OCL功率放大电路仿真实验

分立元件OCL功率放大电路原理分析

OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。OCL功率放

大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。

(1)OCL功率放大器的结构组成

功率放大器的结构如图1所示。OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。

图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。

1)输入级：输入级主要起缓冲作用。输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和

分立元件OCL功率放大电路原理分析

OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。OCL功率放

大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。

(1)OCL功率放大器的结构组成

功率放大器的结构如图1所示。OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。

图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。

1)输入级：输入级主要起缓冲作用。输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和

实验一、三极管放大电路仿真实验

（一）实验目的

1．熟悉EWB的仿真实验法，熟悉EWB中双踪示波器和信号发生器的设置和使用方法。学习电压表的使用方法。

2．熟悉放大电路的基本测量方法，了解信号大小和静态工作点合适与否对放大电路性能的影响。

（二）实验内容与方法

1.进入Windows环境并建立用户文件夹 2.创建实验电路 （1）启动EWB

（2）按图B1-1连接电路

（3）给元器件标识、赋值（或选择模型）。（建议电位器Rp的变化量“Incement”设置为1%，三极管采用默认设置，其β=100）。

图B1-1三极管放大电路仿真实验 （4）仔细检查，确保电路无误、可靠。

（5）保存（注意路径和文件名，并及时保存）。 3.测量静态工作点

（1）设置电压表。在电压表的默认设置中，“Mode”为“DC”（即测量直流），“Resistance”为“1MΩ”,正好符合本电路中直流电压UBQ、UCQ、UEQ的测量要求，因此不必要对电压表进行设置。

（2）单击主窗口右上角的“O/I”按钮运行电路，观测电压表UB、UC、UE的读数，记入表B1.1中。与理论值进行比较，分析静态工作点是否合适。

表B1.1 测量共发射极放

射频功率放大器实验（虚拟实验）

姓名： 学号：

（一）甲类射频功率放大器电路

示波器中的输入输出信号的波形

分析：

从图中可以看出输入电压峰值39.9mv，输出电压峰值11.64v，放大了近300倍。输出接近电源电压12V，工作在大信号极限运用状态，这时输出波形还未失真。

毫安表中的相应的读数为： 功率表相应读数为：

POPD

1.101mA*12V=45%

29.366mW

观察失真

电路输入输出波形为：

1

分析：

输入信号提高至60mV,按甲类放大器，输出信号是输入信号的按比例放大的特点，输出应达到（11.64V/39.9mV）*60mV=17.5V>12V，所以这是放大器工作在非线性状态，产生了失真。 （二）乙类射频功率放大器电路 输入输出信号波形的仿真

示波器中显示的输入输出信号的波形

2

失真分析：

当输入电压小于门槛电压时两个管子都截止，出现死区，即交越失真。 至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形

原因分析：

3

当输入电压为8V时交越失真现象不明显。两管可以在很短的时间内达到门槛电压，这段时间相对来说很短暂，可以忽略。

消除交越失真后的波形

4

当输入幅值过大时出现的失真波形：

两管管耗与电源电压利用系数的关系图

5

分析：

1，实验时调整电压幅值，用示波器观察输出波形

OCL功率放大器设计

一．主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom≥8W;

2.负载阻抗（扬声器）：RL=10Ω；

3.频率响应：f=50Hz~20KHz(±3dB); 4.非线性失真系数：r≤功率放大器1%； 5.输入灵敏度：Vi≤300mV;

6.稳定性：电源升高和降低±20%时输出零点漂移≤100mV； 7.躁声电压：Vn≤15mV;

二．实验仪器：

直流稳压电源

低频信号发生器

一台

一台

低频毫伏表 示波器 万用表

一台 一台 一块 一台 一台

晶体管图示仪 失真度测量仪

三．实验要求：

1．认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和掌握工程估算方法。

第二部分、数字电路部分

四、组合逻辑电路的设计与测试

一、实验目的

1、掌握组合逻辑电路的设计的设计与测试方法。 2、熟悉EWB中逻辑转换仪的使用方法。 二、实验内容

设计要求：有A、B、C三台电动机，要求A工作B也必须工作，B工作C也必须工作，否者就报警。用组合逻辑电路实现。

三、操作

1、列出真值表，并编写在逻辑转换仪中“真值表”区域内，将其复制到下表中。 2、写出其逻辑表达式和最简表达式： 3、由最简表达式分别得出用与非门连接的电路，用三个电平开关作为ABC输入，输出接彩色指示灯，验证电路的逻辑功能。将连接的电路图复制到下表中。

