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实验五 集成功率放大器
一、实验目的
(1) 熟悉集成功率放大器的工作原理。
(2) 掌握集成功率放大器性能指标测试方法。
.二、实验仪器
.〈1〉双踪示波器1台 (2)数字毫伏表1台 (3)模拟实验台1台 (4)数字万用表1块
.三、预习要求
(1)复习集成功率放大器的工作原理,阅读实验内容,对照图1-1及图1-2分析工作原理。
(2)在图1-2电路中,若Vcc=12V, RL=10Ω, 计算电路的输出功率Pom, 电源供给功率Pc 、效率η。
四、实验原理
实验电路由集成电路LM386加外围元件组成, 该电路为美国国家半导体公司产品。采用8引线双列直插封装,电源电压VCC使用范围(VCC=5-18V)、静态功耗低(VCC=?12V时为6mA左右),由于该集成电路外接元件少,因而在便携式无线电设备、收音机、录音机、小型放大设备中得到广泛应用。
LM386是单电源互补对称功放集成电路,该电路内部包括由Vl构成的射极输出器、V2、V3构成的差动放大电路、V5、V6构成的镜像电流源以及由V8、V9、V10组成互补对称电路构成的输出级。为使电路工作在甲乙类放大量状态,利用VD1、VD2提供偏置电压。该电路静态工作电流很小,约4mA-8mA。输入电阻较高约5MΩ左右,故可以获得很高的电压增益,由于V1、V2采用截止频率较低的横向PNP管,故几十赫以下的低频噪音很小。该电路内部原理如图1-1所示。
图1-2为外部接线原理图,图中Rw为输入衰减电位器(音量控制),信号由③脚同相端输入,②脚反相端接地。C1、C2为接在直流电源Vcc端(⑥脚)的退耦电容,C4为输出(⑤脚)耦合电容,C5为旁路电容(⑦脚),C3为跨接在①脚与⑧)脚之间的增益控制电容。当①脚和⑧脚之间开路时,电压增益为26dB;若在①脚和⑧脚之间接阻容串联元件,则增益最高可达46dB,改变阻容值则增益可在26dB-46dB之间任意选取,电阻值越小增益越大。 (虚线框测数据时不接入)。
五.实验内容
(1)按图1-2连接好电路,C3接入。C1、C2尽量靠近集成电路,ui、RW、RL 、uom 地线均由④脚引出。虚线框暂不接入。
(2)将数字直流电流表放到20mA档,串入+12V电源,输入端短路接地,测出静态工作电流Ic静。
(3)把信号源衰减20Db,幅度调到最小,输出频率调到1KHz,接在功率放大器的输入ui端,RW调至最上端,示波器接在输出端。
(4)逐渐增加信号发生器输出电压幅度,用示波器监视输出波形,直到最大不失真为止。用毫伏表测量并记下此时的输入ui、输出电压uom有效值。将数字直流电流表放到200mA档,串入+12V电源,测出动态工作电流Ic动后,旋转RW观察输出波形的变化。
(5) (选作)去掉C3,按(4)步骤再次测量出输入ui、输出电压uom有效值及动态工作电流Ic动并旋转RW观察输出波形的变化。
(6)将以上测量数据填入下表中。
数据
ui
(mV)
uom
(mV)
Vcc
(V)
Ic静
(mA)
Ic动
(mA)
计算输出功率(RL=10Ω时)
Pom(mw)
计算电源供给功率
Pc(mw)
计算效率
η
C3接入时
C3不接入时(选作)
六、测量计算方法
(1) 输出功率Pom的测试:当RL为已知时,只要用毫伏表测出RL两端的电压uom, 则Pom=uom2/RL
(2) 电源供给功率Pc的测试:用万用表测出动态电流Ic动,电源电压Vcc , 则Pc= Ic动×Vcc
(3) 效率η的计算: η=Pom/Pc
七、上述测量完成后,将音箱、音源(随身听、MP3等)按图接入,试听音响效果,旋转RW感觉声音的变化。
八、实验报告
根据表中实验测量值,计算各种情况下的Pom、Pc、Pv、η。
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