《半导体》课件项目二放大电路的设计与制作.ppt

1、项目二项目二 放大电路的设计与制作放大电路的设计与制作任务一任务一 基本放大电路的设计与制作基本放大电路的设计与制作任务二任务二 电子助记器的设计与制作电子助记器的设计与制作任务三任务三 功率放大器的设计与制作功率放大器的设计与制作2任务一任务一 基本放大电路的设计与制作基本放大电路的设计与制作23一、放大电路简介一、放大电路简介1.1.主要技术指标主要技术指标（1 1）放大电路为分压式电流负反馈偏置。）放大电路为分压式电流负反馈偏置。（2 2）直流电源电压）直流电源电压15V15V；静态工作点（；静态工作点（Q Q点）可以调点）可以调整。整。（3 3）空载电压放大倍数为）空载电压放大倍数为2

2、020；有载电压放大倍数为；有载电压放大倍数为1515。（4 4）输入电阻为）输入电阻为6k6k。输出电阻为。输出电阻为3k3k。3图图2-12-1 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路2.2.电路组成及工作原理电路组成及工作原理4l 分压式电流负反馈偏置放大电路原理图如图分压式电流负反馈偏置放大电路原理图如图2-12-1所示。所示。电路主要由三部分组成：信号源、放大电路和负载。电路主要由三部分组成：信号源、放大电路和负载。l 其中放大电路包括：晶体三极管其中放大电路包括：晶体三极管VT（核心器件），基（核心器件），基极上偏置电阻极上偏置电阻 RP（电位器）和（电位器）和R2，下偏置电阻，下偏

3、置电阻R3，集电极，集电极负载电阻负载电阻R4射极电阻射极电阻R5、R6，输入耦合电容，输入耦合电容C1，输出耦合，输出耦合电容电容C2和射极旁路电容和射极旁路电容C3。l负载电阻负载电阻RL和电源和电源VCC(15V)。（1 1）电路组成）电路组成56 固定偏置电路的工作点设定后，往往受电源电压固定偏置电路的工作点设定后，往往受电源电压和环境温度等外界的影响而发生偏移，导致放大电路和环境温度等外界的影响而发生偏移，导致放大电路的输出波形产生饱和失真和截止失真。的输出波形产生饱和失真和截止失真。图图2-12-1所示的分压式偏置放大电路可以在一定程所示的分压式偏置放大电路可以在一定程度上防止这一

4、现象的发生。度上防止这一现象的发生。交流信号从交流信号从us端输入，经输入耦合电容端输入，经输入耦合电容C1到三极到三极管的基极，通过三极管放大后，经输出耦合管的基极，通过三极管放大后，经输出耦合C2输出输出。（2 2）工作原理）工作原理67元件名称元件名称型号参数型号参数位号位号数量数量三极管三极管9013（参考值参考值100100）VT1可调电阻可调电阻100k100kRP1 1电容电容1010F FC1、C2 22 2电容电容100100F FC3 31电阻电阻 5.1k5.1kR11 1电阻电阻15 k15 kR2 2、R3 32 2电阻电阻3.3 k3.3 kR4 41 1电阻电阻1

5、50150R5 51 1电阻电阻1.5k1.5kR6 61 1电阻电阻2 k2 kRL L1 1接线端子接线端子电源接口电源接口P1P11 1印刷电路板印刷电路板PCBPCB76.551mm13.3.元器件清单元器件清单 78二、实训内容与步骤二、实训内容与步骤 1.1.首先要熟读原理图和首先要熟读原理图和PCBPCB印刷电路板，熟悉电路印刷电路板，熟悉电路和零件装配位置，了解电路组成及工作原理。和零件装配位置，了解电路组成及工作原理。2.2.核对检查元器件核对检查元器件 （1 1）参照电路原理图）参照电路原理图2-12-1核对元器件，如表核对元器件，如表2-12-1所列，所列，如有缺少必须补

6、足。如有缺少必须补足。（2 2）外观检查。要求元器件）外观检查。要求元器件外观完整无损，引线无锈蚀和外观完整无损，引线无锈蚀和断脚等现象。断脚等现象。图图2-12-1 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路8电阻电阻色环序列色环序列标称值标称值挡位挡位量程量程测量值测量值误差误差质量质量R1 R2 R3 R4 R5 5 R6 6 RL L RP P电位器电位器 表表2-1 电阻器测量记录表电阻器测量记录表3.3.元器件的检测元器件的检测（1 1）电阻）电阻9（2 2）电容器）电容器l 检测电容器的容量及稳态电阻值检测电容器的容量及稳态电阻值，结果，结果记入表记入表2-32-3中。中。分类分类位号

