直耦式宽频带功率放大器的设计与调试

频率大于2 MHz；输出功率为9 W时(电压放大倍数约为500)，电路的上限频率仍大于100 kHz。根据不同的应用场合，需要合理选择输出功率和带宽。电路的最大输出功率和带宽主要由反馈系数调整。

    应用Multisim进行仿真分析能够为硬件调试指明方向，提高工作效率。

3 电路的硬件调试与测试

3．1 电路布局与制作

    本文所讨论的电路既包括弱小信号放大电路，又包含大信号大电流电路，输出级的大电流对弱信号电路的影响不容忽视。因此，电路布局十分重要，制作印刷电路板是一种较好的选择。如果采用通用版制作，则元件布局和走线对电路性能影响特别大，连线应该尽量短，地线应该尽量粗(多股并联)，还要注意电源的去耦等。否则，输出级的大电流容易干扰输入级而导致电路不能正常工作。

    差分对管T1、T2的参数要尽量对称，以保证电路有较好的共模抑制比；输出对管的参数不对称将会导致波形失真，选择输出三极管时也要酌情考虑；三极管的耐压值也应予以关注。

3．2 静态工作点的调试与调整

    本文所讨论的电路是一个直接耦合多级放大器，静态工作点互相牵连，调试难度较大，只有遵循正确的调试步骤和方法，才能获得成功。否则，容易损坏三极管而导致失败。

    为解决静态工作点的前后牵连问题，可将RF与输出点0断开，即断开反馈环，使电路处于开环状态，这样就避免了输出级对前级静态工作点的影响(电路在粗调时，输出点的电压一般是偏离正常值的)。当然，前级对后级的影响任然存在，静态工作点的调整可以从前往后顺序调整。断开反馈环后，为了模拟RF右端与0点连接的静态环境(O点静态电压值为O V)，可将RF右端与地暂时相连，同时，为了避免功放管在调试中损坏而引起连锁不良反应，应将R6的阻值调到O。

    将运算放大器U1的输入端对地短路，调节R10，使T1、T2的集电极电流相等。这时，T1的集电极电位应为14．2 V左右(UC1=VCC-IC1R2)，前置放大管T3的发射极电位约为14．9 V。调节R5，使T3的集电极电流约为3 mA(见式(2))，再微调R7(R6，R7均使用线性精密电位器)，使T3的集电极电位UC3约为0．7 V，这时输出点O的电位为0 V。将RF右端由地改接O点(闭环)，微调R7，使O点电压为0 V，静态工作点调整完毕。

3．3 动态调试与测试

    在输入端接入小信号(频率为1 kHz，幅度为10 mV正弦波)，分别在空载和额定负载条件下，用示波器观察输出信号，输出信号应为不失真正弦波。如果出现交越失真，可反复微调R6和R7，既消除交越失真，有保证静态工作点正确。

    用频率特性测试仪或"点频法"测出电路的上限频率和下限频率。更换三极管(功放管)和运算放大器U1的型号，电路的上限频率会随之改变，这与理论计算和软件仿真的结果都是相符的。

    值得注意的是，在测试电路的电压放大倍数以及频率响应时，在接入负载的情况下，往往会伴随强烈的自激振荡现象，使测试无法进行。解决的方法是在几个功放管的集电极和基极之间各接入一个中和补尝电容(容量为几十皮法至几百皮法)，从而消除自激振荡现象。

4 结论

    (1)实验表明，图1所示电路的输出功率可达10 W以上，改变供电电源电压，可以获得更大的输出功率。上限频率随功放管和运算放大器U1型号的不同而存在较大差异，选择高频大功率三极管和高速运放，可以使上限频率达到1 MHz以上。

    (2)图l所示电路可以应用于音响放大器，也可应用于信号发生器的放大通道。

    (3)本文所介绍的仿真分析和硬件调试方法适合于TTL、OCL等功率放大电路以及IC设计等工程应用领域。