乙类推挽功率放大器
?选择题
( )1.决定功率放大器效率的主要因素是___________ 。
A.电路的输入功率
B.电路的工作状态
C.电路的最大输出功率
D.功放管的消耗功率
( )2 ?乙类推挽功率放大器设置适当的静态工作点，其目的是___________ 。
A.消除饱和失真
B.增大放大倍数
C.消除交越失真
D.改善频率特性
( )3. 一个理想乙类功放电路的最大输出功率为10W，当输入信号为零时，每个功放管的管耗约为___________ 。
A.10W C.2W D.0W
( )4.乙类功率放大器的失真一般是___________ 。
A.饱和失真
B.截止失真
C.交越失真
D.线性失真
( )5.甲乙类功放提供一定的偏置电流的目的是为了________________ 。
A.消除饱和失真
B.增大放大倍数
C.消除交越失真
D.改善频率特性
( )6.变压器耦合推挽功放中的输出变压器，其作用是______________ 。
A,耦合作用 B.合成波形的作用
C.分解波形的作用
D.A和B两者兼有
( )7.一个乙类功放的理性输出功率为4W，当输入信号为0时，则功放管的管耗为_________ 。
A.4W
B.2W
C.088W
D.0W
( )8.低频功放之所以工作在甲乙类，除了提高效率为，还为了__________
A.克服交越失真
B.克服截止失真
C.克服饱和失真
D.克服频率失真
二.判断题
( )1.乙类功放的效率比甲类功放的效率高。
( )2.乙类功放的管耗会随着输出功率的增大而增大。
( )3.在甲乙类推挽功放电路中，当负载由固定负载减小时，输出功率增大。
( )4.乙类功放的效率最高，故乙类功放应用最广泛。
( )5.在推挽功率放大器电路中，只要两个三极管具有合适的偏置电流，就可以消除
交越失真。
( )6.对于乙类功放，当输入信号为零时，电源提供的功率和管耗均为零，随着输入
信号的增大，输出功率增大，同时管耗也随之增大。
( )7.推挽功率放大器输入交流信号时，总有一个功放三极管是截止的所以输出波形
必然失真。
( )8.晶体管不能放大功率，只能起能量转换作用。
( )9.功放电路中的非线性失真就是交越失真。
三?填空题
1?由于在功放电路中功放管常常处于____________ 工作状态，因此，在选择功放管时要特别注
意____________ 、_____________ 禾廿_____________ 个参数。
2?—个乙类推挽功放电路的电源电压V G=24V、负载R. =1曲，变压器初级线圈匝数为
汕=60，现要求其输出最大不失真功率Rm达到50W则输出变压器的匝数比 ____________ ,次级线圈的匝数N2二____________ 。
3?甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路向功放管提供少量__________ 以减少__________ 失真。
4?推挽功率放大器的最大输出功率巳皿二_________ ，最高理论效率二________ 。
5?为了提高功率效率，低频功率放大器应该工作在 ______________工作状态；但该电路存在交越
失真，故实用的低频功率放大器一般工作在_____________ 工作状态。
6?乙类功率放大器中每个三极管导通时间为_____________ 半个周期；甲乙类功放电路中每个三
极管导通时间____________ 半个周期。
四?分析计算题
1?某变压器耦合乙类功放，已知电源电压V G =12V，原边匝数N^ 200，副边匝数2=50,
负载电阻R L，则负载上获得的最大输出功率为多少？此时直流电源提供的功率为多
少？
2.已知变压器输出乙类推挽功率放大器中，I CM = 150mA，= 81，V(BR)CEO= 36V ，V G =15V ;试求：⑴输出变压器的匝数比n ;⑵推挽功放的最大输出功率F0m；⑶推挽功放的最大理想效率m ; (4)直流电源提供功率F G、
3?乙类推挽功率放大器如图所示。
⑴当输入正弦波信号时，在电路的适当位置画出功放管工作时信号波形的变化情况；
(2)当V G =12V，n=6，R =8Q时，求电源供给功率F G、最大输出功率隘和功放的管耗F Cm。
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科信学院CDIO项目设计说明书（2010 /2011学年第二学期） CDIO项目名称：电子应用系统一级项目 专业班级：电子信息工程 学生姓名： 学号: 指导老师： 设计成绩: 2011年6月28日
1、互补对称OTL 功放电路装调 1.1 CDIO 设计目的 通过设计乙类互补推挽功率放大器，掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理，提高电路原理图读图技能，熟练掌握较复杂电路的装调操作方法 1.2 CDIO 设计正文 1. 2.1设计要求 电压增益：10倍（20分贝） 输出功率：0.5W 以上（负载R L =8?） 频率特性：20Hz ～20KHz 1.2.2 设计原理 乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽电路。通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型），若忽略功率管发射结导通电压，则当输入信号正半周期时，两功率管分别导通和截止，输出为正半周的半个正弦波；当输出信号负半周期时，两功率功率管分别截止和导通，输出为负半周的半个正弦波，通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。 1.2.3设计过程 负载R1=8Ω V o= Po R *1=2V ，输出功率Po=0.5W 峰值为Vp=22V ，峰峰值为Vp-p=4≈V 2 5.7V 若要实现输出功率为Po=0.5W ，则直流电源电压Vc c ＞ 5.7V 所以取Vcc=15V 输出电流Io= 2 1 Vcc/RL ≈350mA 取β=100，Ib1=Io/β=3.5mA 取I5=30mA ，所以R5=(15V-8.5V)/30mA=220Ω 取VE=0.2Vcc=3V RE=3V/30mA=100Ω 因为Av=R5/RE=2.2＜10，所以RE 取值不合适 令RE=R4+R6,R4=15Ω，R5=85Ω 当交流分析时，R6被短路，Av=15符合要求