7、位号容量容量/F稳态电阻稳态电阻质量质量电解电容电解电容C1 1 C2 2 C3 3 表表2-3 电容的容量和稳态电阻（电容的容量和稳态电阻（R1k挡位）值测量记录表挡位）值测量记录表1011（3 3）三极管）三极管l三极管对信号具有放大作用，它是放大电路的核心器件。三极管对信号具有放大作用，它是放大电路的核心器件。l检测三极管电流放大系数、正向和反向的电阻值，将测量检测三极管电流放大系数、正向和反向的电阻值，将测量结果记入表结果记入表2-42-4中。中。位号位号型号型号放大系数放大系数挡位挡位RBE/REB/RBC/RCB/质量质量VT 注：低频管注：低频管9013的的PN 结电阻一般结电阻

8、一般R正正=1.2k左右、左右、R R反反=。表表2-4 三极管测量记录表三极管测量记录表 11124.4.安装与焊接安装与焊接l注意：不要用汗手摸电注意：不要用汗手摸电路板上焊盘。路板上焊盘。电阻：注意色环方向电阻：注意色环方向保持一致，若立式安装，保持一致，若立式安装，误差标记一端在下面。误差标记一端在下面。三极管：注意管脚三极管：注意管脚（e e、b b、c c）,安装高度尽安装高度尽量低。量低。电解电容器：注意正电解电容器：注意正负极性（负极性（+、-）和安装高）和安装高度尽量低。度尽量低。图2-2 电路板安装图12元器件的安装顺序元器件的安装顺序（1 1）元器件成形与引脚处理。装机前

9、要对各元器件引）元器件成形与引脚处理。装机前要对各元器件引脚进行成形处理，再将各元器件引脚准备焊接处进行刮脚进行成形处理，再将各元器件引脚准备焊接处进行刮削去污、去氧化层，然后在各引脚准备焊接处上锡。削去污、去氧化层，然后在各引脚准备焊接处上锡。（2 2）元件插装与固定。将经过成形、处理过的元器件）元件插装与固定。将经过成形、处理过的元器件按图所示进行插装，插装顺序按按图所示进行插装，插装顺序按“先小后大先小后大”原则进行原则进行。插装时各元器件均不能插错，特别要注意有极性元件。插装时各元器件均不能插错，特别要注意有极性元件不能插反，如二极管、三极管、电解电容等。不能插反，如二极管、三极管、电

10、解电容等。（3 3）安装后，防止安装有误，给后续工作带来麻烦，）安装后，防止安装有误，给后续工作带来麻烦，一定经辅导老师或同学相互之间检查后才允许焊接。一定经辅导老师或同学相互之间检查后才允许焊接。13（4 4）焊接技术。参考项目七知识链接七焊接技术。）焊接技术。参考项目七知识链接七焊接技术。（5 5）按图）按图2-22-2把元器件安装到对应的位置，可先焊接把元器件安装到对应的位置，可先焊接电阻，再焊接电容和三极管等。电阻，再焊接电容和三极管等。焊接时注意电解电容极性焊接时注意电解电容极性(电解电容长脚为正电解电容长脚为正极，插入极，插入PCBPCB带带“+”+”端端)，三极管注意三个管脚（，

11、三极管注意三个管脚（e e、b b、c c）方向。焊接电源接线座及接线注意正负极：红为）方向。焊接电源接线座及接线注意正负极：红为+黑为黑为-。（6 6）元器件的焊接与整理。细心处理好每一个焊点，）元器件的焊接与整理。细心处理好每一个焊点，保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线。保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线。14155.5.电路的调试与测量电路的调试与测量电路焊接完成后，检查无误后，按照图电路焊接完成后，检查无误后，按照图2-22-2先将电先将电路板上的断口路板上的断口A A、B B、D D、E E、F F、G G、J J、M M、K K点用焊点用焊锡焊连，注意锡焊连，注意H H点不能焊连。

12、点不能焊连。图图2-2 2-2 电路板电路板焊好后则可焊好后则可接通直流电接通直流电源源15V15V，进行，进行电路调试和电路调试和测量。测量。15（1 1）静态工作点的调试静态工作点的调试l静态工作点调试电路如图静态工作点调试电路如图2-32-3所示。静态工作点与电路参所示。静态工作点与电路参数的关系式为组式数的关系式为组式2-12-1所示。所示。CC3BQP23BQBEQBQ56CQBQEQCEQCCCQ456(1)()()VRURRRUUIRRIIIUVIRRR图图2-3 3 直流（静态）通路直流（静态）通路EQEQCQ56UIIRR组式组式2-1 2-1 电流与电压的关系电流与电压的关

