高频实验报告_高频谐振功率放大器

实验2 高频谐振功率放大器

一、实验目的：

1、进一步理解谐振功率放大器的工作原理及负载阻抗，激励电压和集电极电源电压变化对其工作状态的影响。

2、掌握丙类功率放大器的调谐特性和负载特性。

二、实验原理（实验原理、设计思想、系统结构、实验电路）（重点）

（1）谐振功率放大器

1、实验原理：

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小，放大器的效率 η愈高。如甲类功放的θ=180，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90º，效率η可达到80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

o

高频功率放大器

3 U01 3 +5V Vin 1

GND

1 1C1 4

1 1K0 3 A

2

1 1L0 3

1 1C1 5 1 1C0 8 1 1L0 4 1 1C1 1 1 1C1 2 1 1C1 3 1 1W 01 1 1C0 7

+12 V1

2

1 1K0 5

1

1 1R0 9 1 1C0 1 1 1L0 2

31 1C1 0 1 1K0 4 1 1TP0 6 1 1 1TP0 0 1 1C1 2 /2 0 pF 1 1R0 3 A

1 1D0 1

线 天1 1C0 2

1 1TP0 2

1 1R0 6

1 1R0 8

6

4

1 1W 02

1 11 1K0 3 B 1 1L0 1 1 1 1TP0 5 1 1P0 3 3 1 1K0 2 2 1 1K0 1

1 1C0 5

6

5

4

1 1 1TP0 3 3

1 1TP0 1 2 1 1BG0 2

1

1 1C0 9

5

1 C 21 1BG0 1 B 1

1 1R1 0

1 1P0 1

1

1 1C0 3

1 1R0 1 1 1TP0 4 1 1 1R0 2

E

高频信号输出

3

1 1R0 7 1 1C0 6

1 1R0 3

2、实验电路：

1 1R0 5

1 1C0 4 A

1 1P0 2

1 1C0 4 GND14 1

音频信号输入

（2）丙类功率放大器

1、丙类功放的基极、集电极电流和电压波形

根据调谐功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种工作状态。

若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，也即在任何时刻都工作在放大区，称放大器工作在欠压状态；若刚刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态；若晶体管工作时有部分时间进入饱和区，则称放大器工作在过压状态。放大器的这三种工作状态取决于电源电压 、偏置电压 、激励电压幅值 以及集电极等效负载电阻 。 2、负载特性

谐振功放的负载特性

由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点A时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降uCES，集电极电流脉冲接近最大值Icm。 3、激励电压幅值Ubm变化对工作状态的影响

Ubm变化对工作状态的影响 由图可以看出，当

Ubm增大时，icmax、Ucm也增大；当Ubm增大到一定程度，放大器

Ucm还会增大（如Ucm3）。

的工作状态由欠压进入过压，电流波形出现凹陷，但此时4、电源电压EC变化对放大器工作状态的影响

在Eb、Ubm、RC保持恒定时，集电极电源电压EC变化对放大器工作状态的影响如下：

ic

EC改变时对工作状态的影响

Ucemin也随之变化，由图可见，EC变化，使得Ucemin和Uces的相对大小发生变化。当EC

Ucemin具有较大数值，Ucemin较大时，且远大于Uces,放大器工作在欠压状态。随着EC减小，

也减小，当Ucemin接近Uces时，放大器工作在临界状态。EC再减小，Ucemin小于Uces时，放大器工作在过压状态。图2-9中，EC>EC2时，放大器工作在欠压状态；EC=EC2时，放大器工作在临界状态；EC<EC2时，放大器工作在过压状态。即当EC由大变小时，放大器的工作状态由欠压进入过压，ic 波形也由余弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。

三、实验器材（实验所需的主要仪器及型号、材料及特殊环境要求）

1) 高频实验箱一台 2) 高频电压表(选项)一台 3) 双踪示波器(100MHz)一台 4) 万用表一块 5) 调试工具一套

6) 高频信号源(最大功率 10dBm,最高频率100MHz) 一台

四、实验内容与测试数据（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、

异常或错误处理等）

（1）实验内容：

1、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点； 2、测试丙类功放的调谐特性；

3、测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形； 4、观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程； 5、观察功放基极调幅波形。 （2）实验步骤：

1、实验准备：

在实验箱主板上装上高频功率放大与射频发射模块，接通电源即可开始实验。 2、测试前置放大级输入、输出波形

高频信号源频率设置为6.3MHZ，幅度峰-峰值300mV左右，用铆孔线连接到11P01，模块上开关11K01至“OFF”，用示波器测试11P01和11TP02的波形的幅度，并计算其放大倍数。 答：11P01波形的幅度是：0.516V； 11TP02波形的幅度是：6.56V

放大倍数：12.7； 11P01和11TP02的波形图如下：

3、激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响 （1）激励电压Ub对放大器工作状态的影响

开关11K01置“on”，11K03置“右侧”，11K02往下拨。保持集电极电源电压Ec=5V左右（用万用表测11TP03直流电压， 11W01逆时针调到底），负载电阻RL=10KΩ左右（11K04置“off”，用万用表测11TP06电阻， 11W02顺时针调到底，然后11K04置“on”）不变。 …… 此处隐藏：1824字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……