对称
的放大器，由于互补对称功率放大器具有效率高、体积小、重量轻、成本低的特点，所以目前大
多采用沪部队琛的功率放大器，互不对称的功率放大器又分为OTL 功率放大器（单点源）和OTL
功率放大器（双电源）。功率放大器按输出管的工作状态又可分为甲类、甲乙类、和乙类。本实验
采用的是OTL 互补对称的功率放大器，工作在甲乙类接近乙类。
1、实验电路
图10-1 时简单得OTL互补对称的功率放大器，他由T1、T2、T3等元件组成。信号由C1输入之
T1管基极，T1是前置放大级，又称推动级，它是一级共射极电路，RW、R1时T1管的偏置电阻，R2、
R3是集电极负载电阻，T1管的集电极输出加到输出管T2、T3的基极，D1、D2是导通的的，目的是
通过D1、D2正向导通电压为T2、T3的发射结提供偏置电压。T2是NPN管，T3是PNP管，要求T2、T3
的参数对称。T2、T3发射极通过限流电阻Re2、Re3相连，A电为输出端，Rw是负反馈电阻，用来稳
定工作点和减小波形失真，调节Rw可是输出端A点电压UA=Vcc/2，所以A又称为中点。输出信号由
中点（A点）输出，经输出端耦合电容C2加载到负载RL。
电路参数：
R1=5.1kΩ,R2=680Ω,R3=150Ω，Rw=100kΩ（*号代表欧）
Re1=51Ω,Re2=Re3=1Ω,RL=8Ωμ C1=10μF,C2=1000μF
Ce=C3=100μF
D1D2=2AP1，Vcc=6V

图 10-1
对于输入信号ui=Umsinwt的负半周，经T1管倒相放大后变为正半周加到T2、T3管的基极，使T2管
导通，T3截止，通过T2管的电流随输入信号变化，并经C2流过负载RL,形成输出信号的正半周，经
T1倒相后变为负半周加到T2、T3管的基极，使T2截止，T3导通，此时C2的充电电压起电源作用，经
T3向负载RL放电,形成输出信号的负半周。ui周而复始的变化，T2、T3交替工作，便再R1上得到完
整的正弦波。
C3、R3组成自举电路，其作用是为了提高最大不失真输出功率，因为若无C3、R3存在T2导通时，
随输入信号的减小，T2基极电压逐渐升高，中点电位UA应逐渐接近电源电压Vcc,而由于R2的存在
T2管的基极电位永远小于Vcc,这就限制了T2管基极电流的增加和流向负载的电流，负载上也得不到
足够的电压变化量，要解决上面存在的问题，一是提高基极电源电压，二是在电路中结了R3、Vcc
组成了自举电路。在无信号输入时，电容C3两端的电压为Uc3=Vcc-UR3-UA≈Vcc-1/2Vcc=1/2Vcc,一般
C3的容量为几百μF,由于C3、R3放电时间常数足够大，所以C3上始终保持由Vcc/2 左右的直流电压。
当有信号输入时，T2导通并趋于饱和，UA逐渐升高，此时B点电位UB=Uc3+UA,UA升高时UB也随之
升高，此时B点电位UB=Uc3+UA,UB升高时T2的基极电流Ib2随之增大，从而提高了输出电压和输出
电流，是最大不失真功率得到提高。C3成为自举电容，R3是隔离电阻使C3与电源隔离。
2、输出功率和效率及测量方法

（1）最大不失真输出功率Pomax及测量方法：
对于输入信号Ui的负半周，T2导通，虽T2基极输入信号的增大，T2趋于饱和，中点电压
UA=Vcc-Vces2-Ic2R4≈Vcc,负载RL上的最大电压Uom=Vcc-Vc2=(1/2)Vcc,最大输出电流IM=(1/2)Vcc/RL；对
于输入信号Ui的正半周，T3导通，虽Ui增大，UA逐渐趋于零，R1上得到的最大输出电压
Uom=Vc2-Vces3-Ic3R5≈(1/2)Vcc,最大输出电流IM=(1/2)Vcc/RL；最大输出功率为负载两端电压的有效值与通过夫在电流有效值的乘积，在不考虑T2、T3的饱和压降时，最大不失真输出功率为:

（2）功率放大器的效率与测量：
电源提供的功率等与电源电压与一个周期内电流平均值的乘积。由于在一个信号周期内只有半
个周期T2截止，故一个周期内只有半个周期电源提供电，所以平均电流为：

四、实验仪器
脉冲/函数发生器 一台
毫伏表 一台
示波器 一台
失真度测量仪 一台
万用表 一块
模拟电路实验学习机 一台
五、实验内容
1、按图10-1 所示的实验电路在模拟电路实验学习机插件板（面包板）区连接电路。