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功率放大电路自测题


发布日期:[2013-11-18] 共阅[6277]次

第九章 功率放大电路

自  测  题

    一、选择合适的答案,填入空内。只需填入A、B或C。

    (1)功率放大电路的zui大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可能获得的zui大     。

        A.交流功率      B.直流功率     C.平均功率

    (2)功率放大电路的转换效率是指     。

        A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比

        B.zui大输出功率与电源提供的平均功率之比

        C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比

    (3)在OCL乙类功放电路中,若zui大输出功率为1W,则电路中功放管的集电极zui大功耗约为     。

        A.1W          B.0.5W         C.0.2W

(4)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有      。

        A.β           B.ICM          C.ICBO

        D.BUCEO        E.PCM          F.fT

(5)若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为│UCES│,则zui大输出功率POM

图T9.1

    解:(1)A   (2)B   (3)C   (4)B  D  E   (5)C

    二、电路如图T9.2所示,已知T1和T2的饱和管压降│UCES│=2V,直流功耗可忽略不计。

图T9.2

     回答下列问题:

    (1)R3R4和T3的作用是什么?

    (2)负载上可能获得的zui大输出功率Pom和电路的转换效率η各为多少?

    (3)设zui大输入电压的有效值为1V。为了使电路的zui大不失真输出电压的峰值达到16V,电阻R6至少应取多少千欧?

    解:(1)消除交越失真。

    (2)zui大输出功率和效率分别为

    (3)电压放大倍数为

R1=1kΩ,故R5至少应取10.3 kΩ。

习     题

    9.1 分析下列说法是否正确,凡对者在括号内打“√”,凡错者在括号内打“×”。

    (1)在功率放大电路中,输出功率愈大,功放管的功耗愈大。(  )

    (2)功率放大电路的zui大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的zui大交流功率。(  )

    (3)当OCL电路的zui大输出功率为1W时,功放管的集电极zui大耗散功率应大于1W。(  )

    (4)功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是

     1)都使输出电压大于输入电压;(  )

     2)都使输出电流大于输入电流;(  )

     3)都使输出功率大于信号源提供的输入功率。(  )

(5)功率放大电路与电压放大电路的区别是

     1)前者比后者电源电压高;(  )

     2)前者比后者电压放大倍数数值大;(  )

     3)前者比后者效率高;(  )

     4)在电源电压相同的情况下,前者比后者的zui大不失真输出电

       压大;(  )

(6)功率放大电路与电流放大电路的区别是

      1)前者比后者电流放大倍数大;(  )

      2)前者比后者效率高;(  )

      3)在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。(  )

解:(1)×   (2)√   (3)×   (4)×  ×  √

(5)×  ×  √  √   (6)×  √  √

  9.2 已知电路如图P9.2所示,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=3V,VCC=15V, RL=8Ω,。选择正确答案填入空内。

图P9.2

 

    (1)电路中D1和D2管的作用是消除     。

         A.饱和失真           B.截止失真     C.交越失真

    (2)静态时,晶体管发射极电位UEQ      。

         A.>0V              B.=0V         C.<0V

    (3)zui大输出功率POM      。

        A.≈28W              B.=18W        C.=9W

    (4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压      。

        A.为正弦波            B.仅有正半波    C.仅有负半波

    (5)若D1虚焊,则T1管      。

        A.可能因功耗过大烧坏   B.始终饱和      C.始终截止

解:(1)C   (2)B   (3)C   (4)C   (5)A

  9.3 在图P9.2所示电路中,已知VCC=16V,RL=4Ω,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,输入电压足够大。试问:

    (1)zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    (2)晶体管的zui大功耗PTmax为多少?

    (3)为了使输出功率达到Pom,输入电压的有效值约为多少?

    解:(1)zui大输出功率和效率分别为

(2)晶体管的zui大功耗

(3)输出功率为Pom时的输入电压有效值

9.4 在图P9.4所示电路中,已知二极管的导通电压UD=0.7V,晶体管导通时的│UBE│=0.7V,T2和T4管发射极静态电位UEQ=0V。

 

  试问:

    (1)T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少?

