功率放大电路的仿真测试实验报告.docx
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功率放大电路的仿真测试实验报告
电子与信息工程系模电实验
实验日期：
2016.4.15班级：
2015级应用物理学
实验名称：
功率放大电路的仿真测试姓名：
实验成绩：
学号：
一、实验目的
（1）了解OTL、OCL功率放大器的基本工作原理和参数测试。
（2）对比分析OTL功率放大器和OCL功率放大器的性能差异。
2、原理与说明
功率放大器根据功放管平均导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导通角的大小），分为以下4种工作状态。
（1）甲类工作状态：
甲类工作状态下，在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极电流始终是流通的，即导通角A等于180°。
（2）乙类工作状态：
乙类工作状态下，晶体管的发射结在输入信号的半周期内正向运用，在另外半个周期内反向运用，晶体管半周期导电半周期截止。
集电极电流只在半周期内随信号变化，而在另半个周期截止，即导通角A等于90°。
（3）甲乙类工作状态：
它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即发射结处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期。
即导通角A大于90°小于180°。
（4）丙类工作状态：
丙类工作状态:
丙类工作状态下，晶体管发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流的时间不到半个周期，即导通角A小于90°。
图4.4.2OCL功率放大器原理图
4.4.3为单电源供电互补推挽功率放大器。
三、实验内容
1.OCL功率放大器测量
1）按照图4.4.2所示输入自己的OCL实验电路。
并测量晶体管的静态工作，判断器件工作状态。
表格1.1.1
开关闭合
开关断开
Q1
Q2
Q1
Q2
IB
12.012pa
12.012pa
55.511na
1.691na
IC
1201ma
1.201ma
1.201ma
1.201mna
UCE
12v
12v
12v
12v
2）调节信号源输出为3V（峰值），在开关J1闭合和断开条件下，用双踪示波器观察输入输出波形。
J1断开时：
J1闭合时：
J1断开时：
3）测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.1和1.1.2中。
表格1.1.2
开关断开
UI
2.121V
2.828V
3.536V
4.243V
5.657V
56.364V
8.485V
9.67V
I0
84.618
161.236m
204.418m
247.448m
331.505m
370.501m
477.886m
489.311m
mA
A
A
A
A
A
A
A
U0
1.354V
2.580V
3.271V
3.959V
5.304V
5.928V
7.646V
7.832V
计算：
在输入信号为3V时Pom=I0×U0=0.121W
PV=5.672W
在最大输入信号且不失真：
η=Pom/Pv×100%=66.5%
图象在输入信号为14V即UI=9.899V时失真：
表格1.1.3
开关闭合
UI
2.121V
2.828V
3.536V
4.95V
5.657V
I0
118.043mA
145.362mA
188.402mA
273.8238mA
313.837mA
U0
1.889V
2.326V
3.014V
4.381V
5.0211V
计算：
输入信号为3V时：
Pom=I0×U0=3.863W
Pv=5.7663W
最大输入信号且不失真时：
η=Pom/Pv×100%=68.9%
图像在输入信号为12V,UI=8.495V时失真：
2.OTL功率放大器测量
1）按照图4.4.3所示输入自己的OTL实验电路，并测量晶体管静态工作点并记录数据。
开关闭合
开关断开
Q1
Q2
Q1
Q2
IB
888.178nA
0
-1.776uA
-0.336uA
IC
1.776uA
6.009nA
4.902uA
2.926uA
UCE
6.003V
5.997V
5.997V
6.003V
2）调节信号输出为3V（峰值），在开关J1闭合和断开的条件下观察示波器记录图形。
J1闭合时：
J1断开时：
3）测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.4和1.1.5中.
表格1.1.4
开关闭合
UI
2.121V
2.828V
3.536V
4.243V
4.95V
I0
84.525mA
127.439mA
170.824mA
214.363mA
256.496mA
U0
1.354V
2.041V
2.733V
3.430V
4.104V
计算：
在输入信号为3V时Pom=I0×U0=0.112W
PV=1.339W
在最大输入信号且不失真：
η=Pom/Pv×100%=72.8%
图象在输入信号为8V即UI=5.623V时失真：
表格1.1.5
开关断开
UI
2.121V
2.828V
3.536V
4.243V
4.95V
I0
114.135mA
154.874mA
192.512mA
225.780mA
246.539mA
U0
1.826V
2.478V
3.080V
3.612V
3.945V
计算：
在输入信号为3V时Pom=I0×U0=0.198W
PV=1.369W
在最大输入信号且不失真：
η=Pom/Pv×100%=55.5%
图象在输入信号为7V即UI=4.953V时失真：
4、思考与总结
（1）误差分析:
由于记录数据的保留小数不统一所以存在误差，因为电脑上仿真不与实际操作相同，无导线的内阻等等。
（2）OTL与OCL的有缺点：
OTL单电源相对于OCL双电源简单方便，但需要较大的电容作为输出电容。
而OCL无输出电容功放电路,优点是省去体积较大的输出电容,频率特性好,缺点是需要双电源供电,对电源的要求稍高.根据OTL与OCL放大效率可以看出OTL的放大效率高于OCL的放大效率。
（注：
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