丙类高频功率放大器失谐后果
高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答
思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。
4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。
其电流导通角θ<90度。
兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。
高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。
4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。
4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。
4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。
R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。
V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。
高频功放的输入信号幅度bm到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压源。
集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。
发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。
4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。
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。
高频问答题及部分答案整理
思考题与习题1.1通信系统的组成包括几部分，各部分的作用是什么？答：是由信源、输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道组成。
信源就是信息的来源。
输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。
发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道，以实现信号的有效传输。
信道是信号传输的通道，又称传输媒介。
接收设备将由信道送来的已调信号取出并进行处理，还原成与发送端相对应的基带信号。
输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。
1.2 在通信系统中为什么要采用调制技术？答：调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。
采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，实现远距离传输；其次，采用调制技术可以进行频分多路通信，实现信道的复用，提高信道利用率。
1.3 简述超外差接收机中混频器的作用。
答：混频器是超外差接收机中的关键部件，它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号均变为频率较低且固定的中频已调信号。
由于中频是固定的，且频率降低了，因此，中频选频放大器可以做到增益高、选择性好且工作稳定，从而使接收机的灵敏度、选择性和稳定性得到极大的改善。
1.5 和模拟通信相比，数字通信有什么优点？答：数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。
它抗干扰能力强，通信质量不受距离的影响，能适应各种通信业务的要求，便于采用大规模集成电路，便于实现保密通信和计算机管理。
不足之处是占用的信道频带较宽。
1.6在数字通信系统中，指出模拟信源和数字信源对系统的影响。
答：在数字通信系统中，若是数字信源，其系统组成如图1.2.4所示。
若是模拟信源，可在数字信源系统基础上，附加两个变换环节：一是在信源编码前加A/D转换，二是在信源解码后加D/A 转换。
2.1描述选频网络的性能指标有哪些？矩形系数是如何提出来的？答：常用谐振频率、通频带和选择性三个参数来描述选频网络的性能指标。
丙类高频谐振放大器-工作状态分析
幅频特性和相频特性曲线
12
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
谐振曲线、通频带、选择性和矩形系数K0.1
回路电压 : V I s Z
S |V |
谐振时： V 0 I s Rp
1 1 2 2 1 (Q )
|V | 0
Z Rp
1 2
0
1 Q 当S 时, 1, ξ 2 Δω 2 ω0
--电压增益下降3dB或最大值的0.7倍时， 对应的频带宽度;要求大于信号带宽 --从各种频率信号中选出信号的能力,也 即选频电路对无用信号的抑制能力。 输出下降20dB或最大值的0.1倍时对应 的频带宽度
矩形系数：K0.1 BW0.1 / BW0.7 稳定性：温度变化时，AV0, f0，BW0.7 的稳定程度
类似也可得：
(a )
2 Xp
(b )
2 Rp
Z p Rp // jX p Z s Rs jX s
R X
2 p
2 p
Rp j Xs
2 Xp
R X
2 p 2 Rp
2 p
Rp
R X
2 p
2 p
Xp
8
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
由Q值的定义可知：
14
