集成功率放大電路

二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
1．預(yù)習(xí)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(yīng)用電路。

三、實(shí)驗(yàn)原理
功率放大電路的任務(wù)是將輸入的電壓信號(hào)進(jìn)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(zhí)行機(jī)構(gòu)，如使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(fù)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(fù)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(fù)載電阻為8Ω。
本實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)外形圖和管腳
1——輸出端 6——反相輸入端 9——輸入端
4、5——補(bǔ)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(shí)驗(yàn)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(yīng)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(bǔ)償電容，用來(lái)防止可能產(chǎn)生的高頻寄生振蕩；C₄為交流負(fù)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(xiàn)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(nèi)部電阻共同構(gòu)成交流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。

由DG4102組成的應(yīng)用電路圖（OTL）

四、實(shí)驗(yàn)器材

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

1．測(cè)量集成功放電路的輸出
（1）按照?qǐng)D3.17所示電路搭接好電路，打開直流穩(wěn)壓電源，調(diào)整輸出直流電壓＋VCC=9V。
（2）先關(guān)掉直流穩(wěn)壓電源，再由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生1kHz的正弦波信號(hào)，正弦信號(hào)的有效值U₁=50mv（用毫伏表測(cè)量）
（3）將穩(wěn)壓電源與實(shí)驗(yàn)電路用導(dǎo)線相連，檢查無(wú)誤后再打開穩(wěn)壓電源。
（4）將正弦波信號(hào)加至實(shí)驗(yàn)電路輸入端，用示波器觀察輸出電壓的波形，并與輸入信號(hào)波形進(jìn)行比較記錄。
（5）用毫伏表測(cè)量此時(shí)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?qǐng)D3.17所示電路搭接好電路，打開直流穩(wěn)壓電源，調(diào)整輸出直流電壓＋VCC=9V。
（2）先關(guān)掉直流穩(wěn)壓電源，再由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生＝1kHz的正弦波信號(hào)，用示波器觀察輸出信號(hào)的波形。將輸入信號(hào)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(cè)量此時(shí)的最大不失真輸入電壓Ui、輸出電壓Uo和相應(yīng)的電源供給的直流電流I_C。
（3）按下列要求計(jì)算出：

3．驗(yàn)證集成功放電路的功率放大作用
（1）將實(shí)驗(yàn)電路的輸出電壓信號(hào)接于一個(gè)內(nèi)阻為8Ω的喇叭兩端，逐漸增加實(shí)驗(yàn)電路的輸入信號(hào)幅度，觀察對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)波形，并將輸出調(diào)至最大（不失真）。
（2）將輸入信號(hào)幅度調(diào)回至50mv，電路其他部分保持不變，逐漸改變實(shí)驗(yàn)電路的輸入信號(hào)頻率，觀察對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)波形變化。

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1．整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，
2．畫出相應(yīng)的波形。

七、注意事項(xiàng)
1．本實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格禁止將集成功放的輸出端與地短接，以保護(hù)集成電路的安全。
2．測(cè)量集成功放的輸入、輸出電壓幅度時(shí)，只有信號(hào)頻率在1kHz時(shí)，用毫伏表測(cè)量所得到結(jié)果才是準(zhǔn)確的。