丙类高频功率放大器专业课程设计
实验一 高频丙类功率放大器
实验一高频丙类功率放大器在高频范围内为获得足够大的高频输出功率, 必须采用高频放大器, 高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级, 它将振荡产生的信号加以放大, 获得足够高频功率后, 再送到天线上辐射出去。
另外,它也用于电子仪器作未级功率放大器。
高频功率放大器要求效率高, 输出功率大。
丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。
高频功率放大器的工作频率范围一般为几百 kHz —几十MHz 。
一般都采用 LC 谐振网络作负载, 且一般都是工作于丙类状态, 如果要进一步提高效率, 也可工作于丁类或戊类状态。
一、实验目的及要求(一实验目的1. 进一步了解高频丙类功率放大器的工作原理和调试技术。
2. 熟悉负载变化对放大器工作状态的影响及各指标的测试方法。
3. 掌握输入激励电压, 集电极电压, 基极偏置电压变化对放大器工作状态的影响。
(二实验要求1. 认真阅读本实验教材及有关教材内容。
2. 熟悉本实验步骤,并画出所测数据表格。
3. 熟悉本次实验所需仪器使用方法。
(三实验报告要求1. 写出本次实验原理及原理图。
2. 认真整理记录的测试数据及绘出相应曲线图。
3. 对测试结果与理论值进行比较分析,找出产生误差的原因,提出减少实验误差的方法。
4. 详细记录在调谐和测试过程中发生的故障和问题,并进行故障分析,说明排除过程和方法。
5. 本次实验收获,体会以及改进意见。
二、实验仪器及实验板1.双踪示波器 (CA8020 一台2.高频信号发生器(XFG-7 一台3.晶体管直流稳压电源一台4.数字万用表一块5.超高频毫伏表(DA22 一台6.直流毫安表一块7.高频丙类功率放大器实验板一块三、实验原理及公式推导高频谐振放大器的主要作用是使电路输出功率大, 效率高; 主要特点是用谐振回路来实现阻抗变换,并且为了提高效率常工作在丙类状态。
高频功率放大器一般有两种:窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。
前者由于频带比较窄, 故常用选频网络作为负载回路, 所以又称为谐振功率放大器。
高频丙类功率放大器设计制作
2. 直流馈电电路
串馈：电源、功率管、负载回来串联 集电极馈电电路
并馈：电源、功率管、负载回来并联
自给偏置：负电压
基极偏置电路
电源分压偏置：正电压（小于导通电压）
三、设计流程及参数计算
3. 滤波匹配网络 谐振回路（滤除集电极电流中的谐波成分；提供功率管所 需的最佳负载电阻），起到滤波和匹配的双重作用，因此又称 为滤波匹配网络。 主要要求： （1）进行有效的阻抗变换，将实际负载电阻RL变换成放 大器要求的最佳负载电阻Re，使放大器工作在临界状态。 （2）抑制谐波能力强，有效滤除不需要的高次谐波。 （3）本身的固有损耗尽可能小。 功率管与负载 阻抗匹配 功率管与前级放大器
功率管与负载阻抗匹配功率管与前级放大器三设计流程及参数计算参考电路三设计流程及参数计算三设计流程及参数计算四参数计算4阻抗匹配三设计流程及参数计算四参数计算4阻抗匹配四总体参考电路原理图四总体参考电路pcb五实物展示六调试及指标参数测量指标参数测量静态测试前后两级放大器三极管各极对地电压
实验三
高频丙类功率放大器设计
因此，一般都采用LC选频网络作为负载。为提高效率，常工
作在丙（C）类。
一、相关背景
由于谐振网络频率调节比较困难，因此谐振功率放大器主 要用来放大固定频率信号或中心频率固定的窄带信号，所以谐 振功率放大器也称为窄带高频功率放大器。 对于多频道通信系统和相对带宽较大的高频设备，可采用 以传输线变压器作为负载的宽带高频功率放大器。
三、设计流程及参数计算
参考电路
三、设计流程及参数计算
三、设计流程及参数计算
三、设计流程及参数计算
（四）参数计算 （4）阻抗匹配 L型
三、设计流程及参数计算
（四）参数计算 （4）阻抗匹配 π型和T型
实验三高频功率放大器(丙类)
实验操作过程
调整丙类功率放大器的输入和输 出阻抗，使其与信号源和负载匹 配。
逐步增加输入信号的幅度，观察 放大器的输出波形和参数变化。
使用示波器记录放大器的输入和 输出波形，分析波形的失真情况。
打开高频信号发生器，设置合适 的信号频率和幅度。
使用电压表和电流表测量放大器 的各项参数，如输入电压、输出 电压、输入电流、输出电流等。
02
它主要由输入匹配网络、功放管 、输出匹配网络和偏置电路等部 分组成。
高频功率放大器的分类
根据功放管的类型，高频功率 放大器可分为电子管式高频功 率放大器和晶体管式高频功率
放大器。
根据工作频率，高频功率放 大器可分为超短波高频功率 放大器和微波高频功率放大
器。
根据放大器的级数，高频功率 放大器可分为单级高频功率放 大器和多级高频功率放大器。
对未来实验的展望与建议
01
深入研究不同类型的 高频功率放大器
在未来的实验中，可以进一步探索甲 类、乙类等不同类型的高频功率放大 器的设计与制作，比较它们之间的性 能差异和应用特点。
02
结合实际应用场景进 行优化设计