乙类推挽功率放大器 一．选择题 ( )1.决定功率放大器效率的主要因素是。 A.电路的输入功率 B.电路的工作状态 C.电路的最大输出功率 D.功放管的消耗功率 ( )2.乙类推挽功率放大器设置适当的静态工作点，其目的是。 A.消除饱和失真 B.增大放大倍数 C.消除交越失真 D.改善频率特性 ( )3.一个理想乙类功放电路的最大输出功率为10W，当输入信号为零时，每个功放管的管耗约为。 A.10W B.1.35W C.2W D.0W ( )4.乙类功率放大器的失真一般是。 A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.线性失真 ( )5.甲乙类功放提供一定的偏置电流的目的是为了。 A.消除饱和失真 B.增大放大倍数 C.消除交越失真 D.改善频率特性 ( )6.变压器耦合推挽功放中的输出变压器，其作用是。 A,耦合作用 B.合成波形的作用 C.分解波形的作用 D.A和B两者兼有 ( )7.一个乙类功放的理性输出功率为4W，当输入信号为0时，则功放管的管耗为。 A.4W B.2W C.088W D.0W ( )8.低频功放之所以工作在甲乙类，除了提高效率为，还为了。 A.克服交越失真 B.克服截止失真 C.克服饱和失真 D.克服频率失真 二．判断题 ( )1.乙类功放的效率比甲类功放的效率高。 ( )2.乙类功放的管耗会随着输出功率的增大而增大。 ( )3.在甲乙类推挽功放电路中，当负载由固定负载减小时，输出功率增大。
( )4.乙类功放的效率最高，故乙类功放应用最广泛。 ( )5.在推挽功率放大器电路中，只要两个三极管具有合适的偏置电流，就可以消除交越失真。 ( )6.对于乙类功放，当输入信号为零时，电源提供的功率和管耗均为零，随着输入信号的增大，输出功率增大，同时管耗也随之增大。 ( )7.推挽功率放大器输入交流信号时，总有一个功放三极管是截止的所以输出波形必然失真。 ( )8.晶体管不能放大功率，只能起能量转换作用。 ( )9.功放电路中的非线性失真就是交越失真。 三．填空题 1.由于在功放电路中功放管常常处于 工作状态，因此，在选择功放管时要特别注意 、 和 三个参数。 2.一个乙类推挽功放电路的电源电压24G V V =、负载16L R =Ω，变压器初级线圈匝数为160N =，现要求其输出最大不失真功率om P 达到50W 则输出变压器的匝数比n = ，次级线圈的匝数2N = 。 3.甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路向功放管提供少量 ，以减少 失真。 4.推挽功率放大器的最大输出功率om P = ，最高理论效率η= 。 5.为了提高功率效率，低频功率放大器应该工作在 工作状态；但该电路存在交越失真，故实用的低频功率放大器一般工作在 工作状态。 6.乙类功率放大器中每个三极管导通时间为 半个周期；甲乙类功放电路中每个三极管导通时间 半个周期。
科信学院 CDIO项目设计说明书（2010 /2011学年第二学期） CDIO项目名称：电子应用系统一级项目 专业班级：电子信息工程 学生姓名： 学号: 指导老师： 设计成绩: 2011年6月28日
1、互补对称OTL 功放电路装调 1.1 CDIO 设计目的 通过设计乙类互补推挽功率放大器，掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理，提高电路原理图读图技能，熟练掌握较复杂电路的装调操作方法 1.2 CDIO 设计正文 1. 2.1设计要求 电压增益：10倍（20分贝） 输出功率：0.5W 以上（负载R L =8?） 频率特性：20Hz ～20KHz 1.2.2 设计原理 乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽电路。通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型），若忽略功率管发射结导通电压，则当输入信号正半周期时，两功率管分别导通和截止，输出为正半周的半个正弦波；当输出信号负半周期时，两功率功率管分别截止和导通，输出为负半周的半个正弦波，通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。 1.2.3设计过程 负载R1=8Ω V o= Po R *1=2V ，输出功率Po=0.5W 峰值为Vp=22V ，峰峰值为Vp-p=4≈V 2 5.7V 若要实现输出功率为Po=0.5W ，则直流电源电压Vc c ＞ 5.7V 所以取Vcc=15V 输出电流Io= 2 1 Vcc/RL ≈350mA 取β=100，Ib1=Io/β=3.5mA 取I5=30mA ，所以R5=(15V-8.5V)/30mA=220Ω 取VE=0.2Vcc=3V RE=3V/30mA=100Ω 因为Av=R5/RE=2.2＜10，所以RE 取值不合适 令RE=R4+R6,R4=15Ω，R5=85Ω 当交流分析时，R6被短路，Av=15符合要求