五、触发器及其应用

一、实验目的

1、 掌握基本JK、D等触发器的逻辑功能的测试方法。 2、 熟悉EWB中逻辑分析仪的使用方法。 二、实验内容

1、测试D触发器的逻辑功能。 2、触发器之间的相互转换。

3、用JK触发器组成双向时钟脉冲电路，并测试其波形。 三、操作

1、D触发器

在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为

Qn?1?D

n其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器。 图2.5.1为双D 74LS74的引脚排列及逻辑符号。

图2.5.1

信息工程与自动化学院

高频电路实验指导书

（MATLAB系统仿真部分）

编写：陈家福

2010年9月8日

信息工程与自动化学院通信工程系 高频电路实验指导书

目 录

实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验

实验二、AM调制与解调实验

实验三、DSB调制与解调实验

实验四、SSB调制与解调实验

实验五、FM调制与解调实验

实验六、混频器（变频器）仿真实验

实验七、PLL锁相环仿真实验

实验八、基于PLL的频率合成器仿真实验

2

信息工程与自动化学院通信工程系 高频电路实验指导书

编写说明

随着电子技术领域中信息化、数字化进程的快速发展和计算机技术的普适应用，传统硬件实验的局限性和众多缺点已经开始突显出来，过去靠硬件完成的电路功能，现在大部都可由软件来实现了。虚拟仪器和软件无线电已经正在取代传统硬件设备。

现在，只要能用数学描述的任何事件、过程、信号和功能电路，都可以通过传感转换技术、DSP技术和

功率放大电路

一、填空题

1.工作于甲类的放大器是指导通角等于????????????，乙类放大电路的导通角等于????????????，工作于甲乙类时，导通角为?????????????。

2.甲类功率输出级电路的缺点是???????????，乙类功率输出级的缺点是????????????，故一般功率输出级应工作于????????????状态。

3.甲类功率输出级，管子集电极耗散功率最大时，输出功率等于????????????；乙类功率输出级输出功率等于零时，集电极耗散功率等于????????????，集电极耗散功率最大时，最大输出功率是理想值的????????????倍。

4.某功率输出级的输出功率为10W，若转换效从30％提高到60％，集电极耗散功率减小 ????????????W，电源提供的直流功率减小????????????W。

5.某互补推挽功率输出级电路，若工作于甲类，电源Vcc=6V负载RL =8?，则最大输出功率??????????；电源提供的直流功率??????????W,每管的集电极耗散功率??????????W。若此电路工作于乙类状态，则最大输出功率 ???????W，电源提供的直流功率?????W，各管集电极的耗散功

第九章 功率放大电路

1．与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是_____b____。

(a) 无输出变压器 (b) 能量转换效率高 (c) 无交越失真

2．所谓能量转换效率是指_______b__。

(a) 输出功率与晶体管上消耗的功率之比 (b) 最大不失真输出功率与电源提供的功率之比 (c) 输出功率与电源提供的功率之比

3．功放电路的能量转换效率主要与____c_____有关。

(a) 电源供给的直流功率 (b) 电路输出信号最大功率 (c) 电路的类型

4．甲类功率放大电路的能量转换效率最高是______a___。

(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%

5．甲类功率放大电路（参数确定）的输出功率越大，则功放管的管耗________c_。

(a) 不变 (b) 越大 (c) 越小

6．对甲类功率放大电路（参数确定）来说，输出功率越大，则电源提供的功率____a_____。

(a) 不变 (b) 越大 (c) 越小

7．甲类功率放大电路功放管的最大管耗出现在输出电压的幅值为_____a____。

(a) 零时 (b) 最大时 (c) 电源电压的一半

8．甲类功率放大电路功放管的最小管耗出现在输出电压的幅值为

第九章 功率放大电路

1．与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是_____b____。

(a) 无输出变压器 (b) 能量转换效率高 (c) 无交越失真

2．所谓能量转换效率是指_______b__。

(a) 输出功率与晶体管上消耗的功率之比 (b) 最大不失真输出功率与电源提供的功率之比 (c) 输出功率与电源提供的功率之比

3．功放电路的能量转换效率主要与____c_____有关。

(a) 电源供给的直流功率 (b) 电路输出信号最大功率 (c) 电路的类型

4．甲类功率放大电路的能量转换效率最高是______a___。

(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%

5．甲类功率放大电路（参数确定）的输出功率越大，则功放管的管耗________c_。

(a) 不变 (b) 越大 (c) 越小

6．对甲类功率放大电路（参数确定）来说，输出功率越大，则电源提供的功率____a_____。

(a) 不变 (b) 越大 (c) 越小

7．甲类功率放大电路功放管的最大管耗出现在输出电压的幅值为_____a____。

(a) 零时 (b) 最大时 (c) 电源电压的一半

8．甲类功率放大电路功放管的最小管耗出现在输出电压的幅值为