13、系16l首先用万用表电压档测试电源电压首先用万用表电压档测试电源电压VCC=15V ，然后调整，然后调整RP ，使三极管，使三极管VTVT的发射极电压的发射极电压 UE=3V左右。左右。l测量三极管测量三极管UBE、UCE(三极管极间电压三极管极间电压)，将结果记入表，将结果记入表2-52-5中。中。项目项目实际测量值实际测量值计算值计算值UEQUBEQUCEQIEQICQIBQ 数值数值 表表2-5 静态工作点测量记录表静态工作点测量记录表17（2 2）放大电路的动态测试放大电路的动态测试l 放大电路输入、输出电压动态测试连接图如图放大电路输入、输出电压动态测试连接图如图2-42-4所示。所

14、示。图图2-4 4 交流（动态）电压测量接线图交流（动态）电压测量接线图18l保持放大器的静态工保持放大器的静态工作点不变，先不接作点不变，先不接RL，调节信，调节信号发生器，使其输出频率号发生器，使其输出频率f1kHz、幅值为、幅值为20mV的正弦的正弦波，接到电路的输入端波，接到电路的输入端us。l示波器和毫伏表调整好接到电路的输出端，这时观察输示波器和毫伏表调整好接到电路的输出端，这时观察输出波形是否失真，若不失真用毫伏表分别测量出波形是否失真，若不失真用毫伏表分别测量US、Ui、Uo的值，将测量结果记入表的值，将测量结果记入表2-6中。中。l 增大输入信号幅度，用示波器观察输出波形，在

15、波增大输入信号幅度，用示波器观察输出波形，在波形即将失真而又不失真时，用毫伏表测输出端电压为最形即将失真而又不失真时，用毫伏表测输出端电压为最大不失真输出电压大不失真输出电压Uomax，将结果记录表，将结果记录表2-6中。中。19l 放大器输出端接入负载电阻放大器输出端接入负载电阻RL=2k k，调节信号，调节信号发生器，使其输出频率发生器，使其输出频率f1k kHz、幅值为、幅值为20mV的正弦的正弦波，接到输入端。波，接到输入端。l用示波器观察输出波形有无失真，不失真的情况下测用示波器观察输出波形有无失真，不失真的情况下测试试Us s、Ui、UoL，将测量结果记录表，将测量结果记录表2-6

16、中。中。l根据测量结果计算出电压放大倍数根据测量结果计算出电压放大倍数AuL，记记入入表表2-6中。中。l分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。20表表2-6 放大放大电路动态指标电路动态指标测量记录表测量记录表测试条件测试条件 不接负载不接负载RL接入负载接入负载RL=2k k计计算值算值Us sUiUoUomaxUs sUiUoLUoLmaxAuAuLRiRo测量值测量值 l增大输入信号幅度，用示波器观察带载输出波增大输入信号幅度，用示波器观察带载输出波形，在波形即将失真时，用毫伏表测出输出端电压形，在波形即将失真时，用毫伏表测出输出端电压为最大不失真

17、输出电压为最大不失真输出电压UoLmax，结果记，结果记入入表表2-6中。中。21（3 3）测试放大电路输入电阻和输出电阻测试放大电路输入电阻和输出电阻l 输入电阻的输入电阻的测量，由表测量，由表2-6测量的测量的Us和和Ui值，根据公值，根据公式式式式2-3计算出计算出Ri，将，将结果记录表结果记录表2-62-6中。中。l 输出电阻的测量，由表输出电阻的测量，由表2-62-6测量的测量的 Uo和和UoL的值，根的值，根据公式式据公式式2-4计算出计算出Ro，将结果记录表，将结果记录表2-6中。中。（式（式2-3）（式（式2-4）22（4 4）验证电路参数对验证电路参数对Q点点(输出信号波形输

18、出信号波形)的影响的影响l在在RL L=的情况下，放大器的输入端接入信号的情况下，放大器的输入端接入信号频率频率f1k kHz、幅值为、幅值为20mV的正弦波，示波器接放大器的输出端，的正弦波，示波器接放大器的输出端，调节调节RP P，观察，观察Uo的波形变化，记录截止失真和饱和失真的波形变化，记录截止失真和饱和失真的波形。并绘制测试的波形。记录表的波形。并绘制测试的波形。记录表2-7中中测试条件测试条件输出波形记录输出波形记录失真类型失真类型ICQ Q(mA)(mA)RP P增大增大 RP P减少减少 表表2-7 波形失真分析实验数据记录波形失真分析实验数据记录 注：如果波形失真不明显可增大