经常会看到XX功放是采用推挽式结构，或者说XX采用甲类放大器，效果出色什么的描述，但各位可否知道这些类型功放工作代表的意义呢？下面就简单介绍一下： 1.甲类放大： 晶体管静态工作点设置在截止区与饱和区的中分点的放大电路，叫做甲类放大电路，适合于小功率高保真放大。 甲类放大又称为A类放大，在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）。正弦信号的正负两个半周由单一功率输出原件连续放大输出的一类放大器。当输入信号较小时，在整个信号周期中，晶体管都工作于它的放大区，电流的导通角为180度，且静态工作点在负载线的中点。甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，适用于小信号低频功率放大，但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式。 2.乙类放大： 晶体管静态工作点设置在截止点的放大电路，叫做乙类放大电路，适合于大功率放大。 乙类放大又称为B类放大，在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的输出元件分成两组，轮流交替的出现电流截止（即停止输出）。正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类功率放大其集电极电流只能在半个周期内导通，导通角为90度。乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。 3.甲乙类放大：管静态工作点设置在截止区与饱和区之间，靠近截止点的放大电路，叫做甲乙类放大电路，适合于大功率高保真音频放大，推挽电路通常就是甲乙类放大电路。 甲乙类放大又称AB类放大，它界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。 4.丙类放大： 晶体管静态工作点设置在截止区内的放大电路，叫做丙类放大电路，适合于大功率射频放大。 丙类放大又称为C类放大，丙类放大器工作在开关状态，它只处理正半周信号，也就是脉动直流信号。而音频信号是正负都有的交流信号，使用丙类放大器会产生严重的失真。 5.推挽式： 由两个晶体管，共同完成的，在正半周一个推，另一个挽，在负半周，则两个晶体管互换，原来推的变成挽，原来挽的变成推。这就是推挽电路的简单表述，推挽电路多用于功率放大。 按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。 单端放大器的输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。 推挽放大器的输出级有两个“臂”（两组放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。对负载而言，好像是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大，但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。
第四章多级放大电路习题答案3.1学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 3.2学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。
动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： 其中i2L1r R =。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。 3.2.2差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1u u u =-=。在共模输入 信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即： 式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： 输出电压为： 3．共模抑制比 共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为A d 与A c 之比的绝对值，即： 或用对数形式表示为：
电工电子技术课程设计报告 题目：多级放大电路的设计 二级学院机械工程学院 年级专业 14 动力本 学号 1401250029 学生姓名周俊 指导教师张云莉 教师职称讲师 报告时间：2015.12.28
目录 第一章．基本要求和放电电路的性能指标 (1) 第二章．概述和任务分析 (5) 第三章．电路原理图和电路参数 (6) 第四章．主要的计算过程 (9) 第五章．电路调试运算结果 (11) 第六章．总结 (12) 制作调试步骤及结果 (12) 收获和体会 (13) 第七章．误差和分析 (14) 第八章．参考文献 (15)
