功率放大器方案范文

2024-04-20

功率放大器方案范文第1篇

答:这是因为放大器工作在丙类状态时,其集电极电流将是失真严重的脉冲波形,如果采用非调谐负载,将会得到严重失真的输出电压,因此必须采用谐振回路作为集电极的负载。调谐在信号频率上集电极谐振回路可以将失真的集电极电流脉冲中的谐波分量滤除,取出其基波分量,从而得到不失真的输出电压。 2.已知谐振功率放大器输出功率Po=4W,ηC=60%,VCC=20V,试求Pc和Ic0。若保持Po不变,将ηC提高到80%,试问Pc和Ic0减小多少? 解:已知Po=4W,ηC=60%,VCC=20V,则

PDC=Po/ηC =4/0.6≈6.67W Pc= PDC -Po=6.67-4=3.67W Ic0= PDC / VCC =6.67/20(A) ≈333.3mA 若保持Po不变,将ηC提高到80% ,则

Po/ηC-Po=4/0.8-4=5-4=1W 3.67-1=2.67W

(A)=83mA 3.已知谐振功率放大器VCC=20V,Ic0=250mA,Po=4W,Ucm=0.9VCC,试求该放大器的PDC、Pc、ηC和Ic1m为多少?

解:已知VCC=20V,Ic0=250mA,Po=4W,Ucm=0.9VCC,则

PDC= VCC× Ic0=20×0.25=5W Pc= PDC-Po=5-4=1W ηC = Po / PDC =4/5=80% Ucm=0.9VCC=0.9×20=18V Ic1m=2Po /Ucm=2×4/18≈444.4mA 1 4.已知谐振功率放大器VCC=30V,Ic0=100mA,Ucm=28V,θ=600,g1(θ)=1.8,试求Po、RP和ηC为多少?

解:已知VCC=30V,Ic0=100mA,Ucm=28V,θ=600,g1(θ)=1.8,则

PDC= VCC× Ic0=30×0.1=3W ξ=Ucm / VCC=28/30≈0.93 ηC=g1(θ)ξ=×1.8×0.93=83.7% Po =ηC×PDC =0.837×3≈2.51W 由于,则

156.2Ω

5.某谐振功率放大器,原工作于过压状态,现分别调节Rp、VCC、VBB和Uim使其工作于临界状态,试指出相应Po的变化。

解:调节Rp:减小Rp,可以使谐振功放从过压状态转换为临界状态,对照图8.3 相应的输出功率Po将增大。

调节VCC:增大VCC,可以使谐振功放从过压状态转换为临界状态,此时的集电极电流的将最大值Ic1m增大,而

,但Rp并未变化,所以Po增大。

调节VBB:减小VBB,放大器可从过压状态转换为临界状态,但θ值减小,脉冲电流基波分解系数α1(θ)减小,Ic1m减小,所以Po减小。

调节Uim:减小Uim,放大器可从过压状态转换到临界状态,输出功率Po亦减小,其机理与VBB减小相似。

6.谐振功率放大器原来工作在临界状态,若集电极回路稍有失谐,放大器的Ic0、Ic1m将如何变化?Pc将如何变化?有何危险?

解:工作在临界状态的谐振功率放大器,若集电极回路失谐,等效负载电阻Rp将减小,放大器的工作状态由临界变为欠压,Ic0、Ic1m都将增大,另外,由于集 2 电极回路失谐,iC与uCE不再是反相,即iC的最大值与uCE最小值不会出现在同一时刻,从而使管耗Pc增大,失谐过大时可能损坏三极管。

7.设两个谐振功率放大器具有相同VCC,它们的输出功率分别为1W和0.6W。若增大Rp,发现其中Po=1W的放大器的输出功率明显增大,而Po=0.6W的放大器的输出功率减小,试分析原因。

解:Po=1W的放大器原工作于欠压状态,当其Rp增大时,放大器将由原欠压状态过渡到临界状态,故Po明显增大。

Po=0.6W的放大器,原工作于临界或过压状态,当其Rp增大时,则相对应的有两种情况:一是由原临界状态过渡到过压状态,输出功率下降;二是由原过压状态变为更深的过压状态,输出功率下降。

8.若两个谐振功率放大器电路具有相同的回路元件参数,其输出功率Po分别为1W和0.6W。若同时增加两放大器的电源电压,发现原输出1W的放大器功率增加不明显,而另一放大器输出功率增加比较明显,试问为什么?若要增加输出为1W的放大器的输出功率Po,问还需要采取什么措施(不考虑功率管的安全问题)? 解:当VCC增加时,Po1(1W)增加不明显,Po2(0.6W)增加明显,说明输出1W的放大器工作于临界或欠压状态,而输出为0.6W的放大器工作于过压状态。为了提高Po1还需:或增大负载等效电阻Rp,或增大基极偏置电压VBB,或增大激励信号电压幅值Uim。

9.采用两管并联运用的谐振功率放大器,当其中一管损坏时,发现放大器的输出功率约减小到原来的1/4,且管子发烫,试指出放大器原来的工作状态。若输出功率基本不变,试问原来又工作在什么状态。

解:谐振功率放大器原工作在临界状态。若输出功率基本不变,则放大器原来工作在过压状态。

10.一单管谐振功率放大器,已知输出功率Po=1W,现用两管并联代替单管,并维持Rp、VCC、VBB和Uim不变,发现放大器工作在临界状态。试指出放大器原来的工作状态,估算两管并联运用后的输出功率。

解:假设两管的参数一致,则流过等效负载上的电流Ic1m加倍,因而输出电压幅值Ucm=Ic1mRp也加倍,输出功率

为原来4倍,即:

