当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第六周 > 9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习） > 功率放大电路的讨论一（读图练习）
我们前面对于
功率放大电路的分析
只是对功放本身
来进行分析
实际上任何功率放大电路
都不可能自身就工作了
它必须有前级的推动
有前后级之间的配合
而且由于它输出信号
是大的信号了
所以它必须引入负反馈
来消除这种失真
下面呢我们就来读一个
功率放大电路的图
功率放大电路的讨论一
就是读图练习
我要说明的是
我们实际上在教科书里
可能专门有读图这样一章
我已经把它分散到
各个章节里头
那么这里呢算是一个比较
复杂一点的读图练习
这就是今天我们要读懂的这个图
那么对于读图
其实我们前面已经说到了
说它最基本的做法
就是首先要分块
然后每一块读懂了
然后再把整个的
它们之间联系起来看
最后呢 在必要的时候
再做一些估算
那么功率放大电路
归根结底它是一个放大
所以我们最重要的是要把它
放大部分看清楚了
对于一个实用的电路
最忌讳的就是上来
就把自己局限在某一个
具体的细节上
如果是那样一上来说
哎呦 这电容我不知道干什么的
于是就冥思苦想
来看这个电容了
那么 这个图就没法读下去了
所以我下面实际上
是引导大家来看
对于这样复杂一些的电路
我们该怎么去读懂它
这是一个实用的一个
音频的一个功率放大电路
我们看一看在这个电路里头
它有什么样的特点
怎么去把这个电路读懂
所以我第一个问题
就是要指出来让大家
说它的放大部分在什么地方
也就是说我们既然知道
它是一个功放
那最主要的它就是一个放大器
那哪些是它的放大部分
这就是它最重要的那个部分了
所以让大家不陷入细节
就是你要抓住最主要的部分
然后再去研究细节
主要的部分决定了
这个电路的功能
细节的部分可能会对它的性能
有一些影响
所以先研究它的功能
然后再看细节
看它的一些性能
那么哪些是它的放大呢
就是这么两部分
一个就是我们看到的
这有一个集成运放
它肯定是一个放大的部分
因为你看这都有反馈回来
是吧
还有呢我们看到了
由T3和T4作为复合管
还有T5和T6作为复合管
我们不去看这些电阻
这些小电阻有什么用
要从它的射极出去
给了负载
所以这样一个电路
上边我们看是两只
NPN型管所构成的复合管
它一定还是一个NPN型管
下边两只是PNP型管
构成的复合管
它还是一个PNP型管
所以这两部分构成的
就是由复合管组成的OCL电路
那也就是说
通过前边集成运放
放大之后这个信号
我们注意看
上边这一条线和下边的
这一条线
就传递给了互补输出级
OCL电路
这就是它的放大的部分
其余的部分就都是辅助的部分
而其余的部分
还有一个重要的部分
就是在这个电路里边
有没有引入反馈
引入了什么样的反馈
直流反馈还是交流反馈
如果是交流反馈
交流的负反馈
那它是哪种组态的
电压放大倍数约为多少
所以对于放大电路
还有一个特别重要的
就是关于引没引反馈
是什么反馈的问题
那引没引反馈呢
从这里我们也看到一个
很明显的就是这条线
接过去接到了集成运放的
反相输入端来这条线
这就是它引入的反馈
所以从这里我们可以看到
这是直流反馈还是交流反馈呢
交直流都有
从输入端来看
它是一种阻容耦合的方式
当输入为零的时候
那么这个C1这是断路的
所以 你看 这个输出电压
全部反馈回去了
而这是一个负反馈
那就是这是虚地
所以这是零 输出也是零
保证输入是零的时候
输出是零
当有动态信号的时候
我们可以看到
输入首先这有一个电流
流过这个电阻
然后集成运放净输入是零
那这里电流就是这个电流
所以我们把里边的这个东西
通通给它封装起来
就是这种样子
就是这看到的
输入是阻容耦合
当有信号进来的时候
在R1上产生电流
这是耦合电容
它本身应该容量足够大
相当于短路
所以在R1上产生的电流
就等于R2上得到的电流
因为A1的净输入是零
那么这样的一种接法
我们见过呀
这就是一个电压并联负反馈
放大电路
所以当它变成为
这种样子的时候
我们把整个这里边的
这个放大电路
