高频功率放大器实验报告
高频功率放大器实训报告

高频功率放大器实训报告《高频电子线路》实训报告题目:高频谐振功率放大器的性能研究设计过程:1.高频功率放大器简介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20000Hz,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Hz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(535-1605kHz的频段范围)的频带宽度为10kHz,如中心频率取为1000kHz,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)。
2.高频功率放大器的分类高频功率放大器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。
谐振功率放大器的特点:①放大管是高频大功率晶体管,能承受高电压和大电流。
②输出端负载回路为调谐回路,既能完成调谐选频功能,又能实现放大器输出端负载的匹配。
③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压,使电路工作在丙类状态。
④输入余弦波时,经过放大,集电极输出电压是余弦脉冲波形。
3.功率放大器的三种工作状态高频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。
实验二 高频功率放大器

实验二高频功率放大器一、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变化时的动态特性。
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和电源电压Vcc皿皿皿皿皿响。
3、比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率。
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、测试饼类功放的调谐特性。
3、测试丙类功放的负载特性。
4、观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。
三、实验基本原理功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等工作方式,功率放大器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,并将大功率的输出信号馈送到天线幅射出去。
功率放大器实际是一个能量转换器,即把电源共给的直流能量转化为交流能量,能量转换的能力即为放大器的效率。
为了获得较大的输出功率和效率,其工作状态通常为丙类工作状态。
功率放大器的主要特征是三价钴胺工作在非线性状态。
为了不失真地放大信号,它的负载必须是谐振回路。
集电极负载是一个高Q的LC并联震荡贿赂。
直流供电电路为各级提供适当的工作状态和能源。
由于基极未提供直流偏置电压,其工作状态为丙类工作状态。
集电极电流为余弦脉冲状,但由于在集电极电路内采用的是并联谐振回路使回路谐振于基频,那么它对基频呈现很大的纯电阻阻抗,而对谐波的阻抗很小,可视为短路,因此并联谐振电路由于通过集电极电流所产生的电位降Vc也几乎只含有基频。
这样,集电极电流的失真虽然很大,但由于下周六的这种滤波作用,仍然能得到正弦波形的输出。
本实验单元模块电路如图2-1所示。
该实验电路由两级功率放大器组成。
其中VT1(3DG12入XQ1与C15组成甲类功率放大器,工作在线性放大状态,其中R2、R12、R13为静态偏置电阻。
XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3(3DG12)组成丙类放功率大器。
甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号(由短路块J5连通)。
高频功率放大器实训报告

高频功率放大器实训报告
本文主要介绍了高频功率放大器的实训报告。
首先,我们介绍了高频功率放大器的技术参数,其整流采样技术可确保放大器的输出对象的功率稳定;其抗干扰能力强;其基于分压技术的调整器把状态参数改变为更好的性能状态;其精度和纹波;其可以降低功耗,保持合理的噪声比等。
此外,重点介绍了高频功率放大器工程实训的实验步骤:首先,进行各种电路元器件的检查,确认安装类型、位置、参数及特性等;接着,进行线路接线,排列出电路图,然后进行合格测试,最后进行调试和调整,调整输出的压放等,当功率放大器的性能完全符合要求时,实训就完成了。
最后,在实训过程中我们学习到高频功率放大器的原理、结构以及其基本调配技术,加深了对高频功率放大器的理解和认识,增加了对其调试和维护的实践能力,也有助于更好地应用此技术。
经过这次实训,不仅使我们掌握了高频功率放大器的知识,而且更加深入了解了高精度的功率放大器的实际应用,对高频功率放大器的调试和维护也有了更深的了解和实践能力,从而有了更好的应用能力。
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。
丙类高频功率放大器实验