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
LC串联谐振回路
L r C
(1) 回路总阻抗：
Z
I
1 Z r j L C (2) 谐振频率：
LC串联谐振回路
0
1 LC
(3) 回路Q值(空载):
(4) 通频带：
Q
第2章 高频功率放大器答案 2014
第2章 高频功率放大器2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。
只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。
此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。
若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。
因此，回路失谐必须绝对避免。
2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。
若A 点在m axbe u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。
若A 点在m axbe u 的延长线上（实际不存在），动态特性为三段折线组成，则为过压状态。
若A 点在m axbe u 线上，但是在放大区，输出幅度cmU 较小，则为欠压状态。
欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。
临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。
过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。
改变CE 时，CE 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。
改变bmU 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。
改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。
改变P R 时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。
2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。
在过压区中输出电压随CE 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压随BB U 、bmU 改变而变化2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。
第6讲高频 丙类功率放大器原理和工作状态要点
0 ( ) 0.239
9/21/2018 8:52 PM 15
I cm
I co 300 1255 mA 0 ( ) 0.239
I c1 1 ( ) I cm 0.4191255 525.9 mA
VD VBB cos 0.5 0.5 2.46 V 0.407
17
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/21/2018 8:52 PM
工作于二次谐波倍频器的电流和电压关系如下图所示：
ic
+ iC
iC2 iC1
uce
-
uc2
+
ic频谱
ICO
IC1
IC2
LC谐振特性
IC3 IC4
- Ec +
0
2
3
4
注意点：
u ce E C U C 2 cos 2 t 而 C2 C2 P 其中： , ic 1． 在有 流通的时间内，倍频器的集电极瞬时电压上升速度比 较快， 故倍频器的集电极耗散功率PC 比正常工作于基波状态时大
1
由于当 t c 时， i c 0
U BB U BZ cos c U bm
U BB U BZ c cos U bm
+ ub -
+ uBE
_
+ uCE C -
ic
Rp
+ L u c1 -
-UBB
EC
ic gc U bm cost (U BB U BZ ) gc U bm cost U bm cos c gcU bm cost cos c
Pc Pdc Po 7.2 6 1.2 W Po 6 83.3% Pdc 7.2
谐振功率放大器复习题
谐振功率放大器复习题1、何谓谐振功放，属于何种放大器？甲类、乙类和丙类功率放大器的导通角分别是多少，他们的效率大小顺序如何排列？为什么丙类功率放大器的效率较高？2、对功率放大器有哪些性能要求？3、高频功率放大器中谐振电路的作用有哪些？谐振功率放大器有哪几种工作状态？4、谐振功放的输出电压u f与集电极电压u ce的相位有何关系，而与输入信号电压u be的相位又有什么关系？5、谐振功放过压状态最明显的特征是什么，过压状态、欠压状态和临界状态分别是指一种什么样的状态，当谐振功放的集电极电流脉冲出现尖顶时，是否能肯定此时的谐振功放的工作状态？6、谐振功放原工作在临界状态，若等效负载电阻R c因某种原因增大或减小时，则输出功率P1、集电极耗散功率P c和效率ηc将如何变化？7、谐振功率放大器的直流馈电线路包括哪几种馈电电路，电路中各部分有何关系？馈电线路的确定应遵循何种原则？谐振功放的外部特性主要包括哪些特性特性？8、谐振功率放大器的集电极输出电流为什么波形，而经过负载回路选频后输出为什么波形。
9、输入单频信号时，丙类高频功率放大器原工作于临界状态，当电源电压减小或增大时，工作状态将作如何变化？10、输入单频信号时，丙类高频功率放大器原工作于临界状态，当输入信号增大或减小时，工作状态将作如何变化？11、谐振功率放大器输出功率6W，当集电极效率为60﹪时，晶体管集电极损耗为多少？12、谐振功率放大器功率放大器，要实现集电极调制放大器应工作在什么状态，要实现际基极调制放大器应工作在什么状态，为使放大器工作在丙类工作状态，基极偏压应如何设置？13、已知谐振功率放大器原工作在临界状态，当改变电源电压时，管子发热严重，说明管子进入了什么状态，并说明原因。