第一章．基本要求和放电电路的性能指标 1. 基本要求： 用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC =+12V, -V EE =-12V ，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA ，第二 级放大射极电流I EQ4=2~3mA ；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至 少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10k Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 2. 放电电路的性能指标： 第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。 1.1第一种类型的指标： 1.放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值： （1-1） 1.
1.3 乙类推挽功率放大器 1.3.1 变压器耦合乙类推挽功率放大器 一、电路 结构特点：上下对称 Tr1：输入变压器，保证两管轮流工作； Tr2：输出变压器，实现输出信号合成。 二、定性工作原理(设略去V BE(ON)) 输入信号正半周时，T1导通，T2截止； 输入信号负半周时，T2导通，T1截止。 两个管子轮流工作，一推一拉（挽）所以叫推挽。 导通角180o ，叫乙类 三、定量性能分析 Q 点： 1、 静态 0CQ I = 直流通路： CEQ CC V V = 2、 交流通路 2 'L L R n R =，1 2 w n w = 为输出变压器变比 3、 交流负载线：过Q 点，斜率为1' L R -。 4、 动态分析 设：sin i im v V t ω= 当正半周(0)t ωπ≤≤时， 有1sin C cm i I t ω= 1sin CE CC cm v V V t ω=- 同理，负半周(2)t πωπ≤≤时， 2sin C cm i I t ω=- 1sin CE CC cm v V V t ω=+ 两管叠加后 21()sin (02)L C C cm i n i i nI t t ωωπ=-=-≤≤ RL'.v v i i i o c1c2L L R + + --Tr1 Tr2 w2CE u i i = n ( ic2 - ic1 ) i i L C2 C1 t t t t u o t CE1 i B1 t i C1 t t Vcc Icm Ibm Vcm Vcm = Icm*RL'
5、 定量计算 （1） 输出功率（'L R 上功率就是L R 上功率）o P 22111'2'22 cm o cm L cm cm L V P I R V I R === 每管输出功率111 2 o o o P P P == 引进集电极电压利用系数（或电源电压利用系数）ξ cm CC V V ξ= ， ξ与激励bm I 有关，(01)ξ≤≤ cm CC V V ξ∴=?， '' cm CC cm L L V V I R R ξ?= = 则：222 22max ()112'2'2' cm CC CC o o L L L V V V P P R R R ξξξ?= ==?=? 其中：2 max 2' CC o L V P R = 为理想状态，满激励下()cm CC V V =的输出功率----最大输出功率。 （2） 直流电源提供功率D P 直流电源流出的电流D i 波形如右图 2max 0 1 sin '2'CC CC D CC D CC cm CC cm CC o L L V V P V i V I td t V I V P R R π ξωωξξππ πππ?=?=? = ?=?==? 2 2 4 4 当0ξ=(0)o P =时，0D P =，无输出时，直流电源不消耗功率。 D P ξ↑→↑，当1ξ=时，max max D D o P P P π == 4 （3） 集电极效率C η 2max max 4 o o C D o P P P P ξπ ηξξπ ?===4 当1ξ=时，max 78.5%4 C C π ηη==≈ 最大效率 （4） 管耗（每管） 22max max max 111 )222 C D O O O O P P P P P P ξξξξππ=-=--42集电极耗散功率：（）（）=（ Icm t iD
甲类功率放大电路乃乙类推挽功率放大电路 类别：网文精粹 甲类功率放大电路图5-61是常用的单管甲类功率放大电路，与小信号变压器祸合放大器相似。图中，TI是输人变压器；R1、R2和凡可组成分压式电流负反馈偏置电路，建立和稳定晶体三极管的静态工作点；q是发射极旁路电容;C是交流通路电容；输入变压器T1次级的交流信号，通过电容器C和Q加到晶体三极管的发射结上；VT是做功率放大的晶体三极管；T2是输出变压器。 在功率放大器中，为了使负载获得尽可能大的输出功率，功率放大器与负载之间要求阻抗匹配，通常采用输出变压器作为晶体三极管与负载之间的藕合元件。在如图5-61中所示的功率放大器中，输出变压器还起隔直流的作用，可避免功放管的静态工作电流通过扬声器引起声音失真。在制作单管功率放大器时，为使放大器能够可靠地工作，并获得尽可能大的输出功率，必须合理地选择静态工作点。此外，正确地设计输出变压器，是设计单管功率放大器的关键环节。(2)乙类推挽功率放大电路图5-62是变压器祸合乙类推挽功率放大电路，主要由两个特性相同的三极管VTI和VT2、一个输人变压器T1和一个输出变压器T2构成。输人变压器把前级的输出信号藕合到VTl和VT2的基极，输出变压器将VTI和VT2的集电极输出信号祸合到负载RL上。变压器中间抽头的目的是保证电路对称和起信号倒相作用，T2还兼有负载匹配作用。当有正弦信号u;输人时，通过输人变压器T1将使VTI和VT2的基极得到一个大小相等而极性相反的信号电压u c1和uc2o若在某一瞬间VTI次级上半绕组感应出来的电压使VTl的基极对公共端为正，则VT2的基极对公共端为负（下半绕组的作用）。于是VT1截止，vu导通。输出变压器'I Z的初级下半边绕组有集电极电流电流过，而上半边没有电流（is，二0）。同理，在u、的另一个半周，情况刚好相反。VT1导通，VT2截止，T2的初级上半边绕组有2 d流过，而下半边绕组2,z二0。这样，VTl和VT2轮流导通，￡ci和￡c2轮流通过孔的初级绕组，而且大小相等，相位相反。因而在T2次级将叠加出一个 完整的正弦电流艺L。在乙类放大器中，由于晶体三极管特性曲线的非线性，使得两波形连接处会有非线性失真，特别是当晶体三极管为零偏置时会出现如图5-63所示的交越