针对实际应用需求，可以对高频功率 放大器进行优化设计，如提高输出功 率、降低失真度、拓宽带宽等，以满 足不同场景下的使用要求。
通过分析实验数据，我们发现放大器在不同频率下的响应特性有所不同。在低频段，放大 器的放大效果较好；而在高频段，放大效果逐渐减弱。这可能与放大器的设计参数和元器 件特性有关。
线性度与失真
在实验过程中，我们观察到输出信号存在一定的失真现象。失真可能源于放大器的非线性 特性，如饱和、截止等。为了量化失真程度，我们采用了失真度指标进行分析。
【精品课程设计】丙类高频功率放大器课程设计
课程设计前言 (2)1丙类功放原理 (3)1.1 丙类谐振功率放大器的功率与效率 (3)1.1.1 功率关系 (3)1.1.2 放大器的集电极效率 (3)1.1.3 谐振功率放大器临界状态的计算 (4)1.2 功率放大器的负载特性 (4)1.2.1 uc、ic 随负载变化的波形 (4)1.2.2 功率及效率随负载（工作状态）变化的波形 (5)1.3丙类谐振功率放大器的偏置电路及耦合电路 (6)1.3.1直流馈电电路 (6)1.3.2 输出回路和级间耦合回路 (7)1.3.3 输出耦合回路 (8)2 设计电路 (9)2.1开发与设计的总体思想 (9)2.2 丙类功放原理图 (9)2.3设计过程 (9)3 电路的仿真与分析 (10)3.1仿真软件的介绍 (10)3.2放大电路的仿真与分析 (12)3.2.1试验电路参数 (12)3.2.2计算谐振回路与耦合回路的参数 (12)3.2.3主要技术指标的测试 (14)4 总结 (15)参考文献 (16)课程设计前言高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在接受设备中，从天线上感应的信号是非常微弱的，高频小信号谐振放大器来完成；在发射设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端，需要根据传送距离等因素来确定发射设备的发射功率，这就要用高频谐振功率放大器将信号放大到所需的发射功率。
高频功率放大器的主要功用是发射高频信号，并且以高效输出大功率为目的。
发射机中的振荡器产生的信号功率很小，需要经多级高频功率放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。
已知能量（功率）是不能放大的，高频信号的功率放大，其实质是在输入高频信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率，因此除要求高频功率放大器产生符合要求的的高频功率外，还应要求具有尽可能高的转换效率。
低频功率放大器可以工作在A（甲）类状态，也可以工作在B（乙）类状态，或AB（甲乙）类状态。
B类状态要比A类状态效率高（A类最大效率50%；B类最大效率为78.5%）。
丙类放大器的课程设计
丙类放大器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解丙类放大器的基本工作原理，掌握其电路组成及功能。
2. 学生能描述丙类放大器的特点，了解其在实际应用中的优缺点。
3. 学生掌握丙类放大器输出功率、效率的计算方法，并能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确搭建丙类放大器的电路，并进行调试。
2. 学生能够通过实验，观察丙类放大器的工作状态，分析实验数据，提出改进措施。
3. 学生能运用仿真软件，模拟丙类放大器的工作过程，进一步优化电路设计。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术的兴趣，提高学习积极性。
2. 学生通过团队合作，培养沟通协作能力，增强团队意识。
3. 学生在学习过程中，关注电子技术在实际应用中的环保、节能问题，树立社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，侧重于实践操作和理论知识的结合。
学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的电子技术基础，对实践操作感兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握丙类放大器的相关知识，为后续深入学习电子技术打下基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 丙类放大器的基本原理：- 放大器分类及丙类放大器的工作原理；- 丙类放大器的电路组成及其功能；- 丙类放大器的工作状态及其特点。
2. 丙类放大器的性能分析：- 输出功率、效率的计算方法；- 丙类放大器的非线性失真及其影响；- 丙类放大器的稳定性分析。
3. 丙类放大器的应用与实验：- 丙类放大器在实际应用中的优缺点；- 搭建丙类放大器电路，进行调试和性能测试；- 利用仿真软件模拟丙类放大器工作过程，优化电路设计。
教学内容安排与进度：1. 第1课时：介绍放大器分类及丙类放大器的基本原理；2. 第2课时：分析丙类放大器的电路组成及其功能；3. 第3课时：讲解丙类放大器的工作状态、特点及性能分析；4. 第4课时：进行丙类放大器电路的搭建与调试；5. 第5课时：利用仿真软件进行丙类放大器电路设计与优化。