19、或减少输入信号幅值。注：如果波形失真不明显可增大或减少输入信号幅值。24任务二任务二 电子助记器的设计与制作电子助记器的设计与制作25（1 1）采用）采用90139013晶体管。晶体管。（2 2）采用电压并联负反馈偏置电路。）采用电压并联负反馈偏置电路。（3 3）采用阻容耦合方式。）采用阻容耦合方式。（4 4）工作电压）工作电压3V3V（5 5号电池号电池2 2节）。节）。（5 5）电路的整体放大倍数）电路的整体放大倍数6060倍。倍。1.1.电子助听器主要技术电子助听器主要技术一、电子助记器简介一、电子助记器简介任务二任务二 电子助记器的设计与制作电子助记器的设计与制作电子助记器实物图电子助

20、记器实物图252626l 电子助记器电子助记器是一种提高声音强度的装置，可以帮助是一种提高声音强度的装置，可以帮助听力障碍患者充分利用残余听力，进而补偿听力损失。听力障碍患者充分利用残余听力，进而补偿听力损失。l使用时只要对话筒轻轻说话，通过放大电路的放大作使用时只要对话筒轻轻说话，通过放大电路的放大作用，扬声器能够发出宏亮的声音，有助于加强记忆。用，扬声器能够发出宏亮的声音，有助于加强记忆。l由传声器、放大器和扬声器三部分组成。由传声器、放大器和扬声器三部分组成。2.2.电路组成与工作原理电路组成与工作原理（1 1）电路组成）电路组成2627耦合耦合电容电容话筒供电电阻话筒基极电阻集电极电阻

21、电流电流放大放大声音声音MICMICC1VT1C2 2VT2C3 3VT3Y声音。声音。（2 2）工作原理）工作原理图图2-8 电子助记器电原理图电子助记器电原理图27电路的核心是由三极管（电路的核心是由三极管（VT1、VT2、VT3）组成多级放）组成多级放大电路，电原理图如图大电路，电原理图如图2-8所示。所示。各级之间采用电容耦合方式连接，各级之间采用电容耦合方式连接，C1、C2、C3为耦合电为耦合电容，容，R2、R4、R6分别为各级晶体管基极的偏置电阻，分别为各级晶体管基极的偏置电阻，前前两级是一种具有并联电压负反馈的偏置电路，能起到稳两级是一种具有并联电压负反馈的偏置电路，能起到稳定工

22、作点的作用。定工作点的作用。第三级是共集电极电路，也称为射极跟随器，虽没有电第三级是共集电极电路，也称为射极跟随器，虽没有电压放大的作用，但仍具有电流放大和功率放大作用。压放大的作用，但仍具有电流放大和功率放大作用。2829293.3.元器件清单元器件清单元件名称元件名称型号参数型号参数位号位号数量数量三极管三极管9013（参考值参考值100100）VT1可调电阻可调电阻100k100kRP1 1电容电容1010F FC1、C2 22 2电容电容100100F FC3 31电阻电阻 5.1k5.1kR11 1电阻电阻15 k15 kR2 2、R3 32 2电阻电阻3.3 k3.3 kR4 41

23、 1电阻电阻150150R5 51 1电阻电阻1.5k1.5kR6 61 1电阻电阻2 k2 kRL L1 1接线端子接线端子电源接口电源接口P1P11 1印刷电路板印刷电路板PCBPCB76.551mm12930二二.实训内容与步骤实训内容与步骤1.1.熟读原理图和熟读原理图和PCBPCB印刷电路板，熟悉零件装配位置。印刷电路板，熟悉零件装配位置。2.2.核对检查元器件，参照电路原理图核对元器件，要求核对检查元器件，参照电路原理图核对元器件，要求元器件外观完整无损。元器件外观完整无损。3.3.元器件的检测方法元器件的检测方法 （1 1）电容器（）电容器（2 2）电阻器（）电阻器（3 3）三极

24、管（三极管（4 4）驻极体话筒的检测（）驻极体话筒的检测（5 5）扬声器的检测）扬声器的检测4.4.电路安装与焊接电路安装与焊接5.5.电路测量与调试电路测量与调试3031（1 1）电容器的检测）电容器的检测l 电容器具有隔直流通交流的特性，频率越高容抗越小，电容器具有隔直流通交流的特性，频率越高容抗越小，在电路中可做为耦合电容、旁路电容使用，在本电路中在电路中可做为耦合电容、旁路电容使用，在本电路中起耦合作用。将检测的容量及稳态电阻值记入表起耦合作用。将检测的容量及稳态电阻值记入表2-92-9中。中。位号位号分类分类标称容量标称容量/F/F测量值测量值误差误差挡位挡位稳态电阻稳态电阻质量质量

25、C1 C2 C3 C4 表表2-9 电容的容量和稳态电阻（电容的容量和稳态电阻（R1k挡位）值测量记录表挡位）值测量记录表31（2 2）电阻器的检测）电阻器的检测l用万用表检测电阻的阻值。本实训采用的电阻均是色环用万用表检测电阻的阻值。本实训采用的电阻均是色环电阻，在安装前需要检测，将检测的阻值记入表电阻，在安装前需要检测，将检测的阻值记入表2-102-10中。中。电阻电阻色环序列色环序列标称值标称值档位档位量程量程测量值测量值误差误差质量质量R1R2R3R4R5R6R7R8表表2-10 电阻的测试记录表电阻的测试记录表3233（3 3）三极管的检测）三极管的检测l 检测三极管电流放大系数、正

