集成功率放大電路

集成功率放大電路實驗

一、實驗目的
1．掌握測量集成功率放大電路主要電路指標的方法
2．理解功率放大電路的工作原理，熟悉低頻集成功率放大電路DG4100系列及其應用電路。

二、實驗前準備
1．預習功率放大電路的工作原理。
2．熟悉低頻集成功率放大電路DG4100系列及其應用電路。

三、實驗原理
功率放大電路的任務是將輸入的電壓信號進行功率放大，保證輸出盡可能大的不失真功率，從而控制某種執行機構，如使揚聲器發出聲音、電機轉動或儀表指示等等。
DG4100系列低頻集成功率放大電路是單片式集成電路，特別適合在低壓下工作。DG4100型集成功放輸出功率是1.0W。推薦電源電壓為6V, 負載電阻為4Ω；DG4101型集成功放輸出功率是1.5W，推薦電源電壓為7.5V,負載電阻為4Ω；DG4102型集成功放輸出功率是2.1W，推薦電源電壓為9V，負載電阻為8Ω。
本實驗采用DG4102型單片式集成功率放大電路，此集成電路是帶散熱片的14腳雙列直插式塑料封裝結構，其結構外形圖和管腳如圖3.16所示：

圖3.16 DG4102型單片式集成功放電路結構外形圖和管腳
1——輸出端 6——反相輸入端 9——輸入端
4、5——補償電容 10、12——旁路電容 13——自舉電容
2、7、8、11——空腳 3——接地 14——電源電壓（＋VCC）

實驗電路如圖3.17所示，是由DG4102型單片式集成功率放大電路組稱的OTL應用電路。電路中的C₁、C₅分別是輸入、輸出隔直耦合電容；C₃為補償電容，用來防止可能產生的高頻寄生振蕩；C₄為交流負反饋元件；C₆為自舉電容，可以提高輸出電壓的正向輸出幅度，避免輸出電壓的正半周出現削頂失真；C₇可以改善自舉電路性能；C₈和C₉為交流旁路電容；R₁、C₂與集成電路的內部電阻共同構成交流負反饋網絡。

由DG4102組成的應用電路圖（OTL）

四、實驗器材

五、實驗內容及步驟

1．測量集成功放電路的輸出
（1）按照圖3.17所示電路搭接好電路，打開直流穩壓電源，調整輸出直流電壓＋VCC=9V。
（2）先關掉直流穩壓電源，再由信號發生器產生1kHz的正弦波信號，正弦信號的有效值U₁=50mv（用毫伏表測量）
（3）將穩壓電源與實驗電路用導線相連，檢查無誤后再打開穩壓電源。
（4）將正弦波信號加至實驗電路輸入端，用示波器觀察輸出電壓的波形，并與輸入信號波形進行比較記錄。
（5）用毫伏表測量此時的輸出交流電壓幅度UO=________V

2．最大不失真輸出功率和效率
（1）按照圖3.17所示電路搭接好電路，打開直流穩壓電源，調整輸出直流電壓＋VCC=9V。
（2）先關掉直流穩壓電源，再由信號發生器產生＝1kHz的正弦波信號，用示波器觀察輸出信號的波形。將輸入信號從零開始逐漸增大，直到輸出波形恰好為不失真為止，用毫伏表測量此時的最大不失真輸入電壓Ui、輸出電壓Uo和相應的電源供給的直流電流I_C。
（3）按下列要求計算出：

3．驗證集成功放電路的功率放大作用
（1）將實驗電路的輸出電壓信號接于一個內阻為8Ω的喇叭兩端，逐漸增加實驗電路的輸入信號幅度，觀察對應的輸出信號波形，并將輸出調至最大（不失真）。
（2）將輸入信號幅度調回至50mv，電路其他部分保持不變，逐漸改變實驗電路的輸入信號頻率，觀察對應的輸出信號波形變化。

六、實驗報告
1．整理實驗數據，
2．畫出相應的波形。

七、注意事項
1．本實驗中要嚴格禁止將集成功放的輸出端與地短接，以保護集成電路的安全。
2．測量集成功放的輸入、輸出電壓幅度時，只有信號頻率在1kHz時，用毫伏表測量所得到結果才是準確的。