实验十四 集成功率放大器的安装与测试

1、实验十四 集成功率放大器的安装与测试一实验目的 1掌握集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。 2掌握功率放大电路的调整和指标测试。二 预习要求 1了解LA4100 LA4102集成功率放大器的内部电路及引脚功能。 2根据LA4100集成功率放大电路的原理图，分析该电路的工作原理和外接元器件的作用，了解电源电压范围及集成功率放大器的主要技术指标。三实验原理 功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率。当负载一定时，希望功率放大器的输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。由于集成功率放大器具有性能稳定，工作可靠，安装与调试简单等优点，因此在音响设

2、备中普遍采用集成功率放大器。图1是集成功率放大器LA4100（LA4101、LA4102）的内部电路图，它们由输入级、中间级（第二级和第三级）和输出级三部分组成。输入级是由T1、T2组成的单端输入、单端输出的差动放大电路。外接电源EC经过T3、R4、R5和T5组成的分压网络，在端点10上产生直流电压U10，其值等于EC/2。该直流电压通过电阻R1加到T1的基极，作为T1的基极偏置电压。输出端点1通过R11接到T2管的基极，实现交直流负反馈。其中，直流负反馈用来稳定输出端点1的直流电位，使它维持在EC/2上。交流负反馈用来稳定整个放大器的增益，并改善放大器的非线性失真。中间级由第二级和第三级组成

3、。其中第二级是由T4管组成的电流串联负反馈放大器，T5、T6管组成的镜象恒流源是该放大器的集电极有源负载。因此第二级放大器具有很高的增益。第三级是由T7管组成的电流串联负反馈放大器，它为输出级提供所需的推动电压。输出级是由T8T14管组成的互补对称功率放大电路。其中，T12和T13组成等效的NPN管，T8和T14组成等效的PNP管。为了克服交越失真，将T12的集电极直流电压通过R8加到T8管和T12管的基极，同时，电源电压EC通过R9加到T8管的发射极，并通过T9T11管加到输出端点1，以保证加到T8、T12和T13管B、E间的静态电压大于各管的导通电压，而T14管所需的偏置电压则由T8管提供

4、。图1 LA4100（LA 4101、LA 4102）集成功率放大器的内部电路图中：R1=20k，R2=5.1k，R3=5.1k，R4=8.8k，R5=10k，R6=100， R7=150，R8=3k，R9=510，R10=100，R11=20k，R12=100。图2是LA4100（LA4101、LA4102）集成功率放大器的外形及引脚。 LA4100（LA 4101、LA 2102）集成功率放大器的引脚功能如下： 14 13 12 11 10 9 8 引脚1 输出端，直流电平应为EC/2。 LA4100引脚2 接地端 1 2 3 4 5 6 7 引脚3 接地端（或接负电源） 引脚4、5 为了

5、消除振荡，应接相位补偿电容。 图2引脚6 负反馈端，一般接RC串联网络到地，以构成电压串联负反馈。引脚8 偏流端，一般不用。引脚7、11 空脚 引脚9 输入端引脚10、12 为抑制纹波电压，应接入大的电解电容到地。引脚13 自举端，应接大的电容到1端起自举作用。引脚14 电源端，接电源Ec。Ec=+6VLA4100（LA4101、LA4102）可以采用单C2 C5电源供电方式接成OTL电路，也可以采用双电 C1 C4 C3 源供电方式（此时3脚接负电源）接成OCL Ch电路。LA4100（LA 4101、LA4102）接成OTL14 13 12 11 10 9 8电路的形式如图3所示（图中：R

6、f = 100W， ui LA4100 Cc RL = 4W，C1 = 10mF，C2 = C3 = Ch =220mF，1 2 3 4 5 6 7 C4 = 100mF， C5 = 0.15mF， Cb = 50pF， Cb Cf RL Cc = 470mF， Cd = 560pF， Cf = 33mF） Rf 该电路外部元件的作用如下： Cd Rf、Cf ¾¾ 与内部电阻R11组成交流负 图3 LA4100接成OTL电路 反馈支路，控制电路的闭环电压增益Auf， 即: Auf » R11 / Rf Cb 相位补偿。Cb减小，频带增加，可消除高频自激。Cb一般取

7、几十至几百皮法。 Cc 输出端的耦合电容，两端的充电电压等于EC/2，Cc一般取耐压大于EC/2的几百微法电容。 Cd 反馈电容，消除自激振荡，Cd一般取几百皮法。Ch 自举电容，接了自举电容Ch后，可使推动级提供的最大电压振幅接近EC/2，从而使负载RL上输出信号的最大电压振幅接近EC/2。C1 输入端的耦合电容 C2、C4 电源滤波，可消除低频自激。C3 滤除纹波电压，一般取几十至几百微法。C5 用来滤去高音频分量，改善声音质量。四实验设备名 称型 号 或 规 格数 量 示波器日立V2521直流稳压电源JWD21函数信号发生器GFG8016G1晶体管毫伏表DA162万用表YX960TR或其

8、它型号1五实验内容与方法按图3所示在面包板上安装电路，电路安装完毕，经检查无误后，才可以接入直流稳压电源EC =+ 6V，进行测试。 2用万用表测量LA4100各引脚对地的直流电压。检查输出端电压是否符合正常要求，将测量结果填入表1中。表1 LA4100各引脚的直流电压引脚1234567891011121314直流电压 3测量最大不失真功率Pomax在放大器的输入端接入频率为400Hz的正弦信号，ui置最小；在放大器的输出端接上示波器和晶体管毫伏表，逐渐加大ui ，使示波器显示出最大不失真波形，用示波器测出输出电压幅值Uom，则最大不失真功率为：用毫伏表测量出最大输出电压Uo，则最大不失真功率

9、为： 4测量功率放大器的效率将万用表串接在稳压电源与电路的电源输入端之间，用万用表的直流电流档测量直流稳压电源的输出电流I。稳压电源的输出功率： PE = I ´ EC功率放大器的效率： 5测量功率增益1） 测量放大器的输入阻抗 Ec=+6V 按图4所示，在信号源与放大 C2 C5 器的输入端之间串接一个R = 20kW A R C1 C4 C3的电阻，在电阻的A点输入频率为 Ch400 Hz的正弦信号，用晶体管毫伏 14 13 12 11 10 9 8表分别测出电阻R两端的电压US、 us ui LA4100 Cc Ui ，则放大器的输入阻抗： 1 2 3 4 5 6 7 Rf C

10、b Cf RL测量时，取Ui = 5mV ，US应 Cd 大于Ui 。 图4 测量输入电阻的电路 2）测量放大器的输出电压在放大器的输入端输入频率为400 Hz，Ui = 5mV的正弦信号，用示波器观察输出波形是否失真，在不失真的情况下，用毫伏表测量输出电压Uo，则功率增益为： 式中 输出功率， 输入功率。 式中Au = Uo / Ui 。因此，只要测出功率放大器的电压增益和输入阻抗就可以算出功率增益。六、实验报告要求1 画出实验电路图，标明元件值。2 实验数据处理。3 实验结果分析。附录：LA4100（LA 4101、LA 4102）集成功率放大器的主要技术指标¬ 电源电压：EC = 6V（LA4100) ，EC = 9V（