D。放大特性的观察 保持Vcc,Vbb和RL不变,改变输入电压的幅值,观察当信号 幅度从小到大变化时,脉冲电流的变化。
A、负载特性的观察 1、调整到最理想状态,记录欠压,临界与过压三个状态下 的脉冲电流波形,并相应记下其对应输出放大波形其幅值。
P5
GND
1
1
石英晶体振荡 器—提供载波 信号
推动级—提 供足够的激 励电压
丙类功率放大器
• 理论分析表明,当放大器工作在谐振状态的时候,负载 为纯电阻状态,集电极直流电流最小,回路电压最大。 但由于实际电路中内部电容的反馈作用,导致这两种 现象不会同时发生。因此,在实验中,不仅要监视集 电极直流电流,同时要监视集电极的脉冲电流来调谐 电路。
COSq Vbz Vbb
U bm
或电压 电流
iC i vCE min
c max
0 qc
V BZ
vCE VCC Vcm coswt
V cm vCE
V CC
V BB
iC v bEmax
+ vb -
VBB
wt
V bm vBE
1
Pc T
T
0 iC vCEdt
1. iC 与vBE同相,与vCE反相;
v BE
理想效率
负载
应用
θc=1800 θc=900 900<θc<1800 θc<900
50% 78.5%
电阻 推挽,回路
低频 低频、高频
50%<η<78.5%
实验四 高频功率放大器

