功率集成电路应用与调测操作

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1、模拟电子技术基础实验,实验2 功率集成电路的应用与调测,写在最前面：1.请认真阅读本课件。包括实验板结构，实验仪器使用，实验步骤。2. 为了检验同学预习准备的情况，在实验二功率放大电路中，仍然有预习考核环节。在实验开始时，闭卷考试。考试内容：实验板结构，实验仪器使用，实验测试步骤。3.本次实验不需焊接。欢迎自备万用表。,一、实验内容 二、认识元器件 三、LM386应用电路 四、LM386典型应用电路的测试 五、LM386低音提升功能电路的测试,一、实验内容：必做内容： 典型应用模式。要求测量Aumax-Aumin,Pomax,通频带,选作内容： 低音提升模式。要求逐点法测量低频段电压放大倍数。

2、 根据上述选题内容，完成各类数据指标的测试。,操作验收内容:1.电路的连接（10） 2.规范操作（10） 3.仪器使用（15） 4.测试指标 必做：典型应用电路 a.静态工作点的测试（15） b. Au的可调范围：Aumax-Aumin（20） c. 最大不失真输出电压：Uomax（10） d. 通频带宽：fH和fL（10） 5.实验善后（10）选做：低音提升功能电路 逐点法测频响曲线（10）,瓷片电容没有正负极之分。 元件值读取的例子：图片中电容的丝印为561K，读取其元件值：第一、二位56 * 第三位156X101560pF 前两位数字表示系数，后一位表示指数，单位为pF。其中一般前两位的

3、取值范围为上述E6和E12系列，后一位数字表示指数10 n,二、认识元件,1、瓷片电容,元件值,容许误差,温度系数,本实验中用到的瓷片电容是333， 473和104，请分别说出它们的元件值,2、排针、跳帽和杜邦线,排针,跳帽,杜邦线,排针的作用是将测试端或者连接端引出，便于分模块调试。 跳帽的作用是将相邻的两个排针短路。 杜邦线适用于稍远距离的排针的连接。,二、认识元件,如图所示的IC插座是固定在实验板上的，可以把实验所需的集成芯片安插在插座中。插座的种类可分为8脚、14脚等等。插座上都有一个半圆形的插孔，成为标识位，习惯上将标识位放在左手边。,3、IC插座,标识位,二、认识元件,如图所示器件

4、即为LM386，集成功率放大器。该器件为双列直插（DIP）8脚封装，管脚分别排列在器件两侧，针状的管脚可以插入类似于图2所示的8脚IC插座中。在器件表面会有一个半圆形的缺口，或者一个圆形的小凹陷，习惯上把这个凹陷放在左手边。,4、LM386,标识位,二、认识元件,LM 386管脚排列如图所示，将标识位放在左手边，左下角为1脚，依次往右为2、3、4，5脚在4脚对面，再依次往左6、7、8。是一个U字形的排列。所有双列直插(DIP)封装的集成电路芯片都是相同的排列顺序右下图是LM386各管脚功能,3、LM386,标识位,二、认识元件,三、LM386 应用电路,(1) 典型应用电路,从图中可以看出，L

5、M386是OTL功放，单电源供电，输出端有一个220UF大电容。C3连接的负载扬声器在实验中用一个8欧姆电阻代替。,输入信号经电容C1接到同相输入端，反相输入端接地，输出端经输出电容C3接负载。在1、8管脚间加入反馈，电压放大倍数与Rw的值有关。 Rw越大, 放大倍数越小。,(1) 典型应用电路,三、LM386 应用电路,(2) 低音提升功能,低音提升电路与图 所示典型应用电路的差别在于反馈。 1和8管脚之间不相连接，而在1和5之间接入了由R（10K）和C（0.033F）组成的串联支路。,三、LM386 应用电路,(2) 低音提升功能,如图所示，跟普通放大电路相比，LM386放大电路在 低频段

6、（1kHz以下）的放大倍数不但不下降，反而增加。 这就是低音提升功能。,三、LM386 应用电路,四、典型应用电路的测试,（一）初步认识电路板,该实验板集中了前面介绍的3种LM386的应用电路，可以使用杜邦线 或者跳帽改变电路结构，从而完成不同功能测量。,四、典型应用电路的测试,（一）初步认识电路板,面积最大的红色方框区域是典型应用电路。其中，左侧黄色区域是1,8管脚间反馈支路，47K电位器可以改变电压放大倍数。右侧黄色区域是5管脚所接的输出部分。,四、典型应用电路的测试,1、2、3、5、8管脚外分别接有排针，同时构建外围电路所需的连接点上也都分别有对应的排针。实验板上基本上已经标出了对应的管