    (2)设R2=10kΩ,R3=100Ω。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计,则T5管集电极静态电流为多少?静态时uI=?

    (3)若静态时iB1iB3,则应调节哪个参数可使iB1iB2?如何调节?

    (4)电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗?你认为哪个zui合适?为什么?

解:(1)T1、T3和T5管基极的静态电位分别为

            UB1=1.4V  UB3=-0.7V  UB5=-17.3V

    (2)静态时T5管集电极电流和输入电压分别为

   (3)若静态时iB1iB3,则应增大R3

    (4)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适,也可只用三只二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态,可以消除交越失真;另一方面在交流通路中,D1和D2管之间的动态电阻又比较小,可忽略不计,从而减小交流信号的损失。

 

    9.5 在图P9.4所示电路中,已知T2和T4管的饱和管压降│UCES│=2V,静态时电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    解:zui大输出功率和效率分别为

  9.6 为了稳定输出电压,减小非线性失真,请通过电阻Rf在图P9.4所示电路中引入合适的负反馈;并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下,RF的取值。

  解:应引入电压并联负反馈,由输出端经反馈电阻Rf接T5管基极,如解图P9.6所示。

R1=1 kΩ,所以Rf ≈10 kΩ。

  9.7 估算图P9.4所示电路T2和T4管的zui大集电极电流、zui大管压降和集电极zui大功耗。

    解:功放管的zui大集电极电流、zui大管压降、zui大功耗分别为

  9.8 在图P9.8所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,输入电压足够大。求解:

    (1)zui大不失真输出电压的有效值;

    (2)负载电阻RL上电流的zui大值;

    (3)zui大输出功率Pom和效率η

    解:(1)zui大不失真输出电压有效值

    (2)负载电流zui大

        图P9.8             (3)zui大输出功率和效率分别为

9.9 在图P9.8所示电路中,R4R5可起短路保护作用。试问:当输出因故障而短路时,晶体管的zui大集电极电流和功耗各为多少?

    解:当输出短路时,功放管的zui大集电极电流和功耗分别为

       9.10 在图P9.10所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=1V,集成运放的zui大输出电压幅值为±13V,二极管的导通电压为0.7V。

(1)若输入电压幅值足够大,则电路的zui大输出功率为多少?

    (2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,应引入哪种组态的交流负反馈?画出图来。

    (3)若Ui=0.1V时,Uo=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少?

    解:(1)输出电压幅值和zui大输出功率分别为

         (2)应引入电压串联负反馈,电路如解图P9.10所示。

解图P9.10

(3)在深度负反馈条件下,电压放大倍数为

R1=1 kΩ,所以Rf ≈49 kΩ。

 

9.11 OTL电路如图P9.11所示。

 
  

图P9.11

 

    (1)为了使得zui大不失真输出电压幅值zui大,静态时T2和T4管的发射极电位应为多少?若不合适,则一般应调节哪个元件参数?

    (2)若T2和T4管的饱和管压降│UCES│=3V,输入电压足够大,则电路的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    (3)T2和T4管的ICMU(BR)CEOPCM应如何选择?

    解:(1)射极电位UEVCC /2=12V;若不合适,则应调节R2

    (2)zui大输出功率和效率分别为

               

(3)T2和T4ICMU(BR)CEOPCM的选择原则分别为

 

9.12 已知图P9.12所示电路中T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,导通时的│UBE│=0.7V,输入电压足够大。

图P9.12

 

    (1)A、B、C、D点的静态电位各为多少?