26、向和反向的电阻值，检测三极管电流放大系数、正向和反向的电阻值，结果记入表结果记入表2-112-11中。中。位号位号型号型号电流放大系数电流放大系数RBE/REB/RBC/RCB/质量质量VT1 VT2 VT3 表表2-11 2-11 三极管电流放大系数和电阻值测量记录表三极管电流放大系数和电阻值测量记录表注：一般低频管注：一般低频管 9013R正正=1.2k左右、左右、R反反=。33（4 4）驻极体话筒的检测）驻极体话筒的检测 首先检查引脚有无断线情况。首先检查引脚有无断线情况。驻极体话筒极性的判别：用万用表驻极体话筒极性的判别：用万用表R R 1k1k 挡，黑表笔挡，黑表笔接任意一极，红表笔

27、接另一极；再对两表笔对调，比较接任意一极，红表笔接另一极；再对两表笔对调，比较两次测量结果，阻值较小时，黑表笔的的是源极两次测量结果，阻值较小时，黑表笔的的是源极S S，则红，则红表笔接的是漏极表笔接的是漏极D D。注：一般两个注：一般两个电极之间电阻为电极之间电阻为2k 左右。左右。34（4 4）驻极体话筒的检测）驻极体话筒的检测 驻极体话筒灵敏度极的判别驻极体话筒灵敏度极的判别：用万用表（用万用表（500500型型）R R 1k1k 挡测两个电极并对着话筒正面轻轻挡测两个电极并对着话筒正面轻轻吹气，它的阻值将随之增大，这说吹气，它的阻值将随之增大，这说明此话筒性能良好，万用表指针摆明此话筒

28、性能良好，万用表指针摆动的范围越大，话筒灵敏度越高。动的范围越大，话筒灵敏度越高。35 检测好坏：在上面的测试中，驻极体话筒正常测得检测好坏：在上面的测试中，驻极体话筒正常测得的阻值应该一大一小，如果两次都无穷大，说明被测话的阻值应该一大一小，如果两次都无穷大，说明被测话筒内部开路；筒内部开路；若两次阻值接近或等于若两次阻值接近或等于0 0，则说明被测话筒已击穿或发，则说明被测话筒已击穿或发生了短路；若两次测得阻值相等，则说明被测话筒内部生了短路；若两次测得阻值相等，则说明被测话筒内部已经开路。以上都需弃旧换新。已经开路。以上都需弃旧换新。将测试数据记入表将测试数据记入表2-122-12中。中

29、。位号位号型号型号挡位挡位RSDSDRDSDS质量质量MIC 表表2-12 2-12 驻极体的测试记录表驻极体的测试记录表363737（5 5）扬声器的检测）扬声器的检测l 用万用表用万用表R R1 1挡，任一表笔接一端，另一表笔点触挡，任一表笔接一端，另一表笔点触另一端，正常时会发出清脆响量的另一端，正常时会发出清脆响量的“哒哒”声。声。l如果不响阻值无穷大，则是线圈断了，如果响声小而尖，如果不响阻值无穷大，则是线圈断了，如果响声小而尖，则是有擦圈问题，是不能用的。则是有擦圈问题，是不能用的。位号位号型号型号挡位挡位标称值标称值测量值测量值 误差误差质量质量Y Y 表表2-13 扬声器电阻扬

30、声器电阻RY的测试记录表的测试记录表 3738384 4.电路安装与焊接电路安装与焊接l（1 1）首先焊接电阻，再焊接电容和三极管等。）首先焊接电阻，再焊接电容和三极管等。l（2 2）驻极体话筒的安装时注意极性，焊接时间不易过长，）驻极体话筒的安装时注意极性，焊接时间不易过长，引线不要过长，否则容易引起各种杂声。引线不要过长，否则容易引起各种杂声。l（3 3）扬声器的焊接时间也不易过长，一般引线比较脆弱，）扬声器的焊接时间也不易过长，一般引线比较脆弱，焊接时间过长，易使引线和内部线圈断开，导致扬声器损坏，焊接时间过长，易使引线和内部线圈断开，导致扬声器损坏，即使焊上也不能正常使用。即使焊上也不