毕业设计（论文）-丙类谐振功率放大器设计.doc
摘要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，这是无线电发射机中的重要组成部分。
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。
关键词：丙类谐振功率放大器；谐振功率放大器；高频放大器目录引言 (2)1 谐振功率放大器 (3)1.1定时系统 (3)1.1.1 举例 (3)1.1.2 定时器的结构 (5)1.1.3 TMOD (6)1.2 引脚工作原理 (7)1.2.1 P1端口的结构和工作原理 (7)1.2.3 P3端口的结构和工作原理 (9) (9)2 电路设计与制作电路板 (11)2.1 电路设计 (12)2.1.1电路原理图 (12)2.2.1 画PCB图 (12)2.2.2 制作电路板 (14)3 系统软件设计 (14)4 电路的调试 (27)4．1 显示日期和时间 (27)4.2 闹铃功能 (27)5 结论 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)引言本论文是丙类谐振功率放大器的一个应用实例。
并简要的介绍了丙类谐振功率放大器的工作原理。
动态特性和电路组成。
在通信系统中，高频功率放大电路作为发射机的重要组成部分，用于对高频已调波信号进行功率放大，然后经天线将其辐射到空间，所以要求输出功率很大。
功率放大电路是一种能量转换电路，即将直流电源能量转换为输出信号能量，同时必然有一部分能量损耗。
从节省能量的角度考虑，效率显得更加重要。
因此，高频功放常采用效率较高的丙类工作状态。
同时，为了滤除丙类工作是产生的众多高次谐波分量，常采用LC谐振回路作为选频网络，故称为丙类谐振功率放大电路。
高频实验：丙类功率放大器设计实验报告南昌大学
高频实验: 丙类功率放大器设计
一、实验目的
1.了解丙类功率放大器的基本工作原理, 掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。
2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
3.比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点
4.掌握丙类放大器的计算与设计方法。
二、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.测试丙类功放的负载特性
4.观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响
三、实验原理
放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。
功率放大器电流导通角越小, 放大器的效率越高。
甲类功率放大器的o 180＝, 效率最高只能达到50%, 适用于小信号低功率放大, 一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
非线性丙类功率放大器的电流导通角o 90, 效率可达到80%, 通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小), 基极偏置为负值, 电流导通角o 90, 为了不失真地放大信号, 它的负载必须是LC谐振回路。
四、实验仿真原理图
五、实验仿真结果
结果说明:
CH1波形为输入波形, CH2波形为经1M选频网络之后的波形, 形成2倍频。
实验03 丙类高频功率放大器
一、实验目的 1． 通过实验进一步熟悉丙类高频功率放大器的基本 工作原理，掌握丙类放大器的计算与设计方法。 2． 了解电源电压Vcc与集电极负载对功率放大器功 率和效率的影响。 3． 掌握谐振功率放大器的调谐技术，了解高频功率 的测量方法。
二、实验原理
高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路， 并且一般都工作于丙类状态。高频功率放大器的主要 技术指标是输出功率和效率。 1．集电极效率 C ．集电极效率η 设 PD=直流电源供给的直流功率 PO=交流输出信号功率 PC=集电极耗散功率 则 PD=PO+PC 为了说明晶体管放大器的功率转换能力，定义集电极 效率ηC
VB VE VCE Vi Vo Ico Icm PD P0 PC
η
R=50
Vc= 12V
V= 120m V
R=75
R=120
Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120
Vi= 120 mV VC=5 V Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120 RL=50 RL=75 RL=120
式中，ICO为丙类工作时，C脉冲波的傅立叶级数展开式中的平均 i 分量；由于电路处于基波谐振状态，所以，无高次谐波输出， Vcm为基波分量输出电压；Icm为基波分量电流；Re为谐振回路阻 抗。Re与谐振回路及负载有关。本实验就是在改变负载的情况 下，测量功率及 ηC的变化。