功放基本知识：功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。 功放是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。 功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。 分类：按功放中功放管的导电方式不同，可以分为甲类功放（又称A类）、乙类功放（又称B类）、甲乙类功放（又称AB类）和丁类 .功放（又称D类）。 甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。 乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。 甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。 丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号，具有效率高，体积小的优点。许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。 按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。 单端放大器的输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。 推挽放大器的输出级有两个“臂”（两组放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。对负载而言，好像是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大，但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。 按功放中功放管的类型不同，可以分为胆机和石机。 胆机是使用电子管的功放。 石机是使用晶体管的功放。 按功能不同，可以前置放大器（又称前级）、功率放大器（又称后级）与合并式放大器。 功率放大器简称功放，用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。
第四章多级放大电路习题答案 3.1学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 3.2学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。 动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： 其中i2L1r R =。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。
3.2.2差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1 u u u =-=。在共模输入信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即： 式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： 输出电压为： 3．共模抑制比 共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为A d 与A c 之比的绝对值，即： 或用对数形式表示为： c d CMR lg 20A A K =（dB ） 提高共模抑制比的方法有：调零电位器R P ，增大发射极电阻R E ，采用恒流源。 4．差动放大电路的输入输出方式 差动放大电路有4种输入输出方式，如图3.1所示。 双端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为： 式中，2 //L C L R R R ='，相当于每管各带一半负载电阻。 单端输出时差动放大电路的差模电压放大倍数为： be L d 21r R A '- =β（反相输出） be L d 21r R A '=β（同相输出）