31、能正常使用。l（4 4）元器件的焊接与整理。细心处理好每一个焊点，保证）元器件的焊接与整理。细心处理好每一个焊点，保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线。焊接质量，焊好后剪掉多余的引线。l（5 5）检测实现助听器的基本功能。）检测实现助听器的基本功能。39395 5.电路测量与调试电路测量与调试l（1 1）静态工作点测试）静态工作点测试l计算多级放大电路各级静态电流（计算多级放大电路各级静态电流（IB、IC），记入表），记入表2-14中，中，三极管发射极对地参考电压分别三极管发射极对地参考电压分别UE3=0.1V、UE2=0.18V，UE1=0V左右。测试三极管各极电位并记入表中。左右。测试三极管

32、各极电位并记入表中。晶体管晶体管IB/A(计算值计算值)IC/mA(计算值计算值)UEUBUC三极管工作状态三极管工作状态VT1 1 VT2 VT3 3 表表2-14 静态工作点测量记录表（单位静态工作点测量记录表（单位V）39（2 2）静态调试）静态调试l根据测试结果判断晶体管的工作状态并记入表根据测试结果判断晶体管的工作状态并记入表2-142-14中，判中，判断静态工作点是否合适，如果不合适可以由组式（断静态工作点是否合适，如果不合适可以由组式（2-52-5）进）进行调节。若偏差较大，从后往前排查故障原因。行调节。若偏差较大，从后往前排查故障原因。l主要检查三极管三个管脚是否安装正确，焊接

33、外围电阻阻主要检查三极管三个管脚是否安装正确，焊接外围电阻阻值是否正确。值是否正确。（3 3）动态调试）动态调试l静态调试好后，只要耦合电容静态调试好后，只要耦合电容C1、C2、C3、驻极体、驻极体MIC及及扬声器质量、安装、焊接没有问题，就能实现助记器功能。扬声器质量、安装、焊接没有问题，就能实现助记器功能。41 任务三任务三 功率放大器的设计与制作功率放大器的设计与制作414242l（1 1）采用分立元件设计互补对称式）采用分立元件设计互补对称式OTL功放。功放。l（2 2）输出信号失真要小，最大不失真功率）输出信号失真要小，最大不失真功率33W。l（3 3）负载电阻）负载电阻RL=8。l

34、（4 4）效率）效率50%。l 1.1.主要技术指标主要技术指标任务三任务三 功率放大器的设计与制作功率放大器的设计与制作424343l （1）OTL功率放大器简介功率放大器简介l OTLOTL功放是一种没有输出变功放是一种没有输出变压器的功率放大器。压器的功率放大器。l其主要任务是将音频信号放其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载。大到足以推动外接负载。l如扬声器、音响等。如扬声器、音响等。图图 2-10 2-10 OTLOTL功放电路原理图功放电路原理图2.2.电路组成及工作原理电路组成及工作原理43（2 2）OTLOTL功放电路组成和工作原理功放电路组成和工作原理 前置放大级前置放

35、大级主要由主要由VT1 及外部元件组成，该电路属于工作点及外部元件组成，该电路属于工作点稳定的分压偏置放大电路。稳定的分压偏置放大电路。功率放大级功率放大级功率放大输出级的互补对管是功率放大输出级的互补对管是VT2和和VT3，与前置，与前置放大级采用直接耦合方式。放大级采用直接耦合方式。44（3 3）扬声器扬声器扬声器扬声器是将电能转换成声能的元件，也就是喇叭。它的是将电能转换成声能的元件，也就是喇叭。它的工作原理是利用电流在磁场中会受到力的作用来完成振工作原理是利用电流在磁场中会受到力的作用来完成振动发出声音的。动发出声音的。（4 4）电源）电源低低频频滤波滤波电路电路由由RC 组成组成电源

36、电源低频滤波电路低频滤波电路，主要作用是滤除电源交，主要作用是滤除电源交流声，同时给交流信号提供电流回路，流声，同时给交流信号提供电流回路，使电路工作更稳使电路工作更稳定，定，容量应该取得比较大，这样才有较好的效果容量应该取得比较大，这样才有较好的效果。4546463.3.元器件清单元器件清单 元件名称元件名称型号参数型号参数位号位号数量数量三极管三极管9014（参考参考8080）VT11三极管三极管 90139013（参考参考100100）VT21 1三极管三极管90129012（参考参考8080）VT31 1二极管二极管IN4007IN4007VD1 1电容电容1010F FC11电容电容

37、100100F FC2、C32 2电容电容22220F FC41 1电容电容100F FC14647473.3.元器件清单元器件清单 元件名称元件名称型号参数型号参数位号位号数量数量电阻电阻5.1k5.1kR11 1电阻电阻100100R2 2、R2 2电阻电阻 680680R3 3 1 1电阻电阻150150R4 41 1电位器电位器470k470kRP11 1电位器电位器1 k1 kRP21 1扬声器扬声器8 8Y1电路板电路板 PCB4848二、实训内容与步骤二、实训内容与步骤l 1.熟读原理图和熟读原理图和PCB印刷电路板，熟悉零件装配位置。印刷电路板，熟悉零件装配位置。l 2.元器件

