两级功放通常由驱动级和末级组成。驱动级的作用是将输入信号进行初步放大,为末级功放提供足够的激励信号;末级功放则负责将驱动级送来的信号进一步放大,以输出足够的功率驱动负载。不同类型的功放,如
A 类、B 类、AB 类等,其工作原理和性能特点有所不同。例如,A 类功放的晶体管在整个信号周期内均导通,具有良好的线性度,但效率较低;B
类功放的晶体管仅在半个信号周期内导通,效率较高,但存在交越失真;AB 类功放则结合了 A 类和 B
类的优点,在一定程度上兼顾了线性度和效率。了解这些基本原理,有助于在测试中分析和判断驱动级可能出现的问题及其对测试结果的影响。
静态工作点的检查与调整
静态工作点是功放正常工作的基础。在排除驱动级影响时,首先要确保驱动级的静态工作点处于正常范围。通过测量驱动级晶体管的基极、集电极和发射极电压,可以判断其工作状态是否正常。若静态工作点偏离设计值,可能导致信号失真、增益异常等问题,从而影响对末级功放性能的准确评估。
例如,若基极电压过高或过低,可能使晶体管进入饱和或截止状态,造成信号削波失真。此时,需要检查偏置电路的电阻、电容等元件是否损坏或参数发生变化,必要时进行调整或更换,以使静态工作点恢复到正常状态。
信号注入与隔离测试
为了排除驱动级对末级功放测试的影响,可以采用信号注入与隔离测试的方法。具体做法是,在驱动级与末级功放之间设置一个隔离点,例如在两级之间的耦合电容处断开连接。然后,直接向末级功放的输入端注入一个已知特性的测试信号,如正弦波信号。通过测量末级功放的输出信号,就可以单独评估末级功放的性能,而不受驱动级的干扰。
在注入信号时,要注意信号的幅度和频率应在末级功放的正常工作范围内。同时,使用高质量的信号发生器和测量仪器,以确保测试信号的准确性和测量结果的可靠性。例如,若要测试末级功放的频率响应特性,可以注入不同频率的正弦波信号,测量在各个频率点上的输出幅度,从而绘制出频率响应曲线。
对比测试法
对比测试法是一种有效的排除驱动级影响的手段。具体操作是,先搭建一个仅包含驱动级的测试电路,对驱动级的性能进行单独测试和分析。然后,再搭建完整的两级功放电路,进行整体测试。通过对比两次测试的结果,就可以判断驱动级对整个两级功放性能的影响程度。
在测试驱动级时,可以关注其增益、失真、输出阻抗等参数。若驱动级的增益不稳定,可能导致末级功放输入信号的幅度波动,影响末级功放的输出性能。通过对比测试,若发现整体测试结果与驱动级单独测试结果存在较大差异,就需要进一步检查驱动级与末级功放之间的匹配问题,如阻抗匹配、信号电平匹配等。
负载模拟与匹配
在两级功放测试中,负载的特性对功放性能的影响不容忽视。为了准确评估末级功放的性能,需要使用合适的负载模拟器,模拟实际负载的阻抗特性。同时,要确保驱动级与末级功放之间、末级功放与负载之间的阻抗匹配良好。
如果阻抗不匹配,会导致信号反射,影响功放的输出功率和效率,甚至可能损坏功放器件。例如,在音频功放测试中,通常使用扬声器模拟器来模拟实际扬声器的阻抗特性。通过调整负载模拟器的参数,使其与实际负载阻抗一致,可以更真实地测试末级功放的性能,排除因负载不匹配而导致的测试误差。
电源稳定性的保障
稳定的电源是功放正常工作的重要前提。在两级功放测试中,电源的波动可能会对驱动级和末级功放产生不同程度的影响,从而干扰测试结果。因此,要使用高质量的稳压电源,并采取有效的滤波措施,确保电源的稳定性。
可以在电源输入端和功放电路的电源引脚处分别接入合适的滤波电容,以减少电源中的纹波和噪声。同时,要注意电源的功率容量是否满足功放的需求,避免因电源功率不足而导致功放工作异常。例如,若电源纹波过大,可能会在功放输出信号中引入额外的噪声,影响对功放信噪比等性能指标的测试结果。