=4Po=4W。对于每一个放大器来说,相当于等效负载Rp加倍,由于现在放大器工作在临界状态,所以放大器原来工作在欠压状态。在其它条件不变的情况下,对于每一个放大器来说,等效负载Rp增大,Ic1m略有下降,故

<4W。

3 11.在图8.8所示的谐振功率放大器中,测得Ic0=100mA、Ib0=5mA、IA=500mA,放大器工作于临界状态。若改变VCC、VBB和Uim中某一电压量,则发现各电表读数发生如下变化:

(1)Ic0=70mA、Ib0=1mA、IA=350mA (2)Ic0=70mA、Ib0=10mA、IA=350mA (3)Ic0=105mA、Ib0=7mA、IA=520mA

试问上述三种情况各为改变哪一电压量而发生的?各处于何种工作状态(欠压、临界、过压)?

解:(1)VBB减小或Uim减小,工作于欠压状态;(2)VCC减小,工作于过压状态;(3)VBB增大或Uim增大,工作于过压状态。

12.谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率Po =5W。已知VCC =24V,VBB = Uth(管子截止电压),Rp=53Ω,集电极电流为余弦脉冲,试求电源供给功率PDC,集电极效率ηC。 图8.8 解:由题可知,θ=90o,由图8.2可知α0(90o)=0.32,α1(90o)=0.5。

(A)=434.4mA

278(mA)

PDC=VCCIc0=24×0.278=6.67(W) ηC= P0 / PDC =5/6.67=75% 4 13.已知丙类二倍频器工作在临界状态,且VCC=20V,Ic0=0.4A,Ic2m=0.6A,Uc2m=16V,试求Po2和ηC2?

解:已知VCC=20V,Ic0=0.4A,Ic2m=0.6A,Uc2m=16V,则

=4.8(W)

PDC=VCCIc0=20×0.4=8(W) ηC2= Po2/ PDC =4.8/8=60% 14.图8.9(a)为谐振功率放大器的原理电路图,试指出该电路中的错误,予以改正并说明原因。

解:图8.9(b)示出了一种改正的电路图。

(1)V1输入端,增加C4,为高频旁路电容,使输入高频信号减小损耗。 (2)V1输出端,取消C1,使集电极直流通路得到建立;增加高频旁路电容C5,形成高频通路。

(3)V2输入端,增加耦合电容C6,也使本级基极与VCC隔离;增加RFC3的一方面使V2基极为高频高电位,另一方面也使V2输入端的直流通路得到建立,C7为高频旁路电容。

(4)V2输出端,增加隔直电容C8和高频旁路电容C11;C9和L3为天线回路元件。

RFC4与RFC5使V

1、V2二级与直流电源间高频隔离。

图8.9 15.谐振功率放大器工作频率f=2MHz,实际负载RL=80Ω,所要求的谐振阻抗RP=8Ω,试求决定L形匹配网络的参数L和C的大小? 解:由于RL>RP,则应选择高阻变低阻L型匹配网络

H

pF 16.谐振功率放大器工作频率f=8MHz,实际负载RL=50Ω,VCC=20V,Po=1W,集电极电压利用系数为0.9,用L形网络作为输出回路的匹配网络试计算该网络的参数L和C的大小?

解:已知RL=50Ω,VCC=20V,Po=1W,及ξ=Ucm / VCC=0.9,可得

Ucm=ξVCC=0.9×20=18V

6 由于RP>RL,应选择低阻变高阻L型匹配网络

pF

H 17.试求图9.11所示传输线变压器阻抗变换比Ri: RL和传输线变压器Tr1的特性阻抗Zc1及Tr2的特性阻抗Zc2(Tr1与Tr2的变压比均为1:1)。

解:(1)计算阻抗变换比,认为传输线变压器具有无耗短线的传输特性,则有

U13= U24,U57= U68 又 U24= U68 则 U13= U24= U57= U68= U 根据变压器性能,有

I12= I43,I56= I87 又 I43= I56 则 I12= I43= I56= I87= I 由图8.10可知 图8.10 Ri= U17/ I12=(U13+ U57)/ I12=2 U / I RL= U24/ I28= U/(I12+ I56)= U /(2 I) 7 则 =4:1 (2)求特性阻抗

Zc1= U13/ I12= U/ I=2 RL Zc2= U57/ I56= U/ I=2 RL 18.在图9.12(a)所示电路中,R1= R2= R3= R4,Rs=50Ω,信号源向网络提供的功率为100W,试指出R1~ R4电阻上的电流方向,计算R1~ R4各电阻所得的功率,计算Rd1~ Rd

3、R1~ R4各电阻的数值。

解:该电路为同相分配电路,输入功率由Tr1分配给Tr2和Tr3,Tr2和Tr3又将其所得功率同相分配给R

1、R2和R

3、R4。由此并参见图8.11(b),可得

Rd1=4 Rs=4×50=200Ω

Ra1= Rd1/2=100Ω

Rd2=4 Ra1=4×100=400Ω R1= R2= Rd2/2=200Ω 同理

Rd3=400Ω R3= R4=200Ω

R1~ R4中的电流流向如图8.11(b)中箭头所示(也可为相反流向)。 Rd

1、Rd2 Rd3的功率为 PRd1= PRd2= PRd3=0 Tr

2、Tr3的输入功率为

P2= P3=1/2×100=50W 所以R

1、R

2、R

3、R4的功率分别为

功率放大器方案范文第2篇

利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。 编辑本段

二、功率放大器种类

传统的数字语音回放系统包含两个主要过程:

(1)数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现;

(2)利用模拟功率放大器进行模拟信号放大,如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期,许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器,这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换,这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。

1、A类放大器

A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作,也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单,调试方便。但效率较低,晶体管功耗大,功率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真。 由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。

2、B类放大器

B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示),所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时,

Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。

3、AB类放大器

AB类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。

4、D类放大器

D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点.数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成.D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。

1. 具有很高的效率,通常能够达到85%以上。

2. 体积小,可以比模拟的放大电路节省很大的空间。

3. 无裂噪声接通

4. 低失真,频率响应曲线好。外围元器件少,便于设计调试。

A类、B类和AB类放大器是模拟放大器,D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真,频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式。

5、T类放大器

T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同,功率晶体管也是工作在开关状态,效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是:

1、它不是使用脉冲调宽的方法,Tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing (DPP)”的数字功率技术,它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后,用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。

2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的,无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内,而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。

3、此外,T类功率放大器的动态范围更宽,频率响应平坦。DDP的出现,把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在高保真方面,线性度与传统AB类功放相比有过之而无不及。

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三、功率放大器的组成

射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功

率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。

射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。 编辑本段

四、功率放大器选购

[1]选择功率放大器的时候,首先要注意它的一些技术指标:

1、输入阻抗:通常表示功率放大器的抗干扰能力的大小,一般会在5000-15000Ω,数值越大表示抗干扰能力越强;

2、失真度:指输出信号同输入信号相比的失真程度,数值越小质量越好,一般在0.05%以下;

3、信噪比:是指输出信号当中音乐信号和噪音信号之间的比例,数值越大代表声音越干净。

另外,在选购功率放大器的时候还要明确自己的购买意愿,如果您希望加装低音炮,最好购买5声道的功放,通常2声道和4声道扬声器只能推动前后扬声器,而低音炮只能再另配功放,5声道功放就可以解决这个问题,功率放大器的输出功率也要尽量大于扬声器的额定功率。 编辑本段

五、功率放大器原理

高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在 “低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于 180o;丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外,又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高,

理论上可达100%,但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率)的限制。如果在电路上加以改进,使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小,则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。我们已经知道,在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率,必须采用低频功率放大器,而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高,但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大,决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低,但相对频带宽度却很宽。例如,自20至 20000 Hz,高低频率之比达 1000倍。因此它们都是采用无调谐负载,如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高(由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz),但相对频带很窄。例如,调幅广播电台(535-1605 kHz的频段范围)的频带宽度为 10 kHz,如中心频率取为 1000 kHz,则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高,则相对频宽越小。因此,高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点,使得这两种放大器所选用的工作状态不同:低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类(限于推挽电路)状态;高频功率放大器则一般都工作于丙类(某些特殊情况可工作于乙类)。近年来,宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器,它不采用选频网络作为负载回路,而是以频率响应很宽的传输线作负载。这样,它可以在很宽的范围内变换工作频率,而不必重新调谐。综上所述可见,高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大,效率高;它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同,因而负载网络和工作状态也不同。

高频功率放大器的主要技术指标有:输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度(或信号失真度)等。这几项指标要求是互相矛盾的,在设计放大器时应根据具体要求,突出一些指标,兼顾其他一些指标。例如实际中有些电路,防止干扰是主要矛盾,对谐波抑制度要求较高,而对带宽要求可适当降低等。功率放大器的效率是一个突出的问题,其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。放大器的工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。为了提高放大器的工作效率,它通常工作在乙类、丙类,即晶体管工作延伸到非线性区域。但这些工作状态下的放大器的输出电流与输出电压间存在很严重的非线性失真。低频功率放大器因其信号的频率覆盖系数大,不能采用谐振回路作负载,因此一般工作在甲类状态;采用推挽电路时可以工作在乙类。高频功率放大器因其信号的频率覆盖系数小,可以采用谐振回路作负载,故通常工作在丙类,通过谐振回路的选频功能,可以滤除放大器集电极电流中的谐波成分,选出基波分量从而基本消除了非线性失真。所以,高频功率放大器具有比低频功率放大器更高的效率。高频功率放大器因工作于大信号的非线性状态,不能用线性等效电路分析,

工程上普遍采用解析近似分析方法——折线法来分析其工作原理和工作状态。这种分析方法的物理概念清楚,分析工作状态方便,但计算准确度较低。以上讨论的各类高频功率放大器中,窄带高频功率放大器:用于提供足够强的以载频为中心的窄带信号功率,或放大窄带已调信号或实现倍频的功能,通常工作于乙类、丙类状态。宽带高频功率放大器:用于对某些载波信号频率变化范围大得短波,超短波电台的中间各级放大级,以免对不同fc的繁琐调谐。通常工作于甲类状态。 编辑本段

六、功率放大器的性能指标

无论AV放大器和Hi-Fi功放对功率放大器要求十分严格,在输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗和阻尼系数等方面都有明确要求。

(一)、输出功率

输出功率是指功放电路输送给负载的功率。目前人们对输出功率的测量方法和评价方法很不统一,使用时注意。

1、额定功率(RMS)

它指在一定的谐波范围内功放长期工作所能输出的最大功率(严格说是正弦波信号)。经常把谐波失真度为1%时的平均功率称为额定输出功率或最大有用功率、持续功率、不失真功率等。很显然规定的失真度前提不同时,额定功率数值将不相同。

2、最大输出功率

当不考虑失真大小时,功放电路的输出功率可远高于额定功率,还可输出更大数值的功率,它能输出的最大功率称为最大输出功率,前述额定功率与最大输出功率是两种不同前提条件的输出功率

