1）实验要求

（1）理解OTL功率放大器的工作原理。

（2）掌握OTL功率放大器电路的调试和主要性能指标的测试方法。

2）电路基本原理

功率放大电路是提供负载足够大的功率信号的一种电路，如提供扬声器做机械振动，提供电动机做旋转运动，提供继电器开关做吸合分离动作等。功率放大电路按耦合方式分为有变压器耦合和无变压器耦合两种，无变压器耦合功率放大电路又分为OTL电路和OCL电路。OTL电路和OCL电路的共同特点是电路结构对称，由特性相同的两管轮流导通（互补工作）放大交流信号。OCL电路由正、负电源供电，OTL电路由一大容量电容代替对称的负电源供电。实验以OTL功率放大电路为例进行分析。

低频功率放大器能将低频信号不失真地进行功率放大，如图5.87所示为OTL低频功率放大器电路。三极管VT1组成推动级（也称前置放大级），VT2、VT3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个三极管都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低、负载能力强等优点，适合作功率输出级。VT1工作于甲类状态，它的集电极电流Ic1由电位器RP1进行调节。Ic1的一部分电流经电位器RP2及二极管D1，给VT2、VT3提供偏压。调节RP2，可以使VT2、VT3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位UA=VCC/2，可以通过调节RP1来实现，又由于VT1的直流偏置电阻RP1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面稳定了放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号ui时，经VT1放大、倒相后同时作用于VT2、VT3的基极，ui的负半周使VT2管导通（VT3截止），有电流通过负载RL，同时向电容C3充电；在ui的正半周，VT3管导通（VT2截止），则已充好电的电容C3起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。

图5.87　OTL低频功率放大器电路

C2、R5构成自举电路，用以提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。

OTL低频功率放大器的主要性能指标有：最大不失真输出功率POM、电源供给功率PE、效率η、输入灵敏度等。

3）Multisim 12仿真分析

建立如图5.87所示的OTL低频功率放大器电路。

（1）静态工作点的调试(www.daowen.com)

设置函数信号发生器的输出信号为0（ui接地），打开仿真开关，调节电位器RP1，当RP1调节为40%时，测量A点电位为UA=2.5=VCC/2。

（2）调整输出级静态电流及测试各级静态工作点

使RP2=0，设置函数信号发生器的输出信号为f=1 kHz的正弦信号。通过示波器观察输入、输出波形，逐渐加大输入信号ui的幅值，此时输出波形应出现较严重的交越失真（注意：没有饱和、截止失真），然后缓慢增大RP2，当RP2调节为62.8%时，交越失真刚好消失，停止调节RP2，恢复ui=0，利用直流工作点分析（DC Operating Point）测量各级的静态工作点。

（3）最大输出功率POM和效率η的测试

设置函数信号发生器的输出信号为f=1 kHz的正弦信号，逐渐加大输入信号ui的幅值，通过示波器观测电路的输入、输出电压波形，当ui增加到18 mVP时，输出电压达到最大不失真输出，如图5.88所示，测量负载RL上的输出电压UOM约为530 mV，计算POM。同时通过电流表测出电源供给的平均电流，计算出直流电源供给的平均功率PE及效率η。

图5.88　最大不失真输出时的输入、输出信号

（4）分析自举电路的作用

将电容C2设置为开路故障，再测量UOM，计算Au，并与步骤（3）的相应数据进行比较，分析并理解自举电路的作用。

（5）RP2对电路的影响

保持步骤（3）的输入信号电压不变，逐渐减小RP2，输出波形将出现交越失真，当RP2调节为0时，电路的输入、输出波形如图5.89所示，分析电路发射级有、无正偏置电压两种情况（即RP2）对交越失真的影响。图5.89中示波器面板上、下两个波形分别对应为输入和输出信号。

图5.89　RP2为0时的输入、输出信号