黄淮学院电子科学与工程系高频电路课程验证性实验报告实验名称高频功率放大器实验时间年月日学生姓名实验地点同组人员专业班级电技班一、实验目的1.了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握放大器的计算与设计方法。
2.了解电源电压Vc与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。
二、实验主要仪器设备和材料:1.双踪示波器2.高频信号发生器3.万用表4.实验板G2三、实验内容及步骤:图4-1 功率放大器(丙类)原理图1. 用万用表测量高频扼流感的直流电阻r,记下r的值;2.实验电路见图4-1,按图接好实验板所需电源,放大器的负载选择120Ω;3.将高频信号至于“常态”位置,并将输入信号的电压调至300 mV左右,频率调至5MHz左右,用示波器观察放大器输出电压的波形;4. 在5-8MHz范围内改变输入信号的频率,使输出正弦波信号的失真最小且幅度尽量大,这时输入信号的频率近似丙类选频的中心频率;5. 改变输入信号的幅度,并微调输入信号的频率,使输出正弦波信号的失真最小且幅度尽量大,找到临界输入电压ui a ;6. 改变输入信号ui ,用数字万用表测量三极管的直流管压降uCE,及高频扼流感的直流压降ur,,,用毫伏表测量输出电压的有效值uo, 完成有关的测量;7. 加75Ω负载电阻,同步骤3,4,5,6测试并填入4-2表中;8. 改变电源电压Vc=5V, 同步骤2,3,4,,5,6测试并填入表4-2中。
其中Ico为集电极电流直流分量,uo为输出电压有效值,PD为直流电源提供的功率,Po为输出功率,η为效率。
Ico= UCE/r, PD=Icovcc , Po=uo2/2 RL ,η= Po/PD四、实验数据记录Vc=12V R L (Ω) u i (v) u o(v) u r(v) u CE(v) I co(mA)P D(mw) P o(mw) η75 0.475 0.675 0.875 1.0120 0.4120 0.6120 0.8120 1.0Vc=5V 75 0.4 75 0.6 75 0.8 75 1.0 120 0.4 120 0.6 120 0.8 120 1.0五、实验数据的分析:由实验所测量得数据可知:(1)在欠压区范围内放大器的交流输出电压比随电阻R的增大而增大,与其输出功率,效率的变化一样。
[终稿]高频功率放大器设计实验总结(第五组)
高频功率放大器设计(总结)在高频放大里面一般说增益指的是功率增益,功率放大中甲类、乙类、甲乙类的效率都不是很高,而丙类放大的效率也适合高频功率放大。
在高频功率传输过程中,主要需要考虑的是阻抗匹配,如若阻抗匹配成功,那么丙类的效率就可以体现出来。
为什么需要阻抗匹配?因为高频的频率高,而波长短,如果在负载端不能将传输过来的能量全部吸收那么,将在有反射或是驻波的产生,不利于能量的传输。
阻抗失配的现象:①在输出端测得电压高于电源电压几百伏,原因是负载过大。
②在输入端测得波形不失真,而在负载端测得波形失真,原因是负载过小,匹配网络中心频率不对③在输入端测得波形不失真,而在负载端测得波形不失真但较小,原因是负载过小,匹配网络在中心频率是的负增益较大。
在设计书上的使用是变压器实现阻抗匹配,经过网络资源查询和分析,发现多是使用滤波网络实现阻抗匹配,因为手工绕制的变压器想要获得稳定的选频和阻抗匹配很难实现,而采用滤波网络实现稳定的选频和阻抗匹配较容易,并且容易控制,只要在测得匹配阻抗和负载阻抗之间的频率响应的中心频率为实验所需的中心频率,即可实现阻抗匹配。
现用一种简单的方法设计实现阻抗匹配如下图(假设需要将集电极内阻600欧姆,负载电阻75欧姆,采用T型匹配网路)此时的频率响应如下图:看图像可知,此时在电路是在5.2M实现了阻抗匹配调整参数是其中心频率在6M实现阻抗匹配,如图:此时匹配如图:那么整个电路的设计已近实现,总图如下:阻抗匹配成功后,测得效率可以达到88%,输出峰峰值11.5V注:(集电极扼流线圈的大小是基极偏置扼流线圈一百倍左右)分析集电极扼流线圈的作用:集电极扼流线圈愈小输出功率愈小,但是集电极扼流线圈大到一定程度输出功率不会增加,在一定程度上,增加扼流线圈的大小是保持直流电源输出电流一定的情况下增加输出电压从而提高了输出功率和效率,实验得到,一般集电极扼流线圈是基极偏置扼流线圈一百倍左右。
扼流线圈顾名思义扼流,经分析:当基极正想导通之后,集电极上面有余弦脉冲,额扼流线圈遏制电流流向直流电流,使其通向滤波网络还原波形并选频,用示波器测得的波形应该是类似方波的波形,如果扼流线圈的电感较小,那么将不能维持电流的的脉冲,三极管发热严重,但是当扼流线圈过大时,其内阻也将增大,功耗压降增大,效率降低,并且过大时对需要通过的高频基波分量有着负DB增益。
高频功率放大器实训报告
《高频电子线路》实训报告设计过程:1.高频功率放大器简介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Hz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)。
2.高频功率放大器的分类高频功率放大器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。
谐振功率放大器的特点:①放大管是高频大功率晶体管,能承受高电压和大电流。
②输出端负载回路为调谐回路,既能完成调谐选频功能,又能实现放大器输出端负载的匹配。
③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压,使电路工作在丙类状态。
④输入余弦波时,经过放大,集电极输出电压是余弦脉冲波形。
3.功率放大器的三种工作状态高频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。
放大器件的工作状态可分为甲类、乙类、丙类等,提高功率放大器效率的主要途径是使放大器件工作在乙类、丙类状态,但这些工作状态下放大器的输出电流与输入电压间存在很严重的非线性失真。
南理工高频电子实验-非线性丙类功率放大器实验报告
高频电子实验非线性丙类功率放大器实验学号班级专业姓名非线性丙类功率放大器实验一、实验目的(1)了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类功率放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性。
(2)了解激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
二、实验原理晶体管高频功率放大器的原理线路(1)采用负偏置:减小无用功耗,提高效率;(2)采用变压器耦合:阻抗匹配,减小负载电阻R对谐振回路的影响;(3)采用电感部分接入:减小晶体管输出电阻对谐振回路的影响。
在晶体管负偏置,输入信号为大信号的条件下:晶体管在输入信号的正半周的部分时间内导通,在输入信号的其他时间内截止;基级电流和集电极电流为高频脉冲信号;集电极电流流过具有选频作用的并联谐振回路后,产生了与输入信号同频的集电极电压信号。
电流、电压波形(流)通角θ: 有电流出现时所对应相角的一半。
集电极电流式中tω012cos cos 2cos C c c c cn i I I t I t I n t ωωω=+++++()()()()()()()()()()0maxmax 01maxmax 1max 2max 1sin cos ()21cos 1sin cos ()cos 1cos 12sin cos 2sin cos ()cos 11cos 1c C C cC C cn C C n I i t d t I I I i t t d t I I n n n I i t n t d t I n n I n θθθθθθθθθωππθαθθθθωωππθαθθθθθωωππθαθ----==-=-==-=-==--=>⎰⎰⎰()n n αθ称为余弦脉冲的次谐波分解系数。
高频功放的电流、电压波形tCCU BBU 1cos o c c L u u I R tω==cos CE CC o CC c u U u U U tω=-=-输出功率:直流输入功率:集电极损耗功率: 集电极效率:负载特性实验电路图如下图22111111222c c c c L LU P I U I R R ===200012c CCc CCP i Ud t I U πωπ==⎰01c P P P =-11001122c c c CC I U P P I U ηγξ===()()1100c c I I αθγαθ==称为波形系数cCCU U ξ=称