3、音乐输出功率(MPO)

音乐输出功率MPO是英文Music Power Outpur的缩写,它是指功放电路工作于音乐信号时的输出功率,也就是输出失真度不超过规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。

音乐输出功率可以用来评价功放的动态听音效果,例如在平稳的音乐过程后面突然出现了冲击性强的打击乐器声音,有的功放电路可在瞬间提供很大的输出功率给以力度感有使不完的劲;有的功放却显得力不从心底气不足。为了反映这瞬间突发性输出功率的能力可以用音乐输出功率来量度。

4、峰值音乐输出功率(PMPO)

它是最大音乐输出功率,是功放电路的另一个动态指标,若不考虑失真度功放电路可输出的最大音乐功率就是峰值音乐输出功率。

通常峰值音乐输出功率大于音乐输出功率,音乐输出功率大于最大输出功率,最大输出功率大于额定输出功率,经实践统计,峰值音乐输出功率是额定输出功率的5-8倍。

(二)、频率响应

频率响应反映功率放大器对音频信号各频率分量的放大能力,功率放大器的频响范围应不低于人耳的听觉频率范围,因而在理想情况下,主声道音频功率放大器的工作频率范围为20-20kHz。国际规定一般音频功放的频率范围是40-16 kHz±1.5dB。

(三)、失真

失真是重放音频信号的波形发生变化的现象。波形失真的原因和种类有很多,主要有谐波失真、互调失真、瞬态失真等。

(四)、动态范围

放大器不失真的放大最小信号与最大信号电平的比值就是放大器的动态范围。实际运用时,该比值使用dB来表示两信号的电平差,高保真放大器的动态范围应大于90 dB。

自然界的各种噪声形成周围的背景噪声,而周围的背景噪声和演奏出现的声音强度相差很大,在通常情况下,将这个强度差称为动态范围,优良音响系统在输入强信号时不应产生过载失真,而在输入弱信号时,有不应被自身产生的噪声所淹没,为此好的音响系统应当具有较大的动态范围,噪声只能尽量减少,但不可能不产生噪声。

(五)、信噪比

信噪比是指声音信号大小与噪声信号大小的比例关系,将攻放电路输出声音信号电平与输出的各种噪声电平之比的分贝数称为信噪比的大小。

(六)、输出阻抗和阻尼系数

1、输出阻抗

功放输出端与负载(扬声器)所表现出的等效内阻抗称为功放的输出阻抗。

2、阻尼系数

阻尼系数是指功放电路给负载进行电阻尼的能力。 编辑本段

七、功率放大器术语详解

工作范围

工作范围是指功率放大器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度,即功率放大器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围,单位Hz(赫兹)。放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。

工作模式

功率放大器的工作模式主要有以下几种:

时分双工(TDD)模式:

在TDD模式的移动通信系统中,接收和传送在同一频率信道(即载波)的不同时隙,用保证时间来分离接收和传送信道。

TDD系统有如下特点:

(1)不需要成对的频率,能使用各种频率资源,适用于不对称的上下行数据传输速率,特别适用于IP型的数据业务;

(2)上下行工作于同一频率,电波传播的对称特性使之便于使用智能天线等新技术,达到提高性能、降低成本的目的;

时分多址(TDMA)模式:

TDMA是时分多址(Time Division Multiple Access)的英文缩写。同一频率的载波在某一特定时间内,分成若干相等的小时间段,供多个不同号码的用户使用不同的小时间段来实现连接的通信方式。简而言之,它是将一个狭窄的无线频道分割成框架性的时间片断(特别是3和8),并将每一个时间片断分配给每一个用户的数字无线技术。

传输增益

指放大器输出功率和输入功率的比值,单位常用“dB”(分贝)来表示。功率放大器的输出增益随输入信号频率的变化而提升或衰减。这项指标是考核功率放大器品质优劣的最为重要的一项依据。该分贝值越小,说明功率放大器的频率响应曲线越平坦,失真越小,信号的还原度和再现能力越强。

输出功率

功率放大器的功率指标严格来讲又有标称输出功率和最大瞬间输出功率之分。前者就是额定输出功率,它可以解释为谐波失真在标准范围内变化、能长时间安全工作时输出功率的最大值;后者是指功率放大器的“峰值”输出功率,它解释为功率放大器接受电信号输入时,在保证信号不受损坏的前提下瞬间所能承受的输出功率最大值。

接收增益

增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距离越远。而功率放大器的接收增益值越大,则接收性能越强。

避雷保护

常见的直击避雷保护措施:

① 避雷针:避雷针用来保护工业与民用高层建筑以及发电厂、变压所的屋外配电装置、输电线路个别区段、在雷电先导电路向地面延伸过程中,由于受到避雷针畸变电路的影响,会逐渐转向并击中避雷针,从而避免了雷电先导向被保护设备,击毁被保护设备和建筑的可能性。由此可见,避雷针实际上是引雷针,它将雷电引向自己,从而保护其它设备免遭雷击。

② 避雷线:避雷线也叫架空地线,它是沿线路架设在杆塔顶端,并具有良好接地的金属导线,避雷线是输电线路的主要防雷保护措施。

③ 避雷带、避雷网:在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击部位敷设的金属网格,主要用于保护高大的民用建筑。

