资源简介

项目5 功率放大电路的安装与测试
【项目目标】
1．会识别低频功率放大器的类型
2．能完成低频功率放大器的安装、检测和调试
3．学会简单的音频功放电路的安装与调试方法
【参考学时】
15学时
任务1 OTL功率放大电路的安装与测试
【教学目标】
1．具有识别OTL功率放大器的电路特点能力
2．会调试OTL功率放大器的静态工作点
3．能测试功放电路的性能指标
4．能完成OTL功率放大器的电路安装、检测和调试
【教学重点】
OTL功率放大器的电路安装、检测和调试
【教学难点】
OTL功率放大器的电路特点能力
【参考学时】
5学时
【教学过程】
一、任务导入
实物演示及列举实例，让学生对电路有初印象，激发学生学习兴趣。
二、任务准备
1．对功率放大器的要求
（1）有足够的输出功率
在保证功率管安全工作的前提下，功率放大器的最大输出功率受到允许失真的限制，允许失真越小，最大输出功率也越小。
（2）放大器的效率要高
功率放大器的效率 ：
（3）失真要小
由于功率放大器工作在大信号状态，功放管的电压、电流变化幅度大，超出晶体管特性曲线的线性范围，产生非线性失真，严重时还将产生幅度失真，如图5-2（a）在常用的乙类推挽功率放大器中，还会产生交越失真。如图5-2（b）所示。
图5-2 非线性失真
2．功率放大器的种类和型式
种类：
（1）甲类：Q 点在放大区的中间部位。当输入正弦信号时，功放在一个信号周期内均导通。
（2）乙类：Q 点在放大区与截止区的交界处。当输入正弦信号时，功放管在一个信号周期内半周导通，半周截止。
（3）甲乙类：Q 点位置略高于乙类，但低于甲类。当输入正弦信号时，功放管导通时间大于半个周期。
型式：
（1）单管功率放大器——一个功放管，工作在甲类，功放管与输入信号源，功放管与输出负载，都采用变压器耦合电路。
（2）推挽功率放大器——两个配对功放管，工作在甲乙类或乙类，输入输出负载都采用变压器耦合电路。
（3）互补对称式推挽功率放大器——两个配对功放管，工作在甲乙类或乙类，无输入输出变压器，故称为 OTL电路。
3、OTL功率放大器的工作原理
如图5-3所示：
vi 0， V1 导通，
V2 截止。RL 上得到被放大
的正半周电流信号，C 充电。
② vi 0 ， V1 截止，
V2 导通。 RL 上得到被放大
的负半周电流信号，C 放电。
图5-3 OTL功率放大器
在一个周期内，两只管子轮流放大正负半周电流信号，实现完整周期波形。电容 C 不仅耦合输出信号，还起到负电源的作用。
三、任务实施
1.准备工具和器材
（1）工具
本次任务所需要的常用工具，具体见表5-1。
表5-1常用仪器及工具
编号 工具名称 规格 数量
1 双踪示波器 可选择 1台
2 焊接工具 可选择 1套
3 万用表 可选择 1只
4 直流稳压电源 可选择 1台
5 低频信号发生器 可选择 1台
(2)器材
本次任务所需要的器材，具体见表5-2。
表5-2 器材
编号 器材名称 规格 数量
1 功率三极管T3 D511 1
2 功率三极管T2 C325 1
3 固定电阻RB1 3.3KΩ 1
4 固定电阻RB2 2.4KΩ 1
5 固定电阻RE1 100Ω 1
6 固定电阻RC1 680Ω 1
7 固定电阻R 510Ω 1
8 可变电阻RW1 10KΩ 1
9 可变电阻RW2 1KΩ 1
10 三极管T1 3DG6 1
11 二极管D 1N4007 1
12 电容器CE1 、C2 100 F 2
13 电容器C1 10 F 1
14 电容器CO 1000 F 1
15 扬声器RL 8Ω 1
16 万能板 10CM*10CM 1块
2. 环境要求与安全要求
(1) 环境要求
①带漏电保护的单相交流电源。
②安装平台不允许放置其他器件、工具与杂物，要保持整洁。
③在操作过程中，工具与器件不得乱摆乱放，注意规范，在万能板上安装元件时，要注意前后、上下位置。
④操作结束后，要将工位整理好，收拾好器材与工具，清理台面和地上的杂物，关闭电源等。
(2)安装工艺要求
①正确选用连接导线。
②电路各连接点要可靠、牢固，。
