静态工作点对失真的影响

时间：2024-10-21 百科知识版权反馈

【摘要】：如图5－65所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管VT1组成推动级，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功放电路。VT1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。C2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。由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受OTL功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真，R0作为失真时的输入匹配电阻。

实验十七　低频功率放大器——OTL功率放大器

一、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．加深理解OTL电路静态工作点的调整方法。

3．学会OTL电路调试及主要性能指标的测试方法。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表

3．毫伏表

4．直流毫安表

5．信号发生器

三、实验原理

如图5－65所示为OTL低频功率放大器。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功放电路。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I_C1由电位器R_W1进行调节。I_C1的一部分流经电位器R_W2及二极管D，给VT₂、VT₃提供偏压。调节R_W2，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R_W1来实现，又由于R_W1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。

图5－65　OTL功率放大器实验电路

当输入正弦交流信号U_i时，经VT₁放大、倒相后同时作用于VT₂、VT₃的基极，U_i的负半周使VT₂管导通（VT₃管截止），有电流通过负载R_L（用嗽叭作为负载R_L，嗽叭接线如下：只要把输出U_o用连接线连接到插孔LMTP即可），同时向电容C₀充电，在U_i的正半周，VT₃导通（VT₂截止），则已充好电的电容器C₀起着电源的作用，通过负载R_L放电，这样在R_L上就得到完整的正弦波。

C₂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。由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受OTL功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真，R₀作为失真时的输入匹配电阻。调节电位器R_W2时影响到静态工作点A点的电位，故调节静态工作点采用动态调节方法。为了得到尽可能大的输出功率，晶体管一般工作在接近临界参数的状态，如I_CM，U_（BR）CEO和P_CM，这样工作时晶体管极易发热，有条件的话晶体管有时还要采用散热措施，由于三极管参数易受温度影响，在温度变化的情况下三极管的静态工作点也跟随着变化，这样定量分析电路时所测数据存在一定的误差，我们用动态调节方法来调节静态工作点，受三极管对温度的敏感性影响所测电路电流是个变化量，我们尽量在变化缓慢时读数作为定量分析的数据来减小误差。

※OTL电路的主要性能指标：

1．最大不失真输出功率P_om

理想情况下在实验中可通过测量R_L两端的电压有效值，来求得实际的

2．效率η

P_E——直流电源供给的平均功率

理想情况下η_max＝78．5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流I_dc（多测几次I取其平均值），从而求得

P_E＝U_CC·I_dc　　　　　（17－3）

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。

3．频率响应

详见实验二有关部分内容。

4．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U_i之值。

四、实验内容

1．连线

按图5－65正确连接实验电路，输出先开路。

2．静态工作点的测试

用动态调试法调节静态工作点，先使R_W2＝0，U_S接地，打开直流开关，调节电位器R_W1，用万用表测量A点电位，使再断开Us接地线，输入端接入频率为f＝1kHZ、峰峰值为50mV的正弦信号作为U_S，逐渐加大输入信号的幅值，用示波器观察输出波形，此时，输出波形有可能出现交越失真（注意：没有饱和和截止失真），缓慢增大R_W2，由于R_W2调节影响A点电位，故需调节R_W1，使（在U_S＝0的情况下测量）。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出极静态电流I_C2及I_C3，但该电流过大，会使效率降低，所以通过调节R_W2一般以50mA左右为宜。通过调节R_W1使（在U_S＝0的情况下测量）。若观察无交越失真（注意：没有饱和和截止失真）时，停止调节R_W2和R_W1，恢复U_S＝0，测量各级静态工作点（在I_C2、I_C3变化缓慢的情况下测量静态工作点），记入表5－28。