浪涌保护

浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。

浪涌保护器,也叫信号防雷保护器,是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。 编辑本段

八、阻抗匹配及防护措施

对于主要作用是向负载提供功率的放大电路通常称为功率放大电路,其主要特点如下:一是输出功率是指交变电压和交变电流的乘积,即交流功率;二是交流功率是在输入为正弦波、输出波形基本不失真时定义的;三是输出功率大,因而消耗在电路内的能量和电源提供的能量也大;四是晶体管常常工作在极限应用状态,由此要考虑必要的散热措施和过电流、过电压的保护措施。下面就功率放大器的阻抗匹配及防护措施作以扼要介绍。

1、功率放大器的阻抗匹配

在所有电子音像设备中,都有一个功率输出的最佳方案问题,即为了获得最大的功率输出而又不增加电路的投资经费,这就是功率放大器与扬声器系统的最佳组合。

功率放大器组合的目的是为了达到最小的设备投资而获得最大的功率输出,以图1互补型功率放大电路为例:和为功放朱级,工作于低偏置甲乙类互补状态。它的输出功率近似于乙类状态。

为了达到最大输出功率,所以负载的大小应该使功率管的电流输出和电压输出的乘积最大,这时的状态称为功率匹配状态。在音响设备的扬声器系统中音响的输出阻抗应为扬声器组合状态的总阻抗,这样音响的输出功率才是标明的额定标准功率,否则音响的输出功率就达不到要求。

例如:音响标准接头上标明是4Ω、100W,那么该接头上的阻抗就是两个8Q扬声器的并联,每个扬声器可得到50W,这样综合扬声器系统,就是4Ω、100W,否则不能实现100w的功率输出。

2、功率放大器的防护

功率管是功率放大电路中最容易受到损坏的器件,损坏的大部分原因是由于管子的实际耗散功率超过了额定数值。另外,若功率放大器与扬声器失配或扬声器使用中长期过载,也极易损坏扬声器(或音箱),因此,在音响设备中,防护的目的是保护昂贵的功放和扬声器,所以对电源、功放、音箱的过载和短路保护是完全必要的。

1).电源保护:

图2是分立元件稳压电路,电路中Ri的是过载电流取样电阻,当其电压大于0.7V时,V13导通,集电极电位下降,调整管V11断开,限制电源输出电流。

图3是可调输出电压模块,功耗达70W,电流可达10A,电压调整率为20.8%,输出电压为1.25~15V,且有短路保护。

当使用开关电源时(例如芯片CWl225),则有专门的保护控制端第⑩脚,只要输入过电流或过电压信号,即可达到保护目的。

2).功放级晶体管保护:

功率放大晶体管除在使用中必须注意环境温度及选用合适的散热器外,主要是考虑过电流和过电压保护问题,目前应用的集成电路都设有限流保护和热切断保护功能(如HAl350、HA2

211、LM2879等),所以在自制功放时须注意过压保护,如图4所示。依靠R内(电源内阻)和Vl、V2的击穿,使过电压不能升高而保护Vl、V2。

3).音箱扬声器系统保护:

音响系统的保护有两种意义:一种是音响扬声器的过载;另一种不是音频功率的过大、而是直流电位的偏移,导致无电容隔离的OCL或BTL电路扬声器烧毁。过载时,功放电路已经有保护无须另外考虑,这里仅介绍直流偏移组合音响保护电路。

图5为组合音响保护电路。从图中可以看出,当左、右声道送入音箱的声音信号,经过R

1、R2被电容C

2、C3旁路而无直流偏移时,整流桥无

直流输出,V11截止,V

12、V13导通,继电器K吸合,左、右声频信号经保险丝F输出;当存在直流偏移时,整流桥输出使V11导通,V

12、V13截止,继电器K释放切断了音频信号,保护音箱。

电路中C

2、C3是滤波电容,C4具有开关机时延时接通音箱功能,避免开机时的冲击噪声,V则具有短路K的断电反电动势作用,保护V

12、V13晶体管。

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九、功率放大电流的特点

对功放电路的了解或评价,主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。

1、为得到需要的输出功率,电路须选集电极功耗足够大的三极管,功放管的工作电流和集电极电压也较高。电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。由于电路中功放管工作状态常接近极限值,所以功放电流调整和使用时要小心,不宜超限使用。

2、从能耗方面考虑,功放输出的功率最终是由电源提供的,例如收音机中功放耗电要占整机的2/3,因此要十分注意提高电路效率,即输出功率与耗电功率的比值。

3、功放电路的输入信号已经几级放大,有足够强度,这会使功放管工作点大幅度移动,所以要求功放电路有较大的动态范围。功放管的工作点选择不当,输出会有严重失真。

国内和国际功率放大器厂商:

1. 北京琅拓科电子设备有限公司是专业生产射频及微波功率放大器的厂商,其频率覆盖100KHz 到18GHz,功率从1W - 1KW不等,同时接受其他公司的订购。

功率放大器方案范文第3篇

1 BTL电路的基本结构和工作原理

BTL功放电路又称桥式平衡功放电路。实质上它是两个特性对称的OCL放大器的组合, 其基本电路是用一组电源供电, 把两个OCL放大器的功率输出管组成桥式接法, 四只功率管分别是桥的四臂, 静态时, OCL电路相互对称, 因而电桥处于平衡状态, 所以负载上无直流电流流动, 从而可以不接输出电容而采用直接耦合。

动态时, 输入信号由倒向电路分离, 在同一时间内分别输出正负半周信号去推动这两组输出电路。BTL的最大输出功率是OCL电路的四倍, 当然理论数值实际上还要考虑到管子的饱和压降, 发射极电阻的损耗等。