③ 同一接线端子的连接导线不能超过2根。
(3)安装过程的安全要求
安装过程必须做到“安全第一”，具体要遵守以下要求。
①正确使用测电笔、螺丝刀、斜口钳，防止在操作过程中出现安全事故。
②正确连接电源，同时接好地线，为此先用万用表检测好之后才能通电，以免烧坏。
③使用仪表带电测量时，一定要按照仪表使用的安全规程进行。
④安装时，不得用工具敲击安装器件，以防造成器材或工具的损坏。
3.完成安装测试的步骤与方法
（1）在万能板上进行安装，具体步骤如图5-4。
1.按工艺要求对元器件进行处理。 2. 在万能板上进行插件。
3.按要求元器件管脚进行焊接。 4.剪去元器件的管脚。
5.按要求进行连线。 6.接上信号线和电源线
图5-4电路安装示意图
（2）调节直流稳压电源，输出+5V电压。
（3）调节低频信号发生器，输出频率为1KHZ，峰峰值为50mV的正弦波信号。
（4）校准双踪示波器。
（5）电路连接直流稳压电源、低频信号发生器、双踪示波器，具体如图5-5。
（6）测量静态工作点，调RW1使A点电压等于UCC的一半，即2.5V，
（7）测量最大输出功率和效率
①在电路输入端加入f=1KHZ的正弦波信号，调节输入信号大小及RW2，使输出信号为最大不失真信号，用毫伏表测量VO，此时最大输出功率为
Pomax=VO2/RL。
②用电流表测出IO，电源供给功率PE≈EC×IO
③其效率为
④最大输出功率时晶体管的管耗为PT=PE－Pomax
图5-5电路测试示意图
学生工作页（1）
行动任务 OTL功率放大器的安装与调试 学生/小组 工作时间
实际电路图
元器件识别与检测元器件图片元件名称标称值测量值
可行性评估
备注
学生工作页（2）
行动任务 OTL功率放大器的安装与调试 学生/小组 工作时间
1、测量各级静态工作点 T1T2T3UBEUCUE
2、测量最大输出功率和效率（1）利用双踪示波器测试输出电压,绘制波形并作好数据记录。输出电压峰峰值= （2）最大输出功率为 （3）电源供给功率Pomax=VO2/RL= 。 PE≈EC×IO= 。（4）效率为 （5）最大输出功率时晶体管的管耗为 = 。 PT=PE－Pomax= 。
学生工作页（3）
行动任务 OTL功率放大器的安装与调试 学生/小组 工作时间
电路制作调试标准 1．安全、文明、规范操作 。（10分）2．正确识别和使用万用表检测各种电子元器件。（10分）3．焊接工艺：应按焊接操作工艺要求进行。会正确使用工具。（20分）4．焊接质量：焊点应美观、光滑牢固、锡量适中匀称、印刷板的板后应干净、整洁，引线脚高度基本一致。（20分）5．各元器件的排列应牢固、规范、端正、整齐、布局合理、无安全隐患。（10分）6．电路功能完整与准确。（30分）
执行过程中出现的问题及解决方法 问题1：解决办法：
问题2：解决办法
问题3：解决办法
电路安装调试结果 本任务总得分（ ）1．安全、文明、规范操作 。（得分： ）2．正确识别和使用万用表检测各种电子元器件。（得分： ）3．焊接工艺：应按焊接操作工艺要求进行。会正确使用工具。（得分： ） 4．焊接质量：焊点应美观、光滑牢固、锡量适中匀称、印刷板的板后应干净、整洁，引线脚高度基本一致。（得分： ）5．各元器件的排列应牢固、规范、端正、整齐、布局合理、无安全隐患。（得分： ）6．电路功能完整与准确。（得分： ）
思考与总结 在元器件布局、搭接时应注意什么？你能根据线路及示波器的使用说明书，测量电路输入ui、输出uo的电压波形吗？
四、任务小结
完成工作任务评价表
你装接的线路符合要求吗？ A．符合 B．不符合
你连接的电源正确吗？ A．正确 B．不正确
你选用和量程与测试的数据合理吗？ A．合理 B．不合理
你对功率放大电路有了解吗？ A．有 B．没有
你在完成本次任务中最大的困难在哪里？
你对完成本次任务的自我评价：
五、任务拓展
观察自举电容的影响
将自举电容前面加个开关K1，将K1断开时，观察输出波形的大小有何变化并做记录。

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