电子知识 甲类(Class－A)放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点，不论信号电平如何变化，它从电源取出的电流总是恒定不变，它是低效率的，用作声频放大时由于信号幅度不断变化，其实际效率不可能超过25％，可由单管或推挽工作。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真，而且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好，十分讨人喜欢。但一直因为耗电多，效率低，容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下，容易引起可靠性和寿命方面的问题，而且整机成本高，所以制造甲类功率放大器出名的厂家，现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。乙类(Class－B)放大器的偏置使推挽工作的晶体管（或电子管）在无驱动信号时，处于低电流状态，当加上驱动信号时，一对管子中的一只在半周期内电流上升，而另一只管子则趋向截止，到另一个半周时，情况相反，由于两管轮流工作，必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。乙类放大器的优点是效率较高，理论上可达78％，缺点是失真较大。 甲乙类（Class－AB）放大器在低电平驱动时，放大器为甲类工作，当提高驱动电平时，转为乙类工作。甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率，随着输出功率的增大，效率也增高，虽然失真比甲类大，然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式，趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类，以减少低电平信号的失真。 IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间
甲类,乙类,甲乙类,D类功放比较 甲类、乙类、丙类功率放大器的特点 甲类功率放大器，是指当输入信号较小时，在整个信号周期中，晶体管都工作于它的放大区，电流的导通角为180度，适用于小信号低频功率放大，且静态工作点在负载线的中点。 乙类功率放大是指其集电极电流只能在半个周期内导通，导通角为90度。 丙类功率放大是指其集电极电流导通时间小于半个周期的放大状态，导通角小于90度，丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。低频功率放，其负载是阻性，只能在甲类或甲乙类（丙类）推挽工作，高频谐振攻放，工作在丙类。 1、A类功放（又称甲类功放） A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时，两个
晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。 A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。一部25W的A 类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。一般而言，A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。 2、B类功放（乙类功放） B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所
附录2-3 功率放大电路 一、运放输出功率扩展 一般通用型运放输出电流多为十几毫安，输出电压范围在电源范围之内（如电源为±15V ，输出电压大致为±13V ），最大功耗一般在500毫瓦左右，可以通过简单的方法扩大运放的输出功率。图2-32（a ）、（b ）、（c ）是三种扩大运放功能的放大器原理图： R L o R L v o （a ） （b ） L o （c ） 图2-32 图（a ）是扩大输出电流也就扩大了输出功率电路，由运放直接驱动乙类互补射极跟随器，另外电路引入电压并联负反馈，进一步稳定输出电压，减小输出电阻，提高带负载能力，当然实际应用时应加入保护电路。该电路缺点是电源电压的利用率低，因为电阻R 3、R 4上有压降。 图（b ）也是扩大输出功率电路，它是利用运放电源电流驱动互补共发射极放大器，由
于运放本身功耗很小，而且输出级工作在AB类，效率也高，当输出电流为几毫安时，电源电流大致与输出电流接近，电阻R3、R4将电源电流变化转换为电压送到T1、T2管的基极，于是在输出端得到较大的电压、电流变化。R5是T1、T2的电压负反馈电阻，R f是两级放大器的负反馈电阻，进一步稳定输出电压，减小输出电阻，提高带负载能力。R6是为提高电源电流变化增加的负载电阻。该电路特点是电源电压利用率高。 图（c）是扩大输出电压范围的电路，图中T1、T2是两只反向击穿电压较高的晶体管，运算放大器处在正负电源浮动的共模状态下工作。设电源电压为±30V，如果R3=R4=R5=R6则当运放输出为零时，则加到运放正负电源端的电压为±14.3V，处于对称状态，但当运放输出电压不为零时，则加到运放正负电源端的电压不对称，相当于有直流共模信号作用于运放，此时运放最大输出电压范围与运放自身的共模范围有关。 二、实验题目：音频功率放大器实验 1、实验目的： 了解OCL功率放大器的工作原理和性能特点，了解扩大运放输出功率的方法和原理，掌握功率放大电路的调试和主要性能和测试方法。 2、实验器件： LM353运放一个，S8050一个（NPN中功率三极管），S8550一个（PNP中功率三极管），2N3055一个（NPN大功率三极管），MJ2955一个（PNP大功率三极管），2CK 两个（开关二极管），散热片两片，8欧姆10W电阻一个，1欧姆1W电阻4个，0.5欧姆0.5W电阻4个。1K电位器一个。