BTL电路的电流利用率高, 可在低电源电压下得到较大的输出功率。电路的输出中点。即扬声器中心始终保持零电位, 因而, 电冲击比其他无变压器电路要小得多。此外, 由于电路的对称性, 使的同相输入干扰能基本上互相抵消, 把偶次谐波干扰也减到最小程度, 电路的交流声和失真度极小。但是工作时流过负载的电流是OTL电路的2倍, 所以对电源的要求很高, 要求电源的内阻rm要很小。

2 几种常见的BTL电路

在BTL电路中, 要求左右两路放大器的对称性要好, 所以往往采用集成功放来完成。

(1) C-E分割倒相式BTL电路。

它利用VT1集电极与发射极输出信号反相的特点完成BTL电路的倒相作用。这时, E极输出阻抗小而C极输出阻抗大, 应而, 这种倒相电路的一致性较差。但由于后级采用了高输入阻抗的集成功率放大器, 所以影响不是很大。

(2) 差分放大倒相BTL电路。

它利用差分放大器作BTL的倒相电路。这是一个单端输入, 双端输出的差分电路。其双端输出信号反相, 分别推动两路功放电路。这种电路倒相质量高, 信号一致性好, 电路增益较高, 且噪声, 相移, 失真均较小。

(3) 自倒相BTL电路。

由于集成功率放往往采用差分放大器作电路的输入级, 因而, 具有同相和反相两个输入端 (一般使用同相输入端) 。把地一集成功放的同相输出信号, 通过电位器Rp和R分压, 由C耦合至第二集成功放的反相输入端, 通过Rp控制输入信号的强弱, 使集成功放输出电压相等, 从而构成了利用集成功放的自倒相BTL电路。这种电路结构简单, 但噪声和失真稍大。

3 AV-3是蚬华 (SMC) 环绕声功率放大器, 这里主要介绍其主功放电路的结构和工作原理

该机的主功放电路为了适应环绕声的五路信号输入, 分别设置了五路功率放大器, 根据输入信号的性质, 这五路功率放大器分别称作左声道功率放大器, 右声道功率放大器, 中置声道功率放大器, 后左环绕声道功率放大器和后右环绕声道功率放大器。这五个功率放大器分别由STK4241V和STK400-040两快厚膜功放集成电路来承担放大任务。

STK4241V功放集成电路。Stk4241V是日本三洋公司出品的双声道功率放大厚膜集成电路, 它具有输出功率, 失真小, 性能稳定等特点, 当工作电压为±66V时, 每声道的输出功率为120W (8Ω负载) , 失真度约为0.8‰。其内部结构电路, 它由两个完全相同的OCL放大电路组成。其中, VT1、VT2是前置差分放大级;VT4、VT5组成镜像恒流源电路, 作为前置放大级的负载VT3级成恒流源, 称定前置级的工作点;VT6是推动激励级;C1、C3、C4几防自激的补偿电容;VT8、VT9和VT10、VT11组成推挽互补形成的复合功率放大级;VT7、R2、R3构成恒压限流保护电路, 既给互补功放管一个稳定的偏置, 又防止功放管因电流过大而损坏;VT12构成电子滤波器, 使前置级和推动激励级工作更加稳定;VT13是功放电路的静噪控制管, 当有静噪控制电压输入VT13基极时, VT 13导通, 使VT1 2截止, 电子滤波器没有电压输出, 功率放大器的前置级和推动激励级不工作, 电路就进入静噪状态。

STK400-040也是日本三洋公司出品的三声道功率放大厚膜集成电路, 当工作电压为V±25V时, 每声道的输出功率为25W (6Ω负截) , 失真度约为0.4%。其内部结构, 它由三个完全相同的OCL放大电路级成, 以中间声道的放大器为例, VT1、VT2为前置差分放大级;VT3为恒流源电路, 为VT1、V T2提供工作电流;V T 4为推动激励级;VT5构成恒压电路, 为互补功放级提供偏压;VT6是另一恒流源电路, 作为VT4的负截;VT7、VT8、VT10组成互补推功放电路。

4 结语

如果仅从对功率放大器性能的完美追求上去考虑, 我们还可以把许多只功率放大管并联起来工作获得更高的性能。然而这乃是在用高投入成本来获得实际效果增加不多的笨蛋干法。事实上, 当人们把功率放大器的输出功率制做得很巨大时, 它也成为中高音单元喇叭的致命杀手!而且使用级后分频方式, 在使用到高中低三个单元喇叭的情况下就开始明显表现不佳, 级后分频方式仅能在二分频情况下表现得比较良好。只有改为采用级前分频方式来设计制作音频功率放大器, 我们才能从根本上克服级后分频的缺点, 并根据不同工作频带范围要求选用适合的器件, 以最少的制造成本获得最高的效果。

摘要:BTL功率放大器的基础是OCL电路, 差分放大OCL电路有良好的温度稳定特性, 对OCL的输出中点起到了良好的稳定作用。在OCL电路的基础上加以改进, 用两个性能完全相同对称的OCL电路加以组合构成了桥式平衡功放电路, 使得功放电路的性能如:输出的灵敏度、信号的噪声比、输出功率有了很大的改进。

关键词:BTL功率放大器,TDA2030A

参考文献

[1] 张兴龙.电子技术基础[M].高等教育出版社.

[2] 杨帮文.新型实用功率放大电路集锦[M].人民邮电出版社.

