ADALM2000實驗:變壓器耦合放大器
發布時間:2024-11-24 責任編輯:lina
【導讀】升降壓變壓器的基本定義是一種將輸入的交流電壓轉換為比原電壓更高(升壓)或更低(降壓)的de器qi件jian。此ci外wai還hai有you可ke用yong於yu將jiang電dian路lu與yu地di隔ge離li的de變bian壓ya器qi,這zhe種zhong變bian壓ya器qi被bei稱cheng為wei隔ge離li變bian壓ya器qi。本ben文wen將jiang側ce重zhong討tao論lun變bian壓ya器qi的de另ling一yi種zhong用yong途tu,即ji用yong於yu匹pi配pei電dian路lu阻zu抗kang以yi實shi現xian最zui大da功gong率lv傳chuan輸shu。
目標
本次實驗旨在帶您熟悉變壓器耦合放大器的阻抗匹配操作。
背景知識
升降壓變壓器的基本定義是一種將輸入的交流電壓轉換為比原電壓更高(升壓)或更低(降壓)的de器qi件jian。此ci外wai還hai有you可ke用yong於yu將jiang電dian路lu與yu地di隔ge離li的de變bian壓ya器qi,這zhe種zhong變bian壓ya器qi被bei稱cheng為wei隔ge離li變bian壓ya器qi。本ben文wen將jiang側ce重zhong討tao論lun變bian壓ya器qi的de另ling一yi種zhong用yong途tu,即ji用yong於yu匹pi配pei電dian路lu阻zu抗kang以yi實shi現xian最zui大da功gong率lv傳chuan輸shu。
請看圖1所示的電路。該電路是變壓器耦合型A類功率放大器,它類似於普通的放大器電路,但與集電極負載中的變壓器相連。

圖1.變壓器耦合型A類功率放大器
在此設置中,R1和R2建立分壓偏置,而發射極電阻器R3用於穩定偏置。發射極旁路電容C2用於防止發射極電路內發生負反饋。
僅當放大器輸出阻抗等於負載阻抗RL (R4)shi,conggonglvfangdaqichuanshudaofuzaidegonglvcaishizuidade。zhefuhezuidagonglvchuanshudingli。rangfangdaqideshuchuzukangyushuchuqijiandezukangxiangpipeihenyoubiyao,nenggoujinkenengfangdaqichuanshudaoshuchuqijiandegonglv。zhekeliyongjuyoushidangzashubidejiangyabianyaqilaishixian。
變壓器輸入和輸出電阻之比就等於變壓器匝數比的平方:

由此得出計算反射阻抗的方程,其中:

n為降壓變壓器的初級與次級匝數之比
RLP為初級中的反射阻抗
A類功率放大器的效率約為30%;而采用變壓器耦合型A類功率放大器,效率可提高到50%。除了更高效率之外,變壓器耦合型A類功率放大器還有其他優點:
基極或集電極電阻中無信號功率損失。
可實現出色的阻抗匹配。
高增益。
提供直流隔離。

圖2.變壓器耦合型A類功率放大器
但這種配置並不完美,其缺點如下:
相對而言,對低頻信號的放大較弱。
變壓器會引入嗡嗡聲。
變壓器體積龐大,價格昂貴。
頻率響應較差。
材料
ADALM2000主動學習模塊
無焊試驗板和跳線套件
一個NPN晶體管(2N3904)
一個10 kΩ電阻
一個20 kΩ電阻
一個100 Ω電阻
一個10 μF電容
一個1 μF電容
一台HPH1-0190L/1400L六繞組變壓器
硬件設置
構建圖1所示的電路;參考圖2。使用ADALM2000提供的+5 V和-5 V電源。
程序步驟
設置信號發生器通道1產生500 mV、100 Hz正弦波(0 V偏置)。在示波器上監視兩個通道。結果應與圖3類似。

圖3.變壓器耦合型A類功率放大器的輸入與輸出電壓
問題
在上述實驗中,我們使用了匝數比為1:1的變壓器。如果嚐試將變壓器的匝數比改為2:1,會發生什麼?
您可以在學子專區論壇上找到問題答案。
(來源:ADI公司,作者:Antoniu Miclaus,係統應用工程師Doug Mercer,顧問研究員)
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