电子线路装调 课件 B-2 放大电路装调

1B-2放大电路装调职业能力B-2-1能正确装调带直流电源的基本放大电路

学习任务2

知识讲授放大电路概述【分类】按输入输出公共端的不同，可以分为共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路；按前后级之间的耦合方式不同，可分为阻容耦合放大电路、直接耦合放大电路、变压器耦合放大电路；按信号种类，可分为直流放大电路、交流放大电路，其中交流放大电路又可以分为低频信号放大电路与高频信号放大电路；按信号的大小分，可分为小信号放大器和大信号放大器；按输出功率大小，可分为电压放大电路与功率放大电路。3

知识讲授放大电路概述【组成及各元器件作用】输入耦合电容其作用一是隔直流；二是通交流。基极偏置电阻其作用为电路提供静态偏流IBQ。直流电源

其作用一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压。集电极电阻

其作用将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用。三极管其作用可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心。输出耦合电容其作用一是隔直流；二是通交流。4

知识讲授放大电路的工作原理【静态工作点】静态是指放大器没有交流输入信号时放大电路的直流工作状态。动态是指放大器有交流信号输入时放大电路的工作状态。静态工作点是指在静态情况下，放大器输入端的电流IBQ和电压UBEQ及输出端的电流ICQ和电压UCEQ在三极管输入输出特性曲线族上所确定的点，用Ｑ表示，如图所示。5

知识讲授放大电路的工作原理【静态工作点】

静态工作点不仅直接关系到放大电路的放大倍数大小，而且静态工作点过高或过低都将使放大电路的波形产生非线性失真。具体影响如下：6

知识讲授放大电路的工作原理【工作原理】

输入交流小信号ui通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极，相当于基-射极间电压uBE发生了变化，于是引起iB、iC、uCE随之发生变化。uCE通过电容C２隔离了直流成分，输出的只是放大信号的交流成分uo，而且uo与ui反相。

在单管共发射放大电路中，输出信号电压与输入信号电压频率相同，相位相反，幅度被放大，所以这种电路除了有电压放大作用还有电压倒相作用。7

知识讲授放大电路的静态分析【直流通路】放大电路的直流通路是静态时放大电路直流电流通过的路径。画直流通路的方法是：将电容视为开路，电感视为短路。

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知识讲授放大电路的动态分析【交流通路】交流通路是指输入交流信号时放大电路交流信号流通的路径。画交流通路时，将电容视为短路，电感视为开路，直流电压源视为短路。9

知识讲授放大电路的动态分析【微变等效电路】放大电路的微变等效电路就是把非线性三极管组成的放大电路等效为一个线性电路。

【动态指标估算】10

任务分析带直流电源的基本放大电路【装接原理图】能力训练操作条件能力训练操作过程序号步骤操作方法及说明质量标准1原理电路图识读1）结合基本放大电路组成的介绍，在表B2-1-5中填写电路的组成部分及作用与组成元件2）在表B2-1-6中列出图B2-1-10所示带直流电源的基本放大电路装接原理图中所需元件名称、型号、参数，并简要写出其在电路中的作用；1）正确写出电路中的元件名称、型号、参数及作用；2）正确写出电路的组成部分及作用与组成元件。2电路版面安装与布局按照图B2-1-10原理电路图，选择合适的电子元件，进行整形、安装，完成电路版面的布局正确选用元件并正确安装，要求版面布局合理、大小适中、美观。3电路连接按照图B2-1-10原理电路图，正确连接电路电路连接正确4电路通电按照图B2-1-10原理电路，正确接上电源，给电路通电电源参数调节正确，并且正确通到电路板。5参数测量与调试1）正确选择仪表，按照表B2-1-7和表B2-1-8测量相关直流与交流参数并记录；2)使用示波器测量相关参数波形并记录表B2-1-9。数据测量、读数正确，波形记录正确。能力训练操作记录能力训练操作记录能力训练操作记录反馈交流问题情境【问题情境一】

在测量三极管各极电流时，觉得要断开电路接入仪表后测量电流比较麻烦，想求教是否可以采用其他方法不用断开电路来测量电流？

解决途径：测量电路中的电流有两类方法，直接测量法与间接测量法。直接测量法，需要在测量时断开被测电路接入电流表来直接测得被测量。间接测量法，可以不用断开被测电路。根据欧姆定律，只要用电压表测量被测支路上的电阻元件两端电压，通过欧姆定律计算，可以间接得到被测电流值，前提是被测支路中的电阻已知。【问题情境二】

