功率放大电路的仿真测试实验报告

电子与信息工程系 模电 实验实验日期： 2016.4.15 班级：2015级应用物理学 实验名称： 功率放大电路的仿真测试 姓名： 实验成绩： 学号： 一、实验目的（1） 了解OTL、OCL功率放大器的基本工作原理和参数测试。（2） 对比分析OTL功率放大器和OCL功率放大器的性能差异。2、 原理与说明功率放大器根据功放管平均导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导通角的大小），分为以下4种工作状态。（1） 甲类工作状态：甲类工作状态下，在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极电流始终是流通的，即导通角A等于180。（2）乙类工作状态：乙类工作状态下，晶体管的发射结在输入信号的半周期内正向运用，在另外半个周期内反向运用，晶体管半周期导电半周期截止。集电极电流只在 半周期内随信号变化，而在另半个周期截止，即导通角A等于90。（3）甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即发射结处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期。即导通角A大于90小于180。（4）丙类工作状态：丙类工作状态:丙类工作状态下，晶体管发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流的时间不到半个周期，即导通角A小于90。图4.4.2 OCL功率放大器原理图4.4.3为单电源供电互补推挽功率放大器。三、实验内容1. OCL功率放大器测量1) 按照图4.4.2所示输入自己的OCL实验电路。并测量晶体管的静态工作，判断器件工作状态。表格1.1.1开关闭合开关断开Q1Q2Q1Q2IB12.012pa12.012pa55.511na1.691naIC1201ma1.201ma1.201ma1.201mnaUCE12v12v12v12v2) 调节信号源输出为3V(峰值)，在开关J1闭合和断开条件下，用双踪示波器观察输入输出波形。J1断开时：J1闭合时：J1断开时：3) 测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.1和1.1.2中。表格1.1.2开关断开UI2.121V2.828V3.536V4.243V5.657V56.364V8.485V9.67VI084.618mA161.236 mA204.418mA247.448 mA331.505 mA370.501 mA477.886 mA489.311 mAU01.354V2.580V3.271V3.959V5.304V5.928V7.646V7.832V计算：在输入信号为3V时Pom= I0 U0=0.121 WPV=5.672W在最大输入信号且不失真：=Pom/Pv100%=66.5%图象在输入信号为14V即UI=9.899V时失真：表格1.1.3开关闭合UI2.121V2.828V3.536V4.95V5.657VI0118.043 mA145.362 mA188.402 mA273.8238 mA313.837mAU01.889V2.326V3.014V4.381V5.0211V计算：输入信号为3V时：Pom= I0 U0=3.863WPv=5.7663W最大输入信号且不失真时：=Pom/Pv100%=68.9%图像在输入信号为12V,UI=8.495V时失真：2. OTL功率放大器测量1) 按照图4.4.3所示输入自己的OTL实验电路，并测量晶体管静态工作点并记录数据。开关闭合开关断开Q1Q2Q1Q2IB888.178nA0-1.776uA-0.336uAIC1.776uA6.009nA4.902uA2.926uAUCE6.003V5.997V5.997V6.003V2) 调节信号输出为3V(峰值)，在开关J1闭合和断开的条件下观察示波器记录图形。J1闭合时：J1断开时：3) 测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.4和1.1.5中.表格1.1.4开关闭合UI2.121V2.828V3.536V4.243V4.95VI084.525 mA127.439 mA170.824 mA214.363mA256.496 mAU01.354V2.041V2.733V3.430V4.104V计算：在输入信号为3V时Pom= I0 U0=0.112WPV=1.339W在最大输入信号且不失真：=Pom/Pv100%=72.8%图象在输入信号为8V即UI=5.623V时失真：表格1.1.5开关断开UI2.121V2.828V3.536V4.243V4.95VI0114.135mA154.874mA192.512mA225.780mA246.539 mAU01.826V2.478V3.080V3.612V3.945V计算：在输入信号为3V时Pom= I0 U0=0.198WPV=1.369W在最大输入信号且不失真：=Pom/Pv100%=55.5%图象在输入信号为7V即UI=4.953V时失真：4、 思考与总结(1)误差分析:由于记录数据的保留小数不统一所以存在误差，因为电脑上仿真不与实际操作相同，无导线的内阻等等。（2）OTL与OCL的有缺点：OTL单电源相对于O