甲类,乙类和甲乙类功率放大器的区别 电子知识 甲类(Class,A)放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点，不论信号电平如何变化，它从电源取出的电流总是恒定不变，它是低效率的，用作声频放大时由于信号幅度不断变化，其实际效率不可能超过25,，可由单管或推挽工作。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真，而且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好，十分讨人喜欢。但一直因为耗电多，效率低，容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下，容易引起可靠性和寿命方面的问题，而且整机成本高，所以制造甲类功率放大器出名的厂家，现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。乙类(Class,B)放大器的偏置使推挽工作的晶体管,或电子管,在无驱动信号时，处于低电流状态，当加上驱动信号时，一对管子中的一只在半周期内电流上升，而另一只管子则趋向截止，到另一个半周时，情况相反，由于两管轮流工作，必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。乙类放大器的优点是效率较高，理论上可达78,，缺点是失真较大。甲乙类,Class,AB,放大器在低电平驱动时，放大器为甲类工作，当提高驱动电平时，转为乙类工作。甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率，随着输出功率的增大，效率也增高，虽然失真比甲类大，然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式，趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类，以减少低电平信号的失真。 IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间 及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。 IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作:获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源,获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法,提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息,提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。 IBIS模型优点可以概括为:在I/O非线性方面能够提供准确模型，同时考虑了封装寄生参数与ESD结构,提供比结构化方法更快仿真速度,可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括:串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况,模型可以免费从半导体
电工电子技术课程设计报告题目：多级放大电路的设计 二级学院机械工程学院 年级专业14 动力本 学号1401250029 学生姓名周俊 指导教师张云莉 教师职称讲师
报告时间：2015.12.28 目录 第一章．基本要求和放电电路的性能指标 (1) 第二章．概述和任务分析 (5) 第三章．电路原理图和电路参数 (6) 第四章．主要的计算过程 (9) 第五章．电路调试运算结果 (11) 第六章．总结 (12) 制作调试步骤及结果 (12) 收获和体会 (13) 第七章．误差和分析 (14) 第八章．参考文献 (15)
第一章．基本要求和放电电路的性能指标 1. 基本要求： 用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC=+12V, -V EE=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA，第二级放大射极电流I EQ4=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10kΩ，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 2. 放电电路的性能指标： 第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种
是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。 1.1第一种类型的指标： 1.放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值： （1-1） 1. （1-2） （1-3） （1-4）式中的错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。都是正弦信号的有效值。需要注意的是，若输出波形出现
功率放大电路同步练习题 一、选择题： 180的放大电路是（ B ）功率放大电路。 1、功率放大管的导通角是0 A.甲类 B.乙类 C.丙类 D.甲乙类 2、与甲类功率放大方式相比，乙类互补对称功放的主要优点是( C )。 A．不用输出变压器 B．不用输出端大电容 C．效率高 D．无交越失真 3、互补输出级采用射极输出方式是为了使（ D ） A. 电压放大倍数高 B. 输出电流小 C. 输出电阻增大 D. 带负载能力强 4、乙类功率输出级，最大输出功率为1W，则每个功放管的集电极最大耗散功率为（ D ） ； ; ; D. 5、在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1W，则电路中功放管的 集电极最大功耗约为（ C ）。 A．1W B． C． D.无法确定 6、若OCL功率放大器的输出电压波形如图1所示，为消除该失真，应：（ C ） A. 进行相位补偿 B. 适当减小功放管的静态工作点 C. 适当增大功放管的静态 D. 适当增大负载电阻的阻值