7、脚号。其中比较特殊的是1、5管脚，以及对应的外围元件分别有2个相通的排针，目的是可以用跳帽连接。图中黄色短路线表示所连接的2个小排针是短路的。,1脚排针,接1脚的反馈电路排针,2脚排针,3脚排针,5脚排针,输出电路排针,8脚排针,反馈电路 接8脚排针,输入电容排针,在如图中黄色框所示位置有一组排针， 形状如下图。,这7根排针从左往右排列顺序为： 10UF电容负极 10UF电容负极，与第一根排针短接 LM386的1管脚 LM386的1管脚，与第三根排针短 LM386的2管脚 LM386的3管脚 输入端10UF电容正极,1,2,3,4,5,6,7,注意，电路板上部分排针已经标出标号， 供大家连接时

8、参考,在如图中黄色框所示位置有一组4连排针， 形状如下图。,这4根排针从左往右排列顺序为： LM386的5管脚 LM386的5管脚，与第一根排针短接 输出端220UF电容正极 输出端220UF电容正极，与第三根排针短接,1,2,3,4,注意，电路板上部分排针已经标出标号， 供大家连接时参考,为了完成测试，需要将外围电路与 LM386模块用排针或者跳帽连接起 来，方可正确工作。 在开始实验之前请务必检查电路 连接是否正确。左图为正确连接图。,四、典型应用电路的测试,（二）电路的连接方式,1.LM386的1管脚应该与C2-10UF电容 负极连接，用跳帽将6连排针的第2根 和第3根连接起来； 2.4

9、7K电位器的排针端与LM386的8管 脚连接起来，即将两个标有（8）的 排针用杜邦线连接起来，如图中紫色 杜邦线的连接方法； 3.输出端，将5脚与220UF电容正极 用跳帽短接，接在4连排针的第2根和 第3根之间；,步骤如下：,步骤一,步骤二,步骤三,1,2,3,请对照电路图红色数字标注出的位置看懂 电路板的连接,4.LM386的2管脚接地，如灰色杜邦线 所示，将板上有（2）标记的排针与 GND端连接起来； 5.输入端，将C1-10UF电容的正极与 LM386的3管脚用跳帽短接起来即可。,步骤接上页：,步骤五,4,请对照电路图红色数字标注出的位置看懂 电路板的连接,5,步骤四,完成上述5个部分

10、的连接工作，LM386 典型应用电路就搭建完毕了，接下来 可以开始进行测试了。,4,请对照电路图红色数字标注出的位置看懂 电路板的连接,5,1,2,3,1,2,3,4,5,1.根据实验教师要求改变电源电压； 2.检查信号发生器和示波器电缆好坏; 3.如果示波器上显示的是标准正弦波，可以使用数字示波器的测量功能读取数据。,数字示波器上显示了多种输出电压幅值，请认真思考Vrms（有效值）、Vpp（峰峰值）、Vmax（最大值）之间的关系。 要保证输入和输出幅度都是相同的描述方式（都是 有效值或者都是峰峰值等）。,（三）仪器准备,Vmax,Vavg,Vrms,Vpp,将直流稳压电源电压调成所需电压。（

11、图中所示范例为5V）实验教师会根据实际情况进行调整，请按照具体要求改变电源电压。 连接黑色接线柱的黑色电源线接到电路中GND处，连接红色接线柱的红色电源线接到电路中Vcc处。 亲！千万别把电源线接反了，否则会烧电路哦！,图7 电路外加直流稳压电源,（三）仪器准备,连接黑色接线柱的黑色电源线接到电路中GND处，连接红色接线柱的红色电源线接到电路中Vcc处。 亲！千万别把电源线接反了，否则会烧电路哦！,Vcc,GND,注意：GND针只有一根，8欧姆负载电阻腿比较长，可以接地线。但是连接测量时，务必小心轻夹，不可弄断电阻管脚。,Vcc,GND,1、通电观察。接上电源之后，观察电路是否有异常现象，如集