在用示波器测量放大电路输出波形时，发现输入波形正负半周幅度相同，但是输出波形正负半周的幅度略有不同，不知是何原因？

解决途径：由于三极管是非线性元件，在电流放大过程中，会使输出波形略有一点非线性失真，导致正负半周大小略有不同，这是正常现象。但若是出现输出波形明显失真，测说明该电路的静态工作点设置不够合理，需要进一步调整或修改电路相关参数。17B-2放大电路装调职业能力B-2-2能正确装调RC阻容耦合放大电路

学习任务18

知识讲授放大电路的三种组态按输入与输出公共端的不同，可分为三种组态（连接方式）。19知识讲授分压式偏置共发射极放大电路【稳定静态工作点原理】【电路结构】利用电阻Rb1、Rb2的分压作用来固定基极电位UB。通过发射极电阻RE获得反映电流IE变化的信号，反馈到输入端，实现工作点的稳定。当温度升高时，引起ICQ增大，则IEQ流经Re产生的电压UEQ也随之增大；而UEQ=UBQ-UBEQ，因为UBQ是电源电压Vcc经Rb1、Rb2串联分压后得到的稳定值，所以UBEQ将减小，IBQ减小，ICQ也将减小。上述过程可表示为：T（温度）↑（或β↑）→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓20知识讲授分压式偏置共发射极放大电路【静态工作点估算】【直流通路】【电路特点与用途】共发射极放大电路具有较高的电压放大倍数，且输出电压与输入电压反相。通常用于多级放大电路的中间级。21

知识讲授共基极放大电路【电路特点与用途】【电路结构】直流通路采用的是分压偏置式，交流信号由发射极输入，从集电极输出。从图b)所示的交流通路可看出，基极是输入、输出的公共端，故称为共基极放大电路。共集电极放大电路的电压放大倍数小于1，但约等于1（即电压跟随），但仍有电流放大作用；输入电阻高，输出电阻低。通常用于多级放大电路的输入级、输出级、缓冲级。22

知识讲授多级放大电路【耦合方式】多级放大电路的级与级之间通过耦合连接。耦合方式通常有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合三种。

各级静态工作点互不影响，电路不能放大缓慢变化的信号和直流分量的变化量，并且由于大容量的耦合电容，因此不便于集成化。

结构简单，能放大缓慢变化的信号和直流分量变化量，信号传输效率高，便于大规模集成。但是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题。

各级静态工作点相互独立，互不影响。改变变压器的匝数比，可实现阻抗变换，因而容易获得较大的输出功率。缺点是变压器体积大，造价高，不便于集成。同时频率特性差，也不能传输直流和变化缓慢的信号。23

知识讲授多级放大电路的性能指标【多级电源放大倍数】

设各级放大器的电压放大倍数依次为Au1，Au2，···，Aun，则输入信号ui经n级放大后输出电压成为Au1Au2···Aunui。因此，多级放大电路总的电压放大倍数为各级放大器的电压放大倍数之乘积，即Au=Au1Au2···Aun。【输入和输出电阻】

第一级的输入电阻为总的输入电阻，最后一级的输出电阻为多级放大器的输出电阻。24

任务分析RC阻容耦合放大电路【装接原理图】能力训练操作条件能力训练操作过程序号步骤操作方法及说明质量标准1原理电路图识读在表B2-2-3中列出图B2-2-9所示RC阻容耦合放大接电路原理图中所需元件名称、型号、参数，并简要写出其在电路中的作用正确写出电路的组成部分及作用与组成元件。2电路版面安装与布局按照原理电路图B2-2-9，选择合适的电子元件，进行整形、安装，完成电路版面的布局正确选用元件并正确安装，要求版面布局合理、大小适中、美观。3电路连接按照原理电路图B2-2-9，正确连接电路电路连接正确4电路通电按照原理电路图B2-2-9，正确接上电源，给电路通电电源参数调节正确，并且正确通到电路板。5参数测量与调试1）用万用表按照表B2-2-4和表B2-2-4测量相关参数；2)使用示波器测量相关参数波形并记录于表B2-2-6。数据测量、读数正确，波形记录正确。能力训练操作记录能力训练操作记录能力训练操作记录反馈交流问题情境【问题情境一】观察RC阻容耦合放大电路的输出波形时，发现第一级输出正弦波正常，但第二级输出波形失真，上下两端被削去一部分，不知是何原因？解决途径：RC阻容耦合放大电路的输出波形时，第一级输出正弦波正常，但第二级输出波形失真，上下两端被削去一部分，说明输入信号幅度调节太大，由于两级放大电路电压放大倍数较大，导致第二级输出幅度超过了三极管的放大区，导致上下削顶。只要调节电位器RP，减小输入电压幅度即可。【问题情境二】调试电路时，输入正弦波，第二级输出波形正常，但是第一级放大电路的输出波形略有失真，正负半周波形不对称，不知是否正确？解决途径：这是常见正常现象。由于三极管的非线性特性，正弦波经放大后波形略有一点非线性失真导致正负半周不对称，二级放大后，两次非线性失真影响相互抵消，输出波形基本不失真。测量调试时，以最后输出波形的最大不失真为准。31B-2放大电路装调职业能力B-2-3能正确装调带负反馈的两级放大电路

