【低频功率放大器工作原理】
低频功率放大器主要设计用于驱动负载,例如扬声器,将小信号放大并转换为具有足够功率的电信号。OTL(Output Transformerless)低频功率放大器是一种无输出变压器的互补对称电路,它由推动级和功率输出级组成。
推动级通常由一个晶体三极管(如VT1)担任,作为前置放大器,增强信号并提供反相信号。VT2和VT3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,它们构成推挽式功率放大电路,可以交替导通以减少交越失真。每个管子都配置为射极输出器,具备低输出电阻和良好的负载能力。
静态工作点的设定至关重要,通过电位器RP1和RP2来调节晶体管VT1的集电极电流IC1和VT2、VT3的静态电流。RP1和A点的连接引入了交、直流电压并联负反馈,可以稳定放大器的工作点,并减少非线性失真。C4和R构成自举电路,提升输出电压正半周的幅度,扩大动态范围。
当输入正弦交流信号ui时,VT1放大并倒相信号,分别作用于VT2和VT3的基极。在ui的负半周,VT2导通,电流通过负载RL,并对C2充电;在ui的正半周,VT3导通,C2放电,通过RL提供电流,产生完整正弦波形的输出。在Multisim仿真中,不同频率的输入信号会使得喇叭发出相应频率的声音。
【瞬态分析】
瞬态分析是分析电路动态特性的方法,可以通过仿真观察信号在时间域内的变化。在Multisim中,可以使用瞬态分析工具来观察信号在不同时间点的行为,如图2.6.3所示。
【OTL电路的性能指标】
1. **最大不失真输出功率P0m**:理想情况下,通过测量负载RL两端的电压有效值或流过RL的电流有效值来确定。
2. **效率η**:ηmax表示最大可能效率,理想情况下为78.5%。计算公式为η = P0m/Pv,其中Pv是直流电源供给的平均功率,可通过测量电源供给的平均电流IdC来估算。
在Multisim中,可以使用功率表来分别测量P0m和Pv,以便计算实际效率。功率表有电压和电流输入端子,分别与待测电路并联和串联。
总结来说,本教程涵盖了低频功率放大器,特别是OTL电路的工作原理、静态工作点设定、瞬态分析方法以及关键性能指标的测量。通过Multisim仿真工具,学习者能够深入理解这些概念并进行实践操作。