12、成块冒烟、发烫或有异常气味等，应立即切断电源，检查电路，排除故障。,（四）测量步骤,2、静态工作点的测量。将输入端(Ui)用杜邦线接地，然后用万用表的直流10V电压档测量LM386的5管脚对地电压。如果LM386连接正确，电路工作正常，则5管脚输出电压应为电源电压的一半。本测试范例的结果为2.5V左右。如图所示。如果发现此时集成块的输出较大（接近于电源电压或者只比电源电压小1V ），要立即断开电源，检查电路连接。,注意静态测量的是5管脚的对地电压，不是输出Uo端的电压。 想想看，这时候如果用万用表测量输出Uo端，得到的结果是什么？,请仔细观察万用表指针位置,（四）测量步骤,3、放大倍数的测量,

13、(1)利用信号发生器(如图所示）为待测电路输入端提供输入信 号Ui。输入信号使用正弦波，频率为1KHz，信号幅度是30mV， 其中Vrms表示有效值。另外还有一种是VP-P，表示为峰峰值。,图11 信号发生器,Vrms,Vpp,mVpp,mVrms,（四）测量步骤,将幅度改为30mV,(2)然后把信号发生器，交流数字毫伏表，示波器都接到电路中,如图所示。“鳄鱼夹”在连接的时都要红正黑负。 各种地线往板子上接的时候一定要小心，千万不要弄断负载电阻的管脚。所有地线都要夹在一起，称为“共地”,共地,Ui,（四）测量步骤,Uo,(3)Aumax和Aumin 调节滑动变阻器Rw改变电路的电压放大倍数，测

14、量现有连接方式的电路能够提供的最大(Aumax)和最小输出电压放大倍数(Aumin) ，测量时要保证输出不失真。利用示波器的测量功能测得输出电压有效值.,Rw,（四）测量步骤,(3)Aumax和Aumin一般来说，滑动变阻器调到两端可以分别得到最大或者最小电压放大倍数。 如果出现削波失真，应适当减小输入信号的幅度来避免失真。必须要保证任意电压放大倍数情况都不失真。,Rw,下削失真,（四）测量步骤,4、最大不失真输出电压(Uomax)的测量,(1)在输入信号频率不变的情况下，只增大输入信号Ui的幅值， 观察输出信号Uo的波形，快失真还没有失真的临界状态(如图17 所示)就是最大输出不失真状态了。

15、此时，用数字示波器测量输出电压的值，对应的就是最大输出不失真电压Uomax，用有效值表示。,要注意两件事： (1)Uomax不是最大Aumax对应的输出电压，而是功放LM386能够提供给负载的最大电压。利用Uomax可以计算出最大输出功率Pomax。为了减小反馈引起的自激振荡，一般情况下，会选择Aumin时来测Uomax。 (2)如果Uomax的有效值如图所示为1.04V，试计算LM386内部互补对称异型功放管的Uces是多少？,（四）测量步骤,5、通频带（上限频率与下限频率之差）,在输入信号幅度不变情况下，增加输入信号的频率，使放大 倍数（或者输出电压）降为中频段（1kHz）的0.707倍，

16、此时输入信号的频率即是上限频率。 左图是1KHz中频段的输出电压有效值977mV。右图即为增大频率时，输出电压幅值降为977*0.707=690mV左右。对应的上限频率为 312.5KHz,图a 输出电压幅度,图b 上限频率,0.707*977,上限频率,（四）测量步骤,5、通频带（上限频率与下限频率之差）,类似地，如果降低输入信号频率，同样可以获得下限频率。左图是1KHz中频段的输出电压有效值977mV。右图即为减小频率时，输出电压幅值降为977*0.707=690mV左右。对应的下限频率为122Hz,图a 输出电压幅度,图b 下限频率,0.707*977,下限频率,（四）测量步骤,五、低音提升功能测试,在完成前两个模块之后，感兴趣的同学可以继续最后一个模块 低音提升电路的研究。 低音提升电路与典型应用电路的差别在于反馈的接法： （1）典型应用电路反馈接在1,8脚之间 （2）低音提升功能电路反馈接在1,5脚之间。接10K和0.033UF电容其他部分完全一致,因此实验板上，低音提升电路只需改变反馈回路连接方式即可。 如图中红框所示即为低音提升反馈电路。,