学习任务32

知识讲授反馈的基本概念【反馈的定义】

所谓反馈是将系统或电路中输出信号（电压或电流），通过一定的网络，送回到输入端，并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用，从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程【负反馈放大电路的构成】33知识讲授反馈的分类【按反馈信号的极性分类】

反馈分为正反馈和负反馈。如果反馈信号与输入信号极性相同，使净输入信号增强，叫做正反馈；反之，反馈信号与输入信号极性相反，使净输入信号削弱，叫做负反馈。

正、负反馈的判断一般用瞬时极性法。判断过程、反馈信号与输入信号的关系如图所示。34知识讲授反馈的分类【按反馈信号的性质分类】可分为交流反馈、直流反馈和交直流反馈。若从输出端反馈到输入端的信号是直流电压或电流，称为直流反馈；若是交流电压或电流，称为交流反馈；若交流与直流电压或电流都能反馈回输入端的，称为交直流反馈。直流反馈的主要作用是稳定放大器静态工作点；交流反馈的作用是改善器件性能。

判断反馈信号的性质，主要看反馈网络中的电容的隔直通交作用在电路中所引起的后果，使输入端得到的反馈信号是何种成分。35知识讲授反馈的分类【按反馈信号在输出端的取样分类】可分为电压反馈和电流反馈。如果反馈支路在输出端的取样信号是电压，称为电压反馈；如果取样信号是电流，称为电流反馈。电压与电流反馈的判断，可以采用输出短路法来判断。若输出端短路后，反馈信号消失，则属电压反馈，否则属电流反馈。36知识讲授反馈的分类【按反馈信号在输入端的连接方式分类】

分为串联反馈和并联反馈。反馈信号在输入端是以电压形式出现，且与输入信号串联作用于输入端，称为串联反馈；反馈信号是以电流形式出现，且与输入信号并联加到作用于输入端，称为并联反馈。并联反馈与并联反馈的连接方式，可以用直接查看法判断得到。37知识讲授负反馈放大电路的四种组态【电流串联负反馈】

电流串联负反馈电路能够稳定输出电流，增大输出电阻、输入电阻。【电压串联负反馈】电压串联负反馈电路能够稳定输出电压，减小输出电阻，增大输入电阻。【电压并联负反馈】电压并联负反馈电路能够稳定输出电压，减小输入电阻和出电阻。【电流并联负反馈】电流并联负反馈电路能够稳定输出电流，减小输入电阻，增大输出电阻。38

任务分析带负反馈的两级放大电路【装接原理图】能力训练操作条件能力训练操作过程序号步骤操作方法及说明质量标准1原理电路图识读在表B2-3-3中列出图B2-3-8所示带负反馈的两级放大接电路的各主要组成部分及其组成元件与作用正确写出电路的组成部分及作用与组成元件。2电路版面安装与布局按照原理电路图，选择合适的电子元件，进行整形、安装，完成电路版面的布局正确选用元件并正确安装，要求版面布局合理、大小适中、美观。3电路连接按照原理电路图，正确连接电路电路连接正确4电路通电按照原理电路，正确接上电源，给电路通电电源参数调节正确，并且正确通到电路板。5参数测量与调试1）分别用万用表和晶体管毫伏表按照表B2-3-4和表B2-3-5测量相关参数；2)使用示波器测量相关参数波形并记录。数据测量、读数正确，波形记录正确。能力训练操作记录能力训练操作记录能力训练操作记录反馈交流问题情境【问题情境一】观察带负反馈的两级放大电路的输出波形时，发现输出波形失真，上下两端被削去一部分，不知是何原因？解决途径：带负反馈的两级放大电路的输出波形出现波形失真，上下两端被削去一部分，说明输入信号幅度太大，可以调节信号发生器，减小输入电压幅度即可。【问题情境二】观察带负反馈的两级放大电路的输出波形时，不管负反馈支路有无接入电路，输出波形没有变化，不知是否正确？解决途径：不管负反馈支路有无接入电路，输出波形没有变化，说明电路中的负反馈没有七作用，请检查反馈支路部分是否接好。45B-2放大电路装调职业能力B-2-4能正确装调OTL功率放大电路