    (2)为了保证T2和T4管工作在放大状态,管压降│UCE│≥3V,电路的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    解:(1)静态电位分别为

          UA=0.7V,UB=9.3V,UC=11.4V,UD=10V

(2)zui大输出功率和效率分别为

9.13 图P9.13所示为两个带自举的功放电路。试分别说明输入信号正半周和负半周时功放管输出回路电流的通路,并指出哪些元件起自举作用。

   解:在图(a)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出级的输入为负半周,因而T2导通,电流从C4的正端经T2、地、扬声器至C4的负端;在信号的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而T1导通,电流从+VCC经T2C4、扬声器至地。C2R3起自举作用。

    在图(b)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出级的输入为负半周,因而T3导通,电流从+VCC经扬声器、C2、T3至地;在信号的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而T2导通,电流从C4的正端经扬声器、T2C4的负端。C2R2起自举作用。

 9.14  LM1877N-9为2通道低频功率放大电路,单电源供电,zui大不失真输出电压的峰峰值UOPP=(VCC-6)V,开环电压增益为70dB。图P9.14所示为LM1877N-9中一个通道组成的实用电路,电源电压为24V,C1C3对交流信号可视为短路;R3C4起相位补偿作用,可以认为负载为8Ω。

(1)静态时uPuNuO各为多少?

    (2)设输入电压足够大,电路的的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    解:(1)静态时

    (2)zui大输出功率和效率分别为

       9.15 电路如图9.4.6所示,回答下列问题:

    (1)8≈?

    (2)若VCC=15V时zui大不失真输出电压的峰-峰值为27V,则电路的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    (3)为了使负载获得zui大输出功率,输入电压的有效值约为多少?

解:(1)电压放大倍数

(2)zui大输出功率和效率分别为

(3)输入电压有效值

9.16  TDA1556 为2通道BTL电路,图P9.16所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。已知VCC=15V,放大器的zui大输出电压幅值为13V。

图P9.16

 

    (1)为了使负载上得到的zui大不失真输出电压幅值zui大,基准电压UREF应为多少伏?静态时uO1uO2各为多少伏?

    (2)若Ui足够大,则电路的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    (3)若电路的电压放大倍数为20,则为了使负载获得zui大输出功率,输入电压的有效值约为多少?

    解:(1)基准电压

                UREFVCC /2=7.5V

    静态时          uO1uO2=7.5V 。

    (2)zui大输出功率和效率分别为

     (3)输入电压有效值

9.17 TDA1556 为2通道BTL电路,图P9.17所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。已知VCC=15,放大器的zui大输出电压幅值为13V。

   (1)为了使负载上得到的zui大不失真输出电压幅值zui大,基准电压UREF应为多少伏?静态时uO1uO2各为多少伏?

    (2)若Ui足够大,则电路的zui大输出功率Pom和效率η各为多少?

    解:同题9.16(1)、(2)。

9.18 已知型号为TDA1521、LM1877和TDA1556的电路形式和电源电压范围如表所示,它们的功放管的zui小管压降│UCEmin│均为3V。

 

型   

TDA1521

LM1877

TDA1556

电路形式

OCL

OTL

BTL

电源电压

±7.5~±20 V

6.0~24V

6.0~18V

 

    (1)设在负载电阻均相同的情况下,三种器件的zui大输出功率均相同。已知OCL电路的电源电压±VCC=±10V,试问OTL电路和BTL电路的电源电压分别应取多少伏?

    (2)设仅有一种电源,其值为15V;负载电阻为32Ω。问三种器件的zui大输出功率各为多少?

    解:(1)OTL电路应取VCC=20V,BTL电路应取VCC=13V。

    (2)OTL、OCL和BTL电路的zui大输出功率分别为

 9.19 电路如图P9.2所示。在出现下列故障时,分别产生什么现象。

    (1)R1开路; (2)D1开路; (3)R2开路; (4)T1集电极开路;

    (5)R1短路; (6)D1短路。 

    解:(1)仅有负半周;

    (2)T1、T2将因功耗过大而损坏;

    (3)仅有正半周;

    (4)T2将因功耗过大而损坏;

    (5)uOVCCUBE1≈14.3V;    

    (6)稍有交越失真。

   9.20 电路如图P9.4所示。在出现下列故障时,分别产生什麽现象。

    (1)R2开路;   (2)D1开路;   (3)R2短路;

    (4)T1集电极开路;   (5)R3短路。  

    解:(1)无输出;              

    (2)功放管将因功耗过大而损坏;  

    (3)uOVCCUBE1UBE2≈16.6V  

    (4)正、负半周不对称,正半周幅值小;

    (5)稍有交越失真。

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