谐振功率放大器，若要求效率高，应工作在什么状态。
14、谐振功率放大器原工作于临界状态，由于外接负载的变化而使放大器工作于过压状态。
如若将输入信号减小，使放大器仍工作在临界状态，这时放大器的输出与原来相比有何变化？15、谐振功放的负载特性、调制特性和放大（振幅）特性分别是指什么？16、谐振功放原工作在临界状态，当其它参数一定时，若负载逐渐变化放大器状态会如何变化？若集电极电源逐渐放大器状态会如何变化？若基极电源逐渐放大器状态会如何变化？17、丙类放大器的负载回路失谐时，工作状态将如何变化？丙类放大器为什么要用调谐回路作为集电极负载？18、已知某谐振功率放大器的电压、电流值为E c＝12V，U f＝11V，E b＝0.5V，U b＝0.24V，I c0＝25mA，I c1＝45mA，I b0＝0.8mA，I b1＝1.5mA。
实验 丙类高频谐振功率放大器
实验 丙类高频谐振功率放大器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，它是无线电发射机中的重要单元电路。
根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管集电极电流导通角θ的范围可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ越小，放大器的效率η越高。
如甲类功放的θ=1800，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ<900，其效率η可达85%。
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。
本次实验主要研究以甲类谐振功率放大器为推动级，以丙类谐振功率放大器为末级的混合功率放大器。
一、实验目的1、熟悉丙类高频功率放大器的工作原理，初步了解工程估算的方法。
2、学习丙类高频谐振功率放大器的电路调谐及测试技术。
3、研究丙类高频谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
4、理解基极偏置电压、集电极电源电压、激励电压对放大器工作状态的影响。
5、了解丙类高频谐振功率放大器的设计方法。
二、实验仪器1、高频实验箱 1台2、高频信号发生器 1台3、双踪高频示波器 1台4、扫频仪 1台5、万用表 1块6、高频功率放大器实验板 1块 三、预习要求1、复习高频谐振功率的工作原理及四种特性。
2、分析实验电路，理解各元件的作用及各组成部分的工作原理。
四、实验内容1、电路调谐及调整(调谐技术)。
2、静态测试(测试静态工作点)。
3、动态测试(研究负载特性)。
五、实验原理实验电路如图2-1所示，它是由两级小信号谐振放大器组成的推动级和末级丙类谐振功率放大器构成，其中VT1和VT2组成甲类功率放大器，晶体管VT3组成丙类谐振功率放大器，这两类功率放大器的应用十分广泛，下面简要介绍它们的工作原理及基本计算方法。
(一)、甲类功率放大器 1、静态工作点如图2-1所示，晶体管VT1组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。
其中R 1和R 2为基极偏置电阻；R 5为直流负反馈电阻；它们共同组成分压式偏置电路以稳定放大器的静态工作点。
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丙类高频功率放大器失谐后果
丙类高频功率放大器失谐后果
丙类高频功率放大器是一种常见的电子设备，广泛应用于无线通信、雷达、医疗设备等领域。
失谐是指输入和输出电路之间的阻抗不匹配，导致功率放大器无法正常工作。
失谐会对功率放大器的性能产生一系列不良影响，下面将详细介绍丙类高频功率放大器失谐后果。
首先，失谐会导致功率放大器的效率降低。
在失谐状态下，输入电路和输出电路之间存在阻抗不匹配，导致部分输入信号无法被放大器正确处理。
这样一来，输入信号无法完全转化为输出信号，功率放大器的效率会明显下降。
效率的降低不仅会浪费能量，还会带来额外的热量，影响设备的稳定性和寿命。
其次，失谐会导致功率放大器的线性度下降。
在失谐状态下，功率放大器的输入和输出特性会发生变化，无法实现理想的线性放大。
这样一来，输入信号在经过功率放大器时可能会出现非线性失真现象，使得输出信号与输入信号不再保持一致。
线性度下降会严重影响信号的传输质量，导致通信系统的误码率增加，甚至影响到无线通信的可靠性。
此外，失谐还会导致功率放大器的带宽变窄。
在失谐状态下，功率放大器无法有效地传输高频信号，导致输出信号的频率范围受限。
带宽的变窄会限制功率放大器的应用场景和传输能力，降低设备的灵活性和适用性。
另外，失谐还会引起功率放大器的输出功率波动。
在失谐状态下，输入和输出之间存在反射波，导致输出功率不稳定。
这种波动会对通信系统产生干扰，影响到接收端对信号的解调和处理。
尤其是在无线通信系统中，功率波动会导致通信质量下降，降低通信距离和可靠性。
最后，失谐还会对功率放大器的工作温度产生影响。
在失谐状态下，功率放大器由于效率降低而产生更多的热量。
这样一来，功率放大器的工作温度会升高，可能超过设备能够承受的范围。
过高的工作温度会导致设备故障、损坏甚至起火等安全隐患。
综上所述，丙类高频功率放大器失谐后果是多方面的。
失谐会降低功率放大器的效率、线性度和带宽，引起输出功率波动，并对工作温度产生影响。
因此，在设计和使用丙类高频功率放大器时，需要注意阻抗匹配和失谐问题，以确保其正常工作和可靠性。