OTL运算放大电路调制实验报告.doc

北 京 邮 电 大 学实 验 报 告课程名称 电子测量与电子电路实验实验名称 OTL功率放大电路的设计与调测通信工程专业23班 姓名 教师 成绩 2011年12月7日OTL功率放大电路的设计与调测一）实验目的（1）进一步理解OTL功率放大器的工作原理；（2）学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法；二）实验器材实验器材型号用途编号直流稳压电源HT1712F提供稳定电压的直流电源万用表MF500-B测量电阻，交流与直流的电流和电压双踪示波器SS-7804测量两列波的相位差毫伏表YB2173F测量电压信号有效值信号发生器GFG-8219A能产生某些特定的周期性时间函数波形实验箱CCA-II练习装配电路的过程三）预习思考题（1）简述OTL电路工作原理答：T1，T2为一对参数对称的MPM和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路，由于每一个晶体管都接成射级输出器形式，因此具有输出阻抗低，负载能力强等优点，适合于做功率输出级。二极管D1，D2可以是T1,T2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UA=VCC/2。当输入正弦交流信号ui时，同时作用于T1、T2的基极，ui的负半周使T1管导通（T2管截止），有电流通过负载RL，同时向电容Co充电，在ui的正半周，T2管导通（T1管截止），则已充好电的电容Co起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。电容C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。（2）为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围？答：如图引入由R4和C3组成的自举电路。静态时C3充有上正下负的电压Vc3=VR3+VBE1，由于C3的充、放电时间常数远大于信号的周期，所以C3上的 电压可近似认为不变，相当于恒压源。在vi负半周，T1管导通，A点的电位也随着上升到最大且值超过为Vcc，因此vKmax的数值比未采用C3时要高，使最大正向输出电压幅度得到提高。 （3）交越失真产生的原因是什么？怎样克服交越失真？答：由于晶体管的门限电压不为零，比如硅三极管，NPN型在0.7V以上才导通，这样在00.7就存在死区，不能完全模拟出输入信号波形，PNP型小于-0.7V才导通，比如当输入的交流的正弦波时，在-0.70.7之间两个管子都不能导通，输出波形对输入波形来说这就存在失真，即为交越失真。避开死区电压区，消除交越失真的方法就是要设置合适的静态工作点，使每一晶体管处于微导通状态，一旦加入输入信号，使其马上进入线性工作区可以给互补管一个静态偏置。二极管D1，D2可以是T1,T2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。 四）实验内容及步骤（1）实验原理 图一 OTL功率放大器实验电路图示为OTL低频功率放大器。其中T1 ,T2是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽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。二极管D1，D2可以是T1,T2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UA=VCC/2。 当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大.倒相后同时作用于T1、T2的基极,Ui的负半周使T1管导通(T2管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周 ,T2导通(T1截止),则已充好的电容器C0起着电源的作用,通过负载RL放电,这样在RL上就得到完整的正弦波. 电容C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。OTL电路的主要性能指标1.最大不失真输出功率Pom 测试时，用示波器检测输出信号波形，调节输入信号的大小，是输出信号为最大且满足失真度的要求。在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的POM=UO2/RL。2.电源供给功率Pd 就定义而言，Pd是电源供给OTL电路输出级的功率，但由于前级消耗功率不大，故可以近似认为电源供给给整个电路的功率即为Pd。所以在动态情况下，只要传入供电线路一直直流电流表测得输入信号为最大不失真时电源提供的平均电流IQ，即可求得Pd=IQUcc。3.效率最大不失真功率与电源供给功率之比为效率，则=P0/Pd。4.频率响应反映仪器对频率动态反应的重要参数。时间序列经过滤波处理后，原来序列中各种频率振动的振幅会受到削弱。各种频率振动过滤前后振幅之比值称为频率响应.5.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Ui之值 。（2）实验步骤图二 集成运放与晶体管构成的功率放大电路1）按图示连接实验电路，在整个测试过程中，电路不能出现自激现象。2）静态工作点的测试：测量图示中A,B两点以及集成运放的2，3，6脚直流电压。3）最大输出功率POM和效率：输入信号频率为1kHz的正弦波信号，负载为51；测量电路中在有无自举电容时的最大输出功率Pom和效率。最大输出功率POM和效率n的测试。测量POM：接入信号，输出端用示波器观察输出电压UO波形。逐渐增大Ui，使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表没出负载RL上的电压UOM，则POMUOM2/RL。测量n：当输出电压为最大不失真输出时，读出直流毫安表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流Iac（有一定误差），即此可近似求得PdUCCICC，再根据上面没得的POM，即可求出=POM/Pd。4）交越失真：输入信号频率为1kHz，幅值适当，观察二极管D1,D2短路与不短路时的输出信号波形，并用坐标纸在同一坐标系下记录示波器上显示的两种情况的波形。5）输入灵敏度的测试：根据灵敏度的定义，测出最大不失真功率时的输入信号ui之值即可。6）频率响应的测试：正弦输入信号幅度选择适当的大小，并保持不变；示波器同时输入检测输入输出波形，确保电路工作正常，改变输入信号的频率，用毫伏表测量不同频率输出电压的大小求电压放大倍数，绘制幅频特性曲线。在测试时，为保证电路的安全，应在较低电压下进行，通常取输入信号为输入灵敏度的50%。在整个测