7、OCL功放电路的输出端直接与负载相联，静态时，其直流电位为（ C）。 B.(1/2)VCC C. 0 D. 2VCC 8、对甲乙类功率放大器，其静态工作点一般设置在特性曲线的（ C ） A.放大区中部 B.截止区 C.放大区但接近截止区 D. 放大区但接近饱和区 9、乙类双电源互补对称功放电路的效率可达( B )。 % % % 10、功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下负载上获得的最大（ A）。 A.交流功率 B.直流功率 C.平均功率 D.有功功率 11、功率放大电路与电压放大电路的主要区别是（ C ）。 A.前者比后者电源电压高 B.前者比后者电压放大倍数数值大 C.前者比后者效率高 D. 没有区别 12、．在单电源OTL电路中，接入自举电容是为了（ B ） A、提高输出波形的幅度 B、提高输出波形的正半周幅度 C、提高输出波形的负半周幅度 D、加强信号的耦合 13、如图所示电路若VD２虚焊，则V２管（A ） A、可能因管耗过大而损坏 B、始终饱和 C、始终截止
1.1 CDIO 设计目的 通过设计乙类互补推挽功率放大器，掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理，提高电路原理图读图技能，熟练掌握较复杂电路的装调操作方法。 1.2 CDIO 设计正文 1.2.1设计要求 电压增益：20倍 直流输入电压：不大于10V 输出功率：1W 以上（负载RL =8?） 频率特性：20Hz ～50KHz 1.2.2 设计原理 乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽电路。通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型），若忽略功率管发射结导通电压，则当输入信号正半周期时，两功率管分别导通和截止，输出为正半周的半个正弦波；当输出信号负半周期时，两功率功率管分别截止和导通，输出为负半周的半个正弦波，通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。 1.2.3设计过程 负载RL =8? Vo= V Po R L 22*=，输出功率Po=1W 峰值为Vp=4V ，峰峰值为Vp-p=8V 若要实现输出功率为Po=1W ，则直流电源电压Vcc ＞8 所以取Vcc=10V 输出电流Io==L CC R V /2 21 422mA 取β=100， 1b I =Io/β=4.22mA 取5I =20mA ，所以5R =0.5cc V /5I =250Ω 取E V =0.2Vcc=2V E R =2V/20mA=100Ω
因为E 5V R /R A ==2.5<10，所以E R 取值不合适 令64E R R R +=，4R =10Ω，5R =250Ω 当交流分析时，6R 被短路，V A =25符合要求 Q2三极管基极电流' b I = I5/β=20mA/100=0.2mA 2I =5～10倍的'b I ，取2I =2mA E 2V V =b +0.7V=2.7V 6R = 2b V /2mA=1.35k Ω 4R =(Vcc-2V b )/2mA=3.65k Ω 电路中R 、C 电路为高通滤波电路，频率在20Hz ～50KHz 所以计算得2C =40uF ，3C =2mF ，旁路电容1C =100nF 1.3仿真结果 图1 乙类功放原理图
学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1 多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。 动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为：
u2u1o1 o i o1i o u A A U U U U U U A 其中i2L1r R 。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i u 时0o u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。 3.2.2 差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u 。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o u ，共模电压放大倍数0c A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1 u u u 。在共模输入信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u ，差模电压放大倍数d1d A A 。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ，可分解为共模信号和差模信号的组合，即： id ic i2id ic i1u u u u u u 式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： )(2 1 i2i1ic u u u