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模拟电子技术仿真实验(八): 集成功率放大器

2022-11-16 23:38 作者:_Ottava  | 我要投稿

题外话:如何在multisim中导入LM386?

参见:https://blog.csdn.net/weixin_45545395/article/details/107822782/

或者直接打开此实验的仿真文件【保存元器件】

仿真文件:https://ottava.cn/archives/453

实验内容:

1)按照图 7.11.6 连接电路,使电源电压 Vcc=6V,0.1μF 电容跨接在 LM386 的 6、4 引脚之间,电路尽量少用导线。设置输入信号 Vin 为峰峰值是 100mV 、频率是 1kHz 的正弦波,调节电位器,使得输出电压幅度最大,且不失真,测量此时输出信号的电压峰峰值,并计算电压增益。

只有Speaker没喇叭(也可能是我没找到)喇叭就用 8欧姆电阻 代替了。

XDA:失真分析仪

怎么用的?我也不知道,大概 <1% 就能认为不失真了吧?此时R1=1650Ω。

测量此时输出信号的电压峰峰值:

右边的电压探针第二行:V_o%3D2.99V

"Vout 峰峰值 2V 以上" 合理。

计算电压增益:%5Cfrac%7BV_o%7D%7BV_i%7D%3D%5Cfrac%7B2.99V%7D%7B0.0813V%7D%3D36.777

"增益是指Vout/滑动变阻器的输出"

这是50倍电压增益?这合理嘛?

2)测量最大输出功率:P_L%7B_%7Bmax%7D%7D%3DV_%7Bmax%7D%5E2%2FR_LR_L为实验箱的喇叭,取 8Ω。

【2022-11-25】Vmax其实是有效值,(讲解时说的)

P_L%7B_%7Bmax%7D%7D%3DV_%7Bmax%7D%5E2%2FR_L%3D%5Cfrac%7B(1.5V%2F%5Csqrt%7B2%7D%20)%5E2%7D%7B8%5COmega%20%7D%3D0.140625W

3)测直流电流 I_E ,并计算放大器效率 %5Ceta%20%3D%5Cfrac%7BP_L%7D%7BP_E%7D

测直流电流 I_E :上面的电流探针的第4行,I_E%3DI_%7B(dc)%7D%3D66.7mA

"电流输出电流:几十mA(直流)" 合理。

并计算放大器效率:

 %5Ceta%20%3D%5Cfrac%7BP_L%7D%7BP_E%7D%3D%5Cfrac%7B(%5Cfrac%7BV_%7Bmax%7D%7D%7B%5Csqrt2%7D)%5E2%2F%20R_L%7D%7BV_%7Bcc%7D%5Ccdot%20I_E%7D%3D0.3514

效率只有35.1%?这合理嘛?

4)测量电路的通频带f_B。首先,输入峰峰值是 20mV,频率是 1kHz 的正弦波信号,测输出电压 V_%7Bom%7D;接着增加信号频率直到输出电压的峰峰值为 V_%7Bom%7D%5Csqrt2%2F2,这时所对应的

信号频率即该放大器的上限频率f_H;然后,降低信号频率直到输出电压的峰峰值为V_%7Bom%7D%5Csqrt2%2F2,这时所对应的信号频率即此放大器的下限频率f_L。则功率放大器的通频带:

f_B%3Df_H-f_L

V_%7Bom%7D%3D609mV

(1kHz,31.465dB)

f_H:(301.4kHz28.465dB)

f_L:(90Hz,28.465dB)

f_B%3Df_H-f_L%3D301.3kHz

"带宽几百kHz" 合理。


选做题

20倍电压增益:

右边的电压探针第二行:V_o%3D2.04V

计算电压增益:%5Cfrac%7BV_o%7D%7BV_i%7D%3D%5Cfrac%7B2.04V%7D%7B0.1V%7D%3D20.4

测量最大输出功率:

P_L%7B_%7Bmax%7D%7D%3DV_%7Bmax%7D%5E2%2FR_L%3D%5Cfrac%7B(1.02V%2F%5Csqrt%7B2%7D)%5E2%7D%7B8%5COmega%20%7D%3D0.065W

测直流电流 I_E :上面的电流探针的第4行,I_E%3DI_%7B(dc)%7D%3D47.7mA

并计算放大器效率:

 %5Ceta%20%3D%5Cfrac%7BP_L%7D%7BP_E%7D%3D%5Cfrac%7B(%5Cfrac%7BV_%7Bmax%7D%7D%7B%5Csqrt2%7D)%5E2%2F%20R_L%7D%7BV_%7Bcc%7D%5Ccdot%20I_E%7D%3D0.2272

V_%7Bom%7D%3D408mV

(1kHz,26.182dB)

f_H:(358.3kHz,23.182dB)

f_L:(89Hz,23.182dB)

f_B%3Df_H-f_L%3D358.2kHz

200倍电压增益

右边的电压探针第二行:V_o%3D2.60V

计算电压增益:%5Cfrac%7BV_o%7D%7BV_i%7D%3D%5Cfrac%7B2.60V%7D%7B0.0156V%7D%3D166.67

测量最大输出功率:

P_L%7B_%7Bmax%7D%7D%3DV_%7Bmax%7D%5E2%2FR_L%3D%5Cfrac%7B(1.30V)%5E2%7D%7B8%5COmega%20%7D%3D0.21125W

测直流电流 I_E :上面的电流探针的第4行,I_E%3DI_%7B(dc)%7D%3D58.6mA

并计算放大器效率:

 %5Ceta%20%3D%5Cfrac%7BP_L%7D%7BP_E%7D%3D%5Cfrac%7B(%5Cfrac%7BV_%7Bmax%7D%7D%7B%5Csqrt2%7D)%5E2%2F%20R_L%7D%7BV_%7Bcc%7D%5Ccdot%20I_E%7D%3D0.3

V_%7Bom%7D%3D231mV

(1kHz,44.476dB)

f_H:(131.15kHz,41.496dB)

f_L:(144.2Hz,41.496dB)

f_B%3Df_H-f_L%3D131kHz

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