学习任务46

知识讲授功率放大电路的分类

处在多级放大电路中的输出级，向负载提供不失真的、足以驱动负载的信号功率。对功率放大器的要求是：在效率高、非线性失真小、安全工作的前提下，向负载提供足够大的功率。【乙类放大】静态工作点在三极管的放大区和截止区的交界处，即IB=0，在输入正弦信号的一个周期内，只有半个周期内三极管的电流iC>0。该类功放效率较高，约为78%，静态功耗小，但缺点是容易产生交越失真（两只三极管分别导通时发生的非线性失真）。【甲类放大】静态工作点较高，在输入正弦信号的整个周期内，都有电流流过三极管（即导通角θ=360°）。这种功放失真小，但静态电流大、静态损耗大、效率低，约为50%，一般应用于家庭高档音响系统。【甲乙类放大】为减小和克服交越失真，通常在两基极间加上二极管（或电阻、或二极管和电阻的组合），使两个功率放大管具有一定的正偏压，在输入正弦波信号的一个周期内，有半个周期以上三极管的电流iC>0。兼有甲类放大器音质好和乙类放大器效率高的优点，被广泛应用于家庭、专业、汽车音响系统中。47知识讲授OCL功放电路【OCL】英文OutputCapacitanceLess的缩写，意思是无输出电容互补对称功放电路。其中VT1为NPN管，VT2为PNP管，且两管的特性对称一致。每个管子均组成共集电极组态的放大电路，属于乙类互补对称OCL电路。【工作原理】

当无输入信号时，由于电路无偏置电压，故两管的基极电流均为0，即功放管工作于截止状态。电路无功率放大功能。

当有输入信号时，在ui的正半周时，VT1的发射结正偏而导通，VT2发射结反偏而截止，此时被放大的电流信号将由+VCC经VT1由上而下流过负载电阻RL。在ui的负半周则正好相反，VT1截止，VT2导通，被放大的电流信号由－VCC经VT2由下而上流过负载。两只功放管轮流导通、交替工作，这样负载上就得到放大后一个周期的信号波形。48知识讲授OCL功放电路【交越失真】由于晶体管死区电压的存在，两只晶体管在交替工作时必然会出现失真。习惯上把这种失真称为交越失真。【消除交越失真】往往采用下图所示的几种形式，以使两只功放管静态时工作在微导通状态，就是使功放管工作在输入特性刚刚脱离死区即将进入放大区的位置上，该类型电路属于甲乙类互补对称OCL电路。49知识讲授OTL功放电路【OTL电路】无输出变压器互补对称功放电路其中VT1为NPN管，VT2为PNP管，C为输出电容，且要求VT1、VT2两管的特性对称一致。OTL基本电路的工作方式与OCL基本电路相同。区别是OTL采用一组电源电源后，VT2工作时由输出电容C等效为一个电源给VT2供电。这是因为在静态时，由于两只功放管的参数一致，所以两个功放管分压使其发射极的电位为电源电压的一半，此时由于C两端也将充1/2UCC的电压，且左正、右负，正好满足VT2工作所需的电源极性。50知识讲授带自举电路的OTL功放电路【电路构成】图中VT1为前置放大级（又称为激励级或推动级），VT2、VT3组成互补对称功率放大级，VD、W2用来使三极管VT2、VT3建立偏置电压，减小交越失真，保证电路工作在甲乙类状态，C3为输出大电容。【电路原理】当输入信号为负半周时，B点和C点电位升高，VT2导通，VT3截止，这时电源Vcc对电容C3充电，在RL上产生正方向的电流。当输入信号为正半周时，B点和C点电位降低，VT2截止，VT3导通，这时电容C3对负载电阻RL放电，产生反方向的电流。51知识讲授带自举电路的OTL功放电路【自举原理】当输入信号为负半周时，B点和C点电位升高，VT2导通，VT3截止，这时电源Vcc对电容C3充电，A点电位将随着充电将会不断升高，VT2会逐渐变为反偏而截止，这样就不能完成负半周的电流放大，输出波形将出现失真。为了解决这一问题，在B点与A点之间加一电容C2，这样开机后，C2上充有一定的电压，当A点电位升高时，由于电容两端电压不会突变，这样B点电位保持着VA+UC2，VT2就会一直有正向偏压而不会截止，顺利完成此半周的电流放大，失真减小。由于B点的电位是自已举起来的，因此称为自举电路。52

任务分析带自举电路的OTL功放电路【装接原理图】能力训练操作条件能力训练操作过程序号步骤操作方法及说明质量标准1原理电路图识读结合电路图B2-4-7介绍，在表B2-4-3中填写电路的组成部分及作用与组成元件正确写出电路的组成部分及作用与组成元件。2电路版面安装与布局按照原理电路图B2-4-7，选择合适的电子元件，进行整形、安装，完成电路版面的布局正确选用元件并正确安装，要求