高阻抗输入音频功率放大器教案

时间：2014-4-23地点：项目实验室班级：112电子512高阻抗输入音频功率放大器一体化教案时间：2014-4-23地点：项目实验室班级：112电子512一、教学目标1．学习如何设置直流工作点、如何消除交越失真、如何根据散热器的大小确定末级的静态电流；2．分析、理解高阻抗的音频功率放大器的工作原理；3．掌握电路调试、直流工作点参数测试与计算；4．在理解高阻抗的音频功率放大器的工作原理的基础上能排查简单故障。二、教学实施1．抄画电路如图1所示，这是笔者为中山技师学院电子专业三年级同学，在讲授《实用音响电路》一书时，为大家.设计的第一个中功率音频功放电路。图1高（输入）阻抗的音频功率放大器（1）要求大家抄画投影上的电路（学生行为）说明：图中方框中的为说明文字，帮助理解电路的工作原理，为了简便起见，可以不抄。（2）展示PCB元件布局图（老师行为）为了提高同学们的焊接成功率，老师专门设计一份模拟的PCB元件布局图（图2）在此展示，供大家参考。在制作实施阶段，打印给大家（2人一份）。说明：为了减轻同学们的焊接任务，PCB元件布局图中省略了、、和。这些元件的省略并不会影响电路正常工作，有关它们的作用在原理分析中介绍。图2PCB元件布局图2．工作原理由图1所示电路可以看出，从电源到地有5条直流通路，各支路参考静态电流也不相同，见表1。表1串联互补对称功率放大器的5条直流通路支路支路（所经过的元器件）支路电流偏置支路R5→RP1→R3微安级输入级R8→R9→RP2→VD1→VD2→VT1→R101～3毫安激励级VT2→R11→VT3→R12几毫安左右输出电流放大级R13→VT4→R6→VT0→R4几毫安左右输出级R13→VT4→R14→VT5十几～几十毫安交流放大信号是叠加于直流之上的动态变化。VT0和VT1组成复合管，输入信号经、加到VT0的基极，与发射极的采样信号“相减”后被放大。由于VT0发射极的信号是输出信号经反馈电阻在采样电阻分压（比输出电压小得多），因此，VT0放大的是输入信号与采样信号的“差值”，该值非常小，经VT0放大后也比较小，于是就需要VT1再次放大。最后，由复合管组成的互补电路进行电流放大驱动负载。3．电路制作（1）安全教育进入实验室要进行安全教育，特别是用电安全教育，让大家都有安全意识，小心操作。（2）分拣元件由实验老师根据任课老师提供的PCB图，从元件仓库里拣出所需要的元件；（3）由学生本人根据分发的PCB图，从元件盒里挑拣出自己所需要的元件；（4）安排2位同学，把电路板统一打孔，为后续安装功率管和散热器；（5）指定同学分发焊锡及焊接工具。4．电路调试（学生行为）（1）设置电源设置电源电压为20V，并用数字万用表验证之。（2）调节静态工作点调节RP1时测量Q点直流电位，使其为电源电压的一半；这样，交流信号输出时，正负半波摆幅对称。（3）调节静态电流调节RP2时（从零到大调节），用数字万用表200mV挡测量（或）的压降，使其约为5～10mV，设置功率管VT4、VT5集电极静态电流，这时所有晶体管均处于放大状态。若由于某种原因，致使Q点的电压升高，则将有以下自动反馈平衡过程：（4）试听测试在上述直流调试完成之后，接上音频信号源试听，调节RP2时使声音听起来比较清澈、明亮为止（注意：动态电流不能超过1A，否则散热器发热严重，TIP41有烧毁的危险！）。5．测量计算（学生行为）（1）测量晶体管及中点电压按上述“第4项”调节好电路后，测量Q点电压=，这时所有晶体管发射结电压都约为0.6V左右，各个晶体管都工作在放大状态，实测晶体管及中点电压填在表2中。表2静态电压晶体管基极（B）集电极（C）发射极（E）发射结压降说明VT0=-=输入管VT1同VT0集电极=-=激励管VT2=-=复合管NPNVT4同VT2发射极=-=VT3同VT1集电极=复合管PNPVT5同VT3集电极0==注：①指VT0的发射结电压，、分别指VT0的E、B极相对于公共地的电压（其它同此）；②测量晶体管发射结电压用数字万用表2V挡。（2）根据表2静态参数计算相应支路的电流，填在表3中。表3静态电流支路名称计算公式计算结果是否相等，为什么？偏置电路——输入级激励级输出电流放大级E）用数字万用表200mV挡测量（或）两端电压为，流过它们的电流为。提示：或，，若（或）不是0.25Ω，应以实际参数计算（注意：单位是mA）。三、收缴、批改电路板和实验报告五、教学总结1．电路板存在的问题及反馈列表分类找出“电路板”几种常见的电路故障，探寻故障排查的顺序、方法。2．实验报告存在的问题及反馈列表分类找出“实验报告”几种常见不合理、不规范之