功率放大器方案范文第4篇

正弦稳态电路的重要用途之一就是传递能量,因此,有关正弦稳态电路功率的概念和计算是正弦稳态电路分析的重要内容。

学生在学本知识点前,已经学习了正弦量的基本概念、正弦量的有效值、复数的基本运算、相量表示法、基尔霍夫定律的相量形式、电路元件伏安关系的相量形式、阻抗和导纳、相量分析法等知识点。

二、教学目标

1、知识目标:

(1) 理解有功功率、无功功率的概念; (2) 理解无功功率并不等于无用功率; (3) 了解无功功率的危害;

(4) 理解有功功率、无功功率和复功率的关系; (5) 会计算有功功率、无功功率。

2、能力目标:

(1) 从一则寓言故事《小猴子摘桃》激发学生对“无功而返”的思考,对无功功率的讲解埋下伏笔,使学生更深刻理解无功功率的危害和作用,让学生更深刻地理解电网中的无功功率主要构成,通过对无功功率和有功功率的学习和思考,进一步提高电力工程中实际问题的分析能力。

(2) 通过对有功功率的推导,对有功功率、无功功率的计算,以及它们和复功率的关系、复功率的计算等,增加学生的数学建模能力和运算能力。

3、情感目标:

(1) 通过无功功率和寓言故事的类比,体会“无功而返”这个成语,培养学生的知识类比以及哲学思考能力。

(2) 为了计算有功功率和无功功率,引入了复功率的概念,计算可以获得简化。计算了复功率,也就得到了有功功率和无功功率,通过学习,使学生在处理复杂运算问题时学会采用的一种化繁为简的思想。

三、 教学重点与难点

1、重点

(1) 有功功率的来源。 (2) 无功功率不等于无用功率。

2、难点

(1) 有功功率的推导。 (2) 无功功率不等于无用功率

(3) 利用复功率,可以简化有功功率和无功功率的计算。

四、 教学方法

1、 引入

通过《小猴子摘桃》寓言故事,阐述无功而返成语含义,并引入本知识点,主要阐述功率可以属于有功功率也可以属于无功功率。

2、 本节讲授

(一) 有功功率的推导,无功功率的定义,以及在工程领域中的应用; (二) 讲授利用复功率来计算有功功率、无功功率。

3、 总结

有功功率和无功功率是正弦稳态电路分析中的一个知识重点,也是知识难点。电功率可以做功,也可以不做功。

功率放大器方案范文第5篇

在手持光功率计中, 不确定度与功耗是两个重要参数。目前市场上大多数采用常规放大器进行信号放大, 单片机进行数据处理, 采用这种设计的光功率计动态范围小, 并存在换档误差, 不确定度较大, 软硬件较复杂, 功耗较高。为此基于对数放大器的低功耗手持光功率计选用对数放大器进行信号放大, 并使用低功耗MSP430单片机进行数据处理这一方案。

1 工作原理

基于对数放大器的低功耗手持光功率计的工作原理如图1所示, 被测光经过光探测器转变为光电流, 再经过对数放大器, 得到对数关系的电压值, 然后将该值送入A/D进行转换, 就可得到表示功率大小的数字量, 由MSP430单片机进行数据处理后, 将该数据送入LCD显示。

2 硬件设计与实现

2.1 光电探测器

光电探测器是将光信号转换成电信号, 转换出来的光电流大小与光信号的强度成正比。基于对数放大器的低功耗手持光功率计采用InGaAs-PIN光电二极管, 该光电二极管的光响应度为0.85A/W, 波长范围为1100nm~1700nm。

2.2 对数放大器

光功率是光在单位时间内所做的功。光功率单位常用毫瓦 (mw) 和分贝 (db) 表示。其中两者的关系为:1mw=0db, 而小于1mw的分贝为负值, 计算方法如公式1所示。

由公式 (1) 可以得知, 功率值P与W成对数关系, 因此如果采用普通放大器, 将要在处理器中进行繁琐的对数运算。

对数放大器输入与输出成对数关系, 提高了输入信号的动态范围。基于对数放大器的低功耗手持光功率计采用TI公司生产的高精度对数放大器LOG114。LOG114提供8个数量级的动态范围 (相当于27位, 100pA至10mA的输入范围) 和通过完整测试的对数功能, 无需外部组件配合。

2.3 单片机控制系统

MSP430系列单片机是美国德州仪器公司推出的16位超低功耗、高性能的产品。它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点, 有很高的性价比。低功耗手持光功率计使用外部振荡源 (低速晶体32768Hz) 提供时钟信号。

A/D转换部分采用MSP4 30单片机的A/D模块进行A/D转换, 该A/D模块是具有采样保持的12位200kbps的A/D转换器。整机的主要功耗集中在MSP430上, 而MSP430本身功耗极低, 从而使得整机的功耗极低。

3 系统软件设计

由于采用对数放大器, 大大简化了软件的程序量。只需要对A/D进行采集后数据处理后送入显示即可。

由于光电二极管的噪声和A/D采样误差都会对最后的功率值带来一定的干扰。为了减少这些干扰, 除了在硬件上使用低通滤波以外, 在软件也采用滑动滤波减少干扰。

先在RAM建立一个数据缓冲区, 依顺序存放N个采样数据, 每采样一个新的数据, 就将最早一次数据丢掉, 而后求包括新数据在内的N个数据的算术平均值。如公式2所示。

