山东大学信院模电实验9-1 10-1

### 山东大学信院模电实验9-1 10-1 #### 实验9-1：分立元件“OTL”功率放大器实验 ##### 一、实验结果及分析 **1. 双电源互补对称功率放大器实验** - **静态工作点** - 在本实验中，通过对比仿真值与实测值来验证静态工作点的一致性。静态工作点是指在没有输入信号的情况下，放大器内部各点的电压和电流。 - **仿真值**： - Uc1/V: 12.000 V - Uc2/V: -12.000 V - Ub1/V: 0.6587 V - Ub2/V: -0.659 V - Ue1/V: 0.064 V - Ue2/V: -0.064 V - **实测值**： - Uc1/V: 12.001 V - Uc2/V: -12.011 V - Ub1/V: 0.662 V - Ub2/V: -0.651 V - Ue1/V: 0.0633 V - Ue2/V: -0.0646 V - **观察交越失真** - 当输入的正弦电压信号接近零时，若没有二极管，两个三极管均会截止，导致输出波形出现失真。引入二极管可以避免这种情况，因为二极管可以确保在较小的输入电压下，三极管仍然能够导通，从而消除交越失真。 - **功率指标分析** - 功率输出 (Po) 和效率 (ƞ) 的计算公式如下： - \(Po = \frac{{U_{om}^2}}{{2R_L}}\) - \(P_E = \frac{{2U_{CC}U_{om}}}{{\pi R_L}}\) - \(\eta = \frac{{Po}}{{P_E}}\) - 其中，\(U_{om}\) 是输出电压的峰值，\(R_L\) 是负载电阻，\(U_{CC}\) 是电源电压。 **2. 单电源互补对称功率放大器实验** - **静态工作点** - 在单电源互补对称功率放大器实验中，我们调整节点6的电压至6V左右，并进行直流工作点分析。 - **仿真值**： - Uc1/V: 5.372 V - Uc2/V: 12.000 V - Uc3/V: 1.015 V - Ub1/V: 6.339 V - Ub2/V: 5.372 V - Ub3/V: 0.292 V - Ue1/V: 6.095 V - Ue2/V: 5.910 V - Ue3/V: 0.290 V - **实测值**： - Uc1/V: 5.363 V - Uc2/V: 12.000 V - Uc3/V: 1.013 V - Ub1/V: 6.247 V - Ub2/V: 5.471 V - Ub3/V: 0.290 V - Ue1/V: 6.112 V - Ue2/V: 5.894 V - Ue3/V: 0.290 V - **观察交越失真** - 类似于双电源的情况，没有二极管时会出现交越失真，加入二极管后可以消除这种失真。 - **功率指标分析** - 使用与双电源相同的计算公式，得到不同的功率指标。 - **自举电容的作用** - 自举电容能够提升电压，实现升压功能。这对于提高放大器的性能至关重要。 ##### 二、思考题解析 - **1. 二极管 D1、D2 的作用** - 抬高三极管基极电压，确保三极管处于微导通状态，从而消除交越失真。 - **2. 简述 R1，R2 的限流原理** - 在三极管临界导通状态下，如果没有任何限制措施，可能会导致电流直接流过三极管的发射极和集电极，类似于短路。通过设置限流电阻 (R1 和 R2)，可以控制导通后的电流大小，起到保护三极管的作用。 - **3. 电源电压提供的功率还可以用何种方式测量或计算** - 可以使用万用表的交流档测量每个互补输出级的三极管和射极电阻上的电压有效值，然后计算出各个部分的功率，最后将这些功率相加以得到总功率。 - **4. 实际电路实验中，功放管的饱和管压降是多少** - 在实际电路中，功放管的饱和管压降通常约为 1V。 - **5. 功率放大电路与电压放大电路的区别** - 电压放大器主要用于放大电压信号，而功率放大器则侧重于放大功率。电压放大电路关注于增强电压幅度，而功率放大电路则需要在不失真的情况下，同时放大电压和电流，以获得更高的输出功率。 - **6. 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** - 当负载电阻减小时，输出电压会降低，但是由于电流显著增加，总的输出功率反而会增加。这是因为负载电阻与三极管的射极电阻形成分压效应，负载电阻越小意味着更多的电流被负载吸收，进而提高了输出功率。 - **7. 4.9.2 图的下限截止频率是多少** - 下限截止频率大约为 8Hz 左右。 #### 实验10-1：分立元件稳压电源实验 **一、实验结果** - **1. 串联型稳压电路** - **测量静态工作点** - 通过测量仿真值和实测值来验证电路的稳定性。 - **仿真值**： - UC1/V: 188.375 V - UC2/B1/V: 7.059 V - UE1/V: 5.024 V - UB2/V: 4.274 V - UE2/V: 5.024 V - **测量值**： - UC1/V: 188.267 V - UC2/B1/V: 7.050 V - UE1/V: 4.244 V - UB2/V: 3.825 V - UE2/V: 4.244 V - **输出电压调节范围测试** - 测试输出电压的最大值和最小值。 - **理论值**： - Umax/V: 10.033 V - Umin/V: 4.515 V - **仿真值**： - Umax/V: 11.806 V - Umin/V: 5.306 V - **测量值**： - Umax/V: 11.936 V - Umin/V: 4.921 V - **稳压系数的仿真与测量** - 测量输入电压变化时输出电压的变化情况。 - **仿真值**： - 输入电压 187 V 时，输出电压保持稳定。 - 输入电压从 19.8 V 变化到 16.2 V 时，输出电压变化量较小，稳压系数为 0.0457 ~ 0.0914。 - **测量值**： - 输入电压从 19.8 V 变化到 16.2 V 时，输出电压变化量较小，稳压系数为 0.18286 ~ 0.0914。 - **输出电阻的仿真** - 输出电阻的仿真值为 0.0429 Ω。 通过以上实验，我们深入了解了分立元件OTL功率放大器和稳压电源的工作原理及其关键参数的计算方法。这些实验不仅加深了我们对电子电路理论的理解，也为后续设计和应用提供了宝贵的经验。