38、的核对与检测元器件的核对与检测。l 3.安装与焊接。安装与焊接。l 4.电路通电前的检测。电路通电前的检测。l 5.通电后的静态电压、电流的调整。通电后的静态电压、电流的调整。l 6.动态测试。动态测试。484949l2.元器件的核对与检测元器件的核对与检测l（1 1）电阻器）电阻器l 用万用表检测电阻器的阻值。用万用表检测电阻器的阻值。本实训采用的电阻均是本实训采用的电阻均是色环电阻，在安装前需要检测，将电阻值并记入表色环电阻，在安装前需要检测，将电阻值并记入表2-16中中。电阻电阻色环序列色环序列标称值标称值档位档位量程量程测量值测量值误差误差质量质量R1 R2 R3 R4 R RP1 R

39、P2 表表2-16 电阻的测试电阻的测试49（2）电容器）电容器l 电容器具有隔直流通交流的特性，频率越高容抗越小，电容器具有隔直流通交流的特性，频率越高容抗越小，在电路中可做为耦合电容、旁路电容和滤波电容使用，用万在电路中可做为耦合电容、旁路电容和滤波电容使用，用万用表用表R1k挡位检测容量及稳态电阻值并记入表挡位检测容量及稳态电阻值并记入表2-172-17中中。分类分类位号位号标称容量标称容量/F测量值测量值/F误差误差挡位挡位稳态电阻稳态电阻质量质量电解电解电容电容C1 1 C2 2 C3 3 C4 4 C 表表2-17 电容的容量和稳态电阻测量记录表电容的容量和稳态电阻测量记录表50（

40、3 3）使用万用表）使用万用表R R 1 1档测量扬声器的音圈电阻值，档测量扬声器的音圈电阻值，并记录并记录RY的测试结果，记录表的测试结果，记录表2-18。辨别扬声器的。辨别扬声器的好坏。观察扬声器的纸盆、外壳有无破损。好坏。观察扬声器的纸盆、外壳有无破损。测试测试项目项目 型号型号be间阻值间阻值bcbc间阻值间阻值cece间阻值间阻值质量质量正向正向反向反向正向正向反向反向正向正向反向反向 VT1 VT2 VT3 VD 正向电阻正向电阻=反向电阻反向电阻=扬声器扬声器 RY Y=表表2-18 三极管、二极管等测量记录表三极管、二极管等测量记录表515252（4 4）三极管、二极管）三极管

41、、二极管l 9013、90149014和和90129012是一种最常用的普通三极管。是一种最常用的普通三极管。90139013、90149014是是NPN型，型，90129012是是PNPPNP型。选用型。选用90139013、90149014和和90129012作作为放大三极管符合电路要求。为放大三极管符合电路要求。l检测三极管电流放大系数、正向和反向的电阻并判断检测三极管电流放大系数、正向和反向的电阻并判断三极管好坏，将结果记入表三极管好坏，将结果记入表2-182-18中。中。l二极管具有单向导电性。检测二极管的正反向电阻，二极管具有单向导电性。检测二极管的正反向电阻，判断二极管的极性和质

42、量好坏。将结果记入表判断二极管的极性和质量好坏。将结果记入表2-18中。中。5253533.3.安装与焊接安装与焊接l（1）按照手工绘制的装配图，对应原理图，将电阻、）按照手工绘制的装配图，对应原理图，将电阻、电容、三极管依次焊接到电容、三极管依次焊接到PCB电路板相应位置。注意，电路板相应位置。注意，电解电容的极性和晶体管的管脚不要插错。电解电容的极性和晶体管的管脚不要插错。l（2 2）焊接元器件时，注意保留元器件引线的适当长）焊接元器件时，注意保留元器件引线的适当长度，焊点要光滑圆润，防止虚焊和搭焊。度，焊点要光滑圆润，防止虚焊和搭焊。l（3 3）扬声器焊接时，）扬声器焊接时，焊接时加热时

43、间不能过长，否焊接时加热时间不能过长，否则会烫坏扬声器震动膜则会烫坏扬声器震动膜；焊接时；焊接时不要用手触摸扬声器不要用手触摸扬声器膜，否则会影响音质。膜，否则会影响音质。534.4.电路通电前的检测电路通电前的检测l（1 1）对照电路原理图，仔细核对元器件的位置是否正确，）对照电路原理图，仔细核对元器件的位置是否正确，极性是否正确，有无漏焊、错焊和搭锡。极性是否正确，有无漏焊、错焊和搭锡。l（2 2）特别检查特别检查VD和和R3、RP2是否焊好，极性是否正确，是否焊好，极性是否正确，因为它们开路，会使互补对管因为它们开路，会使互补对管VT2、VT3损坏。损坏。l（3 3）用万用表）用万用表R