都放到这个A1里头的时候
我们就很容易看到了
说这时候它的放大倍数
约等于负的R1分之R2
就是-10
我们看它的阻值 就等于-10
而它引入的反馈是一个
电压并联负反馈
其实到这里作为放大的
最重要的部分
我们都知道了
它是以A作为一个放大
然后后边是一个OCL电路
作为功放
然后它引入了一个
电压并联负反馈
而且从这里头我们可以看到
它的电压放大倍数就是-10
那下面我们再来看一些问题
那对于这个电路
最大输出功率和效率
它的表达式是什么呢
那也就是说这时候我们
要看的细节就是后边
这个功放的细节了
那在这个功放里边
我们来看一看它和我们前面
所看到的OCL
不一样的地方
一个就是功放是用的复合管
还有一个我们看
就是它们没有把射极
直接接在输出上
而是通过了小的电阻
两个电阻都是0.5欧姆
一个是接在上面等效的
NPN型管上
一个是下边等效的PNP型管上
因此这样的一个串联电阻
就会分得RL上头的
所得到的压降
因为总体在它的发射极
所得到的电压
最大的就是VCC减去
这T4管的饱和压降了
因此 Uom就等于VCC
减去
UCES比上根号2
这是在e这得到的
而在RL上得到的是
R8加上RL分之
RL
也就是说由于R8
这个电阻的存在
会使得负载上真正获得的
Uom小一点
有了Uom就可以得到
它的最大输出功率
就是Uom的平方除上RL
那么它的效率就等于
四分之π乘VCC分之根号2U
om
也就是Uom的峰值
所以从这我们就可以得到
输出级的主要的参数
那下一个问题就是
如何估算出来
输出级最大功率是
输出最大功率的时候
输入电压有效值
到底是多少呢
那我们知道了Uom
我们又知道了这个电路
它的电压放大倍数
当然我们就可以知道
Uo等于Uom时候的
Ui
于是我们就可以得到了
所以我们知道Au
近似的是-10
如果是理想运放
我还可以写成等于-10
那么当输出是Uom的时候
输入的有效值就是Uom
除以电压放大倍数
那么在这里
它其实给了我们一个
很好的提醒
什么样的提醒呢
就是功率放大电路
它不是独立来工作的
它必须有前级的支撑
它才能够正常的工作
而且必须有前级提供
足够大的电压信号
能够输出足够大的电流
那么输出才有可能
输出由功放自己所确定
那样的最大输出功率
由此可见
我们前面所说
求出Uom就可以得到Pom
那是一个什么样的前提呢
就是前级在提供
驱动信号的时候
肯定是没有问题的
也就是说前级肯定能使得
功放自身能够输出
这样一个Uom
也才能够得到
这样的一个Pom
换一句话说
假如前级根本就不能使得功放
输出Uom
那么这个功放也不可能
输出从算式上得到的
这个Pom
因此我们说
任何一个功率放大电路
它都不是独立工作的
它必须有前级电路的支持
才能够得到由功放自身
所算出来的那个Pom
和那个效率
好 下面我们再来看
说这个D1到D3还有
Rw它起什么作用呢
就是这一堆
是吧 D1 D2 D3还有
Rw
我们看它接到了什么地方
一个是接到上面复合管的
基极
一个是接到了下边复合管的
基极
那么它的作用是什么呢
大家一看到这儿 大概就明白了
是消除交越失真
所以R1到R3还有
Rw
它们是为了使得后级功放
消除交越失真
而要设置一个静态的电流
使得后一级的功放管
在静态的时候处于
临界导通或者微导通的情况
那么C1到C4
它们起什么作用呢
C1的作用我们在前面
已经看到了
说C1本身就是一个耦合电容
它应该是一个大电容
对于输入信号
它应该相当于短路
然后我们再来看C3和C4
C3和C4它们的容量也
不小
那么我们看
它们是并在了这个
消除交越失真的
这一串电路里边的
并在这会起什么作用呢
我们回想一下
我们前面所讲过的
说Re那个电阻并了个电容
然后共基电路Rb那个电阻上
也并个电容
那是为了旁路作用
就希望说消除交越失真
但是又不希望这一串元件上
损耗的交流信号太多
于是就把它们并上电容
使得交流通路 这一点
这一点还有底下这一点
它的电位相等
也就是说几乎不损失交流信号
还有一个电容我们还没说
就是这个电容
这个电容我们看它的容量
5pF 我们再看其它电容
都是多少微法
回忆一下我们所讲的课程
什么时候会用这么小的电容呢
