直耦式寬頻帶功率放大器的設(shè)計(jì)與調(diào)試
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輸入級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)由R3決定，三極管T1、T2的靜態(tài)集電極電流由下式確定：
輸入級(jí)信號(hào)幅度較小，IC1和IC2的值取1 mA左右為宜，由(1)式可知，R3的值為7．5 kΩ。
前置級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)與輸入級(jí)是關(guān)聯(lián)的，設(shè)T1管的集電極點(diǎn)位為UC1，則T3的集電極電流由下式表達(dá)：
前置級(jí)的輸出信號(hào)幅度可達(dá)10 V以上，要求有較大的動(dòng)態(tài)范圍，若輸出功率為5～10 w，則IC3取3 mA較為合適，既考慮動(dòng)態(tài)范圍，又兼顧T3的功耗。在圖1所示電路參數(shù)下，UC1=14．2 V，R5的阻值應(yīng)為30 Ω左右，因此，R5取值為30 Ω，可以使用一阻值為100 Ω的精密線性可調(diào)電位器。
整個(gè)通道的電壓增益由輸入級(jí)和前置級(jí)共同承擔(dān)，RF與R10、R11等構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，在深度負(fù)反饋條件下，全通道電壓放大倍數(shù)由反饋系數(shù)決定：
R10是一線性精密電位器，用于微調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，補(bǔ)償運(yùn)算放大器U1的輸出電阻對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。同時(shí)，R10的調(diào)整也會(huì)改變電路的反饋系數(shù)，從而改變輸出幅度。輸出功率的調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)輸入信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。
電路的頻率響應(yīng)由電路中三極管的極間電容和運(yùn)算放大器的頻率特性決定。電路的下限頻率為0，電路的上限頻率主要由功率放大管的頻率特性和運(yùn)算放大器的頻率特性決定，選擇特征頻率較大的功率放大管和高速寬帶集成運(yùn)放可以提高上限頻率。
2 電路性能的Multisim仿真
Multisim是一款優(yōu)秀的EDA軟件，它的界面直觀而實(shí)用，尤其是其中的虛擬電子儀表與實(shí)驗(yàn)室的儀表具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，特別適合于電子線路的仿真分析，在教學(xué)、生產(chǎn)和科研等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。將此軟件應(yīng)用于本課題，能起到事半功倍的效果。
在本課題的設(shè)計(jì)過程中，我們應(yīng)用Multisim對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行了仿真分析，為硬件調(diào)試和測試莫定了基礎(chǔ)。在調(diào)整好電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的前提下即可進(jìn)行電路的動(dòng)態(tài)性能測試。調(diào)取軟件中的信號(hào)源和示波器，測得輸入、輸出波形如圖2所示(負(fù)載電阻取值為8 Ω)，圖形上部是輸入信號(hào)波形，圖形下部是輸出信號(hào)波形。由圖可見，在輸出功率為9 W時(shí)，輸入信號(hào)為20 mV，從而能夠保證輸入小信號(hào)能有效放大，電路有足夠的靈敏度。
評(píng)論