三、实验仪器 双踪示波器 扫频仪 高频信号发生器 万用表 实验板G1
Vi ：输入电压峰-峰值 峰 Vo：输出电压峰-峰值 峰 IC0 ：电源给出总电流 PD ：电源给出总功率（PD = VCC IC0） P0 ：输出功率 PC ：管子损耗功率（PC = PD – P0 ) 3．加75负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 4．加120负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 5．改变输入端电压V= 84mV，同2、3、4测试并填入表3-1 ． 内。 6．改变电源电压V= 5V，同2、3、4测试并填入表3-1内。 ．
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丙类高频功率放大器专业课程设计
高频电子线路课程设计报告
题目：丙类功率放大器
院系：
专业：电子信息科学与技术
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
报告成绩：
2013年12月20日
目录
一、设计目的 (1)
二、设计思路 (1)
三、设计过程 (2)
3.1、系统方案论证
3.1.1 丙类谐振功率放大器电路
3.2、模块电路设计
3.2.1丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路
3.2.2丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路
3.2.3匹配网络
3.2.4 VBB 、Vcm、Vbm、VCC对丙类谐振功率放大器性能影响分析
四、整体电路与系统调试及仿真结果 (11)
4.1 电路设计与分析
4.2.仿真与模拟
4.2.1 Multisim 简介
4.2.2 基于Multisim电路仿真用例
五、主要元器件与设备 (14)
5.1 晶体管的选择
5.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法
5.2电容的选择
六、课程设计体会与建议 (17)
6.1、设计体会
6.2、设计建议
七、结论 (18)
八、参考文献 (19)
一、设计目的
电子技术迅猛发展。
由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。
基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。
弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。
放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。
高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。
所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。
丙类谐振功率放大器在人类生活中得到了广泛的应用，而且能高效率的将电源供给的直流能量转换为高频交流输出，研究它具有很高的社会价值。
设计简单丙类谐振功率放大器电路并进行仿真，以及对丙类谐振功率放大器发展的展望。
二、设计思路
丙类谐振功率放大器工作原理
图2-2-1为丙类谐振功率放大器原理图,为实现丙类工作,基极偏置电压V
BB 应设置在功率的截止区。
输入回路
由于功率管处于截止状态，基极偏置电压V
BB
作为结外电场，无法克服结内电场，没有达到晶体管门坎电压，从而，导致输入电流脉冲严重失真，脉冲宽度小于90o。
由i
C ≈βi
B
知，i
C
也严重失真，且脉宽小于90o。
输出回路
若忽略晶体管的基区宽度调制效应以及结电容影响,在静态转移特性曲线
(i
C ～V
BE
)上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半
个周期。
图2-2-1 丙类谐振功率放大器原理图
由Dirichlet收敛定理可知,可将电流脉冲序列i
C
分解成平均分量、基波分量和各次谐波分量之和,即
i
C =I
CO
+ I
c1m
cosωSt+ I
c2m
cos2ωSt+…
由于集电极谐振回路调制在输入信号频率上因而它对i
C
中的基波分量呈现的阻抗很大，且为纯电阻。
而对其他谐波分量和平均分量阻抗均很小，可以忽略，这样，在负载上得到了所需的不失真的信号功率。
三、设计过程
3.1系统方案论证
3.1.1丙类谐振功率放大器电路
在放大器原理上，功率放大器与其他放大器一样，都是能量转换器件，最主要是安全、高效和不失真（失真在允许范围内）地输出所需信号功率，为高效率输出信号且不失真（或失真在允许的范围内），通常采用丙类谐振功率放大器。
本章主要介绍丙类谐振功率放大器的电路组成和工作原理并对各种状态进行分析。
在丙类谐振功率放大器中，管外电路由直流馈电电路和自给偏自电路两部
分组成。
如图3-1-1所示为集电极直流馈电电路（串馈），图中，L
C
为高频扼流。