通过软件滤波处理, 一定程度上减少了数据误差。

4 实测数据

使用高精度光功率计作为标准仪表, 依据JJG965-2001通信用光功率计检定规程来对基于对数放大器的低功耗手持光功率计进行测试。测试数据如表1所示。

通过数据表明, 基于对数放大器的低功耗手持光功率计的测量不确定度为0.12dB, 线性度扩展测量不确定度为0.13dB。

同时, 对基于对数放大器的低功耗手持光功率计进行功耗测试:在不开背光灯情况下, 电流小于10m A, 整机功耗小于30mW, 达到进口仪表的水平。

5 结语

测试数据表明, 采用对数放大器放大与MSP430单片机作为主控芯片的低功耗手持光功率计, 具有不确定度小、功耗低、成本低等优点, 达到进口仪表的水平, 可满足光通信施工部门的施工检测与维护需求, 具有广阔的市场前景。

摘要:手持光功率计是在光纤系统施工和维护中的常用仪器, 不确定度与功耗是其两个重要参数。基于对数放大器的低功耗手持光功率计采用对数放大器进行信号放大, 并使用低功耗MSP430单片机进行数据处理。具有不确定度小、功耗低、成本低等优点, 基本达到进口仪表的水平, 可满足光通信施工部门的施工检测与维护需求, 具有广阔的市场前景。

关键词:对数放大器,低功耗,MSP430,光功率计

参考文献

[1] 手持式光功率计技术条件, 信息产业部部颁布标准, YD/T 1068-2000.

[2] 通信用光功率计检定规程, 信息产业部部颁布标准, JJG 965~2001.

[3] 刘京诚, 朱木健, 刘俊, 等.基于MSP430F149的光功率计设计[J].中国仪器仪表, 2006:659~61.

[4] 徐波.一种通用光功率计的实现原理[J].电子质量, 2006, 5:3~6.

功率放大器方案范文第6篇

中考是初中学生的一个转折阶段,中考复习也就是这个阶段中重要的一环,每位学生都想在有限的中考复习时间里迅速提高自己的学习成绩。作为老师,对于如何提高复习的针对性和有效性,如何使知识系统化,结构化,技能化,是我们经常面临和思考的问题。下面,我就《功 机械效率和功率》的复习来谈谈我的教学设计。 【中考命题规律和趋势】

功 功率和机械效率的知识是力学的重点章节,也是中考的一个重要部分。从近几年考试情况来看,考查重点主要集中在以下两个方面:1.功和功率的理解和计算。2.机械效率的计算。考查的题型主要是填空题,选择题,计算题和探究题。 【复习目标】 知识与技能:

(1)使学生深刻理解做功的两个必要因素,明确功的公式, 掌握功的计算。 (2)知道什么是功率以及怎样计算功率的大小。

(3)知道什么是有用功,额外功,总功,机械效率的概念,计算公式,以及机械效率的大小与哪些因素有关。 过程与方法: 在交流与评估过程中,提高估测和运用能力 情感、态度与价值观:

(1)通过搬水活动,教育学生将小事坚持到底的恒心。

(2)体验科技进步及物理在生活中的应用。 【复习重点和难点】 重点和难点

重点:功,功率和机械效率的概念及机械效率的计算

难点:做功的两个因素;结合实际理解功率及机械效率的概念。 【设计思想】

这节课,我主要从两方面来进行复习的。一是基础知识的复习,二是应用知识进行分析问题解决问题能力的培养。在基础知识的复习上,本人试图通过努力,能够探索出全新的复习课模式。根据本部分中的知识特点,采用了通过搬水等系列活动将所有知识点融入于这一问题情境中,引导学生导出所学的物理概念和规律,充分调动学生的积极性和主动性。从而巩固和加深学生对物理知识的理解,培养学生的综合能力。让学生在复习课上也能体会到学习的快乐,真正达到学以致用。

【教学方法】 问题引领法,启发法,

习题巩固法 【教学过程】

一、基础知识复习

活动一:1.展示工人师傅抗水图片看完图后思考:工人师傅将水桶从一楼扛到四楼教室的过程中,他对水桶做功了吗?以此导出该过程涉及到得物理知识。(做功的两个必要因素) 2.列题;判断图片中的情景做功吗?归纳不做功的情况 3.讲解功的计算及注意问题

活动二:1. .展示工人师傅搬水的两种图片,对比他们做功有什么相同和不同之处

2.讲解功率的相关知识

3. 例题:计算他将水桶从一楼搬到四楼的所做的总功率为()

A.15W

B.150W

C.1500W

D.30W

活动三:1.展示两个工人师傅搬水的图片,左边若体重为60千克,右边为100千克,则他们将同一水桶搬到四楼,做的有用功与总功一样吗?

2.复习有用功

额外功

总功 机械效率

3.若把工人师傅从苦力中解脱出来,该怎么办?

4. 工人将185N的水桶运到四楼他用一个动滑轮,每个滑轮重15N,所受拉力为1200N,在5秒内将水桶匀速提高2米,则拉力的功率是多少? 若改为定滑轮呢,他们的效率谁高?

5.若改用滑轮组它的机械效率是多少?如何提高它的机械效率?

二、课外作业:

1.还有其它办法帮助工人师傅吗?学生搜集相关知识列表对比它们有用功

额外功

总功 机械效率

2. 物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M,图乙是物体上升过程某段时间内的s﹣t图线.已知物

体重为1N,闭合开关后,在2.4s~2.8s 这段时间内,电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V,则2.4s~2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为 J,它的效率是 %.

【板书设计:】

一、

1、功的概念:

2、做功的两个必要条件:

3、功的计算公式:

4、功的单位

二、

1、功率:

2、影响做功快慢的因素有:

比较做功快慢的方法:

3、单位:

4、计算公式:

三、

1、有用功、总功、额外功的含义:

2、机械效率:

教学反思: 1.本课以学生熟悉的搬水活动为问题引领功 功率和机械效率的相关知识的复习,激发学生的学习兴趣。

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