哦 我们想起来了
就是这是一个深度负反馈的
放大电路
然后我们看集成运放
自身就有很多Cπ Cμ
在高频它们都会产生
附加的相移
而在这里我们又看
这后边又用复合管
又有一些Cπ Cμ
它们在这时候加入了
深度的负反馈就有可能
引起一种现象
叫做自激振荡
在这里是高频的振荡
那么消除自激振荡
有一种办法 就是这种办法
这叫滞后的补偿
叫滞后的补偿
而且这种补偿叫密勒补偿
如果大家已经忘记了
可以翻回到
放大电路中的负反馈
关于负反馈放大电路的
稳定性问题里边去看一看
所以有了这样一个电容
引入了这样一个深度负反馈
这个电路就可以稳定的工作
最后一个问题
说明哪些元件构成
过流保护电路
它的原理是什么
前面我曾经讲到
对于功率放大电路
功放管是非常重要的位置
因此在实用电路里面
就会采取一些措施来保护它
比较常见的措施
就是过流保护
那么这里过流保护
是哪些元件组成的呢
就是这一部分
过流保护电路是T1 T2
R7 R8组成的
我们看就是在这里
这是T1 这是T2
这是R8 这是R7
首先我们看R8 R7它
的作用
我们只看一个就行了
因为它们是对称的
它的取值都是0.5欧姆
注意 这么小的取值
那一般就是线绕的
这种电阻就可以
它们是电流采样电阻
哪个电流呢
就是负载电流
刚才我们分析里边说
这里得到的Uom
为什么不是发射极这的
那个电压呢
就是因为R8上会降掉一部分
因此R8流过的电流
就是负载电流
所以它取样就是采
RL里边的电流的样
然后由这个电阻
转化成为一个电压
知道了这个电压我们就知道说
这里的电流有没有超过额定值
那怎么知道呢 看
假如这个电压不足以使得
T1管导通
那么这时候电路正常工作
一旦负载电流过大
而R8上的压降增大
就会使得T1管导通
而T1管一旦导通 我们注意
前级送过来的电流
就不是前部流入
后边的T3管了
而有一部分就通过T1管分流
这么走了
这么走 这么输出了
也就是当过流的时候
T1管替T3管分忧
分走一部分电流
使得T3管不要因为电流过大
而又送到T4管
使得T4管
因电流过大而损坏
所以这里可以看到
正常工作的时候
这个T1管和T2管
它们都应该处在截止状态
电路是正常工作的
而R7和R8两个电阻
时刻守卫着
看看负载电流超过没超过
如果负载电流超过了
就意味着T4（或T6）管负担过重
这时候T1或者T2管
就产生电流 从而
为OCL电路后边分流
来保护了功放管
这就是它的工作原理
那么如果我们看一看
它到底允许它流过
多大的电流呢
什么时候就可以保护了呢
那实际上
只要你知道了T1或者T2管
它发射结的开启电压
然后我们又知道了
这是0.5欧姆
我们就可以知道
是多大电流它就开始保护了
所以 这类电路
大概的原理都是这样
就是必须有一个
负载电流的这样一个
采样电阻
然后通过这个电阻上电压
来判断功放管是不是过流了
然后判断的结果
如果过流一定是为功放管
功放级提供一个分流的支路
所以不管那个电路
比这个更简单一点呢
还是比这个更复杂一点呢
道理都是相通的
所以通过这样的一个电路
看起来复杂
实际如果我们按照刚才的思路
去分析它
就可以一个一个问题迎刃而解
最后可能还有同学会说
这里头还有R5 R6你
没讲呢
在复合管里边
我们经常会看前级管
加一个电阻
这个电阻人们往往管它
叫做泄漏电阻
实际上就是使得前一级的
穿透电流少一点分给下一级
因为功放管自己的穿透电流
就比较大
如果前级再分给它一定的
穿透电流
那么在这就会乘上（1+β）倍了
于是功放管在静态的时候
就有一个比较大的电流
但是我们知道
这个电阻的阻值
你也不能太小了
它分得的就不光是
穿透电流了
还有有用电流
所以大家看
所有的实用功放里头
这里头可能就是几百千欧
再大可能1kΩ
如果再小400Ω
所以呢这样在这个电路里边
所有的元器件
我们就都知道它们
干什么用的了
那么大家复习的时候
先按照我所说的
这样一个思路
先抓电路最主要的东西
然后逐步的深入到电路
各个元器件
它所产生的作用
那么我们就可以把
整个电路了解的比较透彻
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