44、1k k档测档测3(3(VCC )到到4(4(地地)端之间的电阻，端之间的电阻，正常值应大于正常值应大于1k k。若阻值很小，说明有短路现象，应先。若阻值很小，说明有短路现象，应先排除故障，再通电调整。（注：黑表笔接排除故障，再通电调整。（注：黑表笔接VCCCC端，红表笔接端，红表笔接地端）。地端）。5455555.5.通电后的静态电压、电流的调整（通电后的静态电压、电流的调整（1 1、2 2端先短接）端先短接）l（1 1）接上假负载电阻）接上假负载电阻RL L=8代替扬声器。代替扬声器。l（2）接通电源，用万用表）接通电源，用万用表10V档测量推挽互补管档测量推挽互补管VT2、VT3中点中点

45、A对地电压对地电压UA，调节，调节RP1，使该点电压为，使该点电压为1/2VCC。l（3 3）在）在VT2 2的集电极电路串入万用表（直流的集电极电路串入万用表（直流50mA档）档）调节调节R RP2P2，使该功放静态电流，使该功放静态电流IC为为5 520mA。l静态电流太大，功放管发热损坏，静态电流太小，输出静态电流太大，功放管发热损坏，静态电流太小，输出功率不足且有交越失真。功率不足且有交越失真。55（4）用万用表测量功放各晶体管的静态工作电压）用万用表测量功放各晶体管的静态工作电压UC、UB、UE（即测试（即测试c、b、e各点对地间电压）并记录表各点对地间电压）并记录表2-19中。正常

46、后，拆去负载电阻，接上扬声器。中。正常后，拆去负载电阻，接上扬声器。（5）拆除交流输入端短接线。用手握螺丝刀金属部分去）拆除交流输入端短接线。用手握螺丝刀金属部分去碰触碰触VT1基极，扬声器中应听到基极，扬声器中应听到“嘟嘟嘟嘟”声。声。（6）将直流电源断开，串入万用表电流挡合适量程（）将直流电源断开，串入万用表电流挡合适量程（50mA），测量整个功放的静态电流），测量整个功放的静态电流IE，记入表，记入表2-19中。中。正常时，正常时，IE在在525mA，将静态测试记入表，将静态测试记入表2-19中。中。56电源电压电源电压 VCC=V，中点电压，中点电压 UA=V，静态电流静态电流 IC=

47、mA，总机电流，总机电流 IE=mA测试点测试点VT1VT2VT3UC UB UE 表表2-19 通电后静态测试记录表通电后静态测试记录表5758586.6.动态测试动态测试l（1 1）测量放大器不失真最大输出功率：）测量放大器不失真最大输出功率：l 用用8/2 2W电阻代替扬声器。电阻代替扬声器。图图2-11 测试线路和仪器连接图测试线路和仪器连接图58 调节低频信号发生器的信号频率调节低频信号发生器的信号频率f=1kHz ，缓慢增加，缓慢增加信号发生器的输出电压，观测放大器输出信号在示波器上信号发生器的输出电压，观测放大器输出信号在示波器上的波形没有失真时，用毫伏表测出输入电压的波形没有失

48、真时，用毫伏表测出输入电压Ui 、输出电、输出电Uo的值；继续增加信号发生器的输出电压，用示波器观察输的值；继续增加信号发生器的输出电压，用示波器观察输出波形直至波形刚要产生切峰失真而又未产生失真时为止出波形直至波形刚要产生切峰失真而又未产生失真时为止，记录最大不失真电压，记录最大不失真电压Uomax 。测试结果记录表。测试结果记录表2-2-2020中。中。根据表中根据表中2-2-2020测试的数据计算放大器的电压放大倍数测试的数据计算放大器的电压放大倍数A AU U，由由Pom=(=(VCC-IER)2 2/2/2RL 计算出最大输出功率计算出最大输出功率Pom ，计算结，计算结果记录表果记录表2-2-2020中。中。59测量值测量值计算值计算值fUiUo o Uo omaxAuPomPE 表表2-20 动态测试数据动态测试数据注：设输出电压注：设输出电压Uo=0.6Uomax。606.6.动态测试动态测试（2 2）计算电路的转换效率计算电路的转换效率：由表由表2-19测试的直流电源测试的直流电源IE ，计算出电源输出功，计算出电源输出功率率PE=VCCIE。在根据公式计算出电路的转换效率：在根据公式计算出电路的转换效率：=Pom/PE，将计算结果记入上表将计算结果记入上表2-20中。中。61