【模电实验】【超值1 + 1】【验证性实验——分立元件“OTL“功率放大器实验】【验证性实验——分立元件稳压电源实验】

news2025/8/12 7:42:46

实验9-1 验证性实验——分立元件"OTL"功率放大器实验

Multisim仿真

编辑分立元件OTL功率放大器的仿真电路如下：

在这里插入图片描述

静态工作点的调试与仿真如下：

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	发射极	基极	集电极
T1	277mV	998mV	5.66V
T2	6.38V	6.93V	12V
T3	6.20V	5.66V	0V

交越失真分析如下：

在电路的输入端加入正弦波输入电压，按动按键A切换开关状态，观察输出波形，分析二极管作用

当开关打开时的输出波形如下：

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当开关闭合时的输出波形如下：

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不难看出，此时波形出现了一定的交越失真

功率指标分析

逐渐加大输入信号 $U_{im}$ ，使电路输出获得最大不失真信号，测量此时的输入，输出信号的幅度，得到电路的输入灵敏度，输出功率，直流电源提供的功率，集电极效率和最大输出功率时功放管的集电极损耗，记录结果

测试发现最大不失真信号的输入电压约0.3V，

输出波形如下：

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输出功率	0.16W
直流电源提供功率	0.75W
集电极效率	21%

实验任务

双电源互补对称功率放大器（OCL）实验

根据实验书连接电路

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测量静态工作点

电路集成，不易测量静态工作点

观察交越失真波形如下：

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功率指标分析如下：

逐渐加大输入信号，使电路输出获得最大不失真信号，测量此时的输入输出信号幅度，得到电路的输出功率，直流电源提供的功率以及集电极效率如下：

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输出功率：1W

直流电源提供的功率：1.7W

集电极效率：59%

单电源互补对称功率放大器（OTL）实验

按照下图连接电路，开关用移动导线代替，检查无误后接通电源

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调试静态工作点，测量各个晶体管的各极电压，记录结果

	发射极	基极	集电极
T1	180.12mV	0.801V	2.486V
T2	8.67V	9.52V	10.35V
T3	2.74V	2.31V	10.08mV

交越失真分析

用示波器观察负载两端的电压波形

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功率指标分析

反复测试后发现最大不失真电压约为0.17V

思考题

图4.9.1中二极管D1,D2的作用是什么？

消除交越失真

简述电路4.9.1中限流电阻R1,R2的限流原理

当电路中通过电流时，接入电阻可以限流分压，保证器件正常工作

电源电压提供的功率除了公式之外还可以用何种方法测量或计算？

功率定义式

实际的实验电路4.9.2中，功放管的饱和压降因为多少

0.2到0.3V

功率放大电路与电压放大电路的区别是什么？

功率放大电路的功能是将输出的功率放大，但是单对其电压而言未必是放大的，而电压放大电路则相反。而且功率放大电路是对大信号的功率进行放大，而电压放大电路则是对微小输入信号进行放大

分析电路为何负载电阻越小，输出电压越低，而输出功率却越高

输出电压的减小没有电流的增大变化大，导致其输出功率更高

为了保证功率放大器具有良好的低频响应，输出耦合电容应满足公式，则图4.9.2中的下限截止频率 $f_L$ 应为多少

$\dfrac {1} {2\pi C_2R_L}$

实验10-1 验证性实验——分立元件稳压电源实验

Multisim仿真与实验任务

连接的Multisim仿真图如下：

整流滤波仿真

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稳压管稳压电路仿真

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稳压管稳压仿真电路

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串联型稳压电路仿真

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由于老师只要求串联稳压仿真，所以只使用最后一个电路图

静态工作点的仿真

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$U_{B1}/V$	$U_{C1}/V$	$U_{E1}/V$	$U_{B2}/V$	$U_{C2}/V$	$U_{E2}/V$
8.37V	18.00V	7.05V	3.44V	8.37V	2.69V

输出电压调节范围的测试

实测最大

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实测最小

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仿真最大输出电压
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仿真最小输出电压

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稳压系数的仿真

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记录表格如下：

	$U_I/V$	$U_O/V$	$\Delta U_I/V$	$\Delta U_O/V$	$S$
仿真	18	6.989
仿真	19.8	7.042	1.8	0.053	0.0828
仿真	16.2	6.934	1.8	0.053	0.0677

输出电阻仿真

负载为100Ω时的输出电压与电流

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负载为150Ω时的输出电压与电流

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	$U_{O1}/V$	$I_{O1}/mA$	$U_{O2}/V$	$I_{O2}/mA$	$\Delta U_O/V$	$\Delta I_O/mA$	$R_O/ \Omega$
估算值	6.965	69.65	6.97	46.7	0.005	23.1	0.215
仿真值	6.925	69.3	6.929	46.2	0.004	23.1	0.173

思考题

桥式整流、电容滤波电路中，负载的大小对滤波效果有影响吗？为什么？

有影响，时间常数越大，电容放电越慢，滤波效果越好

稳压管稳压电路中，限流电阻的选择原则是什么？

$\dfrac {U_{Imax}-U_Z} {I_{Zmax} + I_{Omin}} < R < \dfrac {U_{Imin}-U_Z} {I_{Zmin} + I_{Omax}}$

串联型稳压电路有哪几部分组成，各部分的作用是什么？

串联型稳压电路有基准电压、比较放大部分、调整管、过载保护、取样环节等组成。其中取样环节将稳压电路的输出电压与基准电压在比较放大器进行比较，将比较后的误差电压再放大后推动调整管，使其对输出电压作新的调整，从而保持输出电压不变，达到稳定输出电压的目的。过载保护电路则对电路起到保护作用，避免由于过载而发生故障