OTL功率放大器的工作原理及调试方法

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、实验原理

图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级（也称前置放大级），T 2 、T3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。

T1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。IC1 的一部分流经电位器RW2及二极管D， 给T 2 、T3提供偏压。调节R W2 ，可以使T 2 、T3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RW1来实现，又由于RW1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。

当输入正弦交流信号ui时，经T1放大、倒相后同时作用于T 2 、T3的基极，ui的正半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C0充电，在ui的负半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器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。

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。

OTL 电路的主要性能指标：

1、 最大不失真输出功率P0m

理想情况下，

在实验中可通过测量RL 两端的电压有效值，来求得实际值。

2、 效率η

P ~E ~ —直流电源供给的平均功率。

理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流IdC ，从而求得P E ＝U CC ·I dC ，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、 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。

4、 频率响应

详见实验二有关部分内容，测量OTL功率放大器的上限频率和下限频率及频率响应特性。

三、实验设备与器件

1、 ＋5V直流电源

2、 函数信号发生器

3、 双踪示波器

4、 交流毫伏表

5、 直流电压表

6、 直流毫安表

7、 频率计

8、 晶体三极管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013)

3CG12 (9012) 晶体二极管 IN4007

8Ω扬声器、电阻器、电容器若干

四、实验内容

在整个测试过程中，电路不应有自激现象。

1、 静态工作点的测试

按图7－1 连接实验电路，将输入信号旋钮旋至零（u i =0）电源进线中串入直流毫安表，电位器 RW2置最小值，RW1 置中间位置。接通＋5V 电源，观察毫安表指示，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如RW2 开路，电路自激，或输出管性能不好等）。如无异常现象，可开始调试。

1)调节输出端中点电位UA

调节电位器RW1 ，用直流电压表测量A 点电位，使

2)调整输出极静态电流及测试各级静态工作点

调节RW2 ，使T 2 、T3管的I C2 ＝I C3 ＝5～10mA。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出极静态电流，但该电流过大，会使效率降低，所以一般以5～10mA左右为宜。由于毫安表是串在电源进线中， 因此测得的是整个放大器的电流，但一般T1的集电极电流IC1 较小，从而可以把测得的总电流近似当作末级的静态电流。如要准确得到末级静态电流，则可从总电流中减去IC1之值。

实验步骤- 调节 RW1 至中间位置，RW2 顺时针调至最低，接通电源。

实验步骤- 调节 Rw1 ，用直流电压表测量 A 点电位，使

实验步骤- 调节Rw2 ，使 T2、T3管的 Ic2＝Ic3＝5～10mA。

实验步骤- 测量静态工作点Ub1

实验步骤 -测量静态工作点Uc1、Ub3

实验步骤- 测量静态工作点Ue1

实验步骤- 测量静态工作点Ub2

实验步骤- 测量静态工作点Uc2

实验步骤 -测量静态工作点Ue2、Ue3

实验步骤- 测量静态工作点Uc3

表7-1 数据示例

三级放大电路均处于放大状态。

注意：

① 在调整 RW2 时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以 免损坏输出管

② 输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动 RW2的位置。

2、最大不失真输出功率 Pom

输入端接 f＝1KHz 的正弦信号 ui，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，用交流毫伏表测出负载 RL上的 电压 Uom ，则

实验步骤- 信号源输入信号f=1KHz，ui=30mVpp，正弦波，示波器监视uo波形，毫伏表测量uo有效值。

实验步骤 -调信号源输入信号ui幅值，使uo最大且不失真。

实验步骤 -用交流毫伏表测出负载 RL上的电压 Uom，接负载为8Ω扬声器，会发出声响。

由计算可得输出功率 Pom。

3、 效率η

由计算可得效率η。

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 Ui之值，（即Po=Pom时）ui=35mVpp。

5、频率响应

实验方法同实验二（负反馈--通频带），记录波形及其频率参数参数如表7-2所示。

实验步骤- 信号源输入信号f=1KHz，ui=30mVpp，正弦波，示波器监视uo波形，交流毫伏表测量uo

实验步骤- 调低信号源频率，交流毫伏表测量uo，使uo为中频时的0.707倍，示波器观测输出电压uo波形及频率，观察频率特性。

实验步骤 -调高信号源频率，交流毫伏表测量uo，使uo为中频时的0.707倍，示波器观测输出电压uo波形及频率，观察频率特性。

6 实验内容-选做

研究自举电路的作用：

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。

用示波器观察 1)、2)两种情况下的输出电压波形，并将以上两项测量结果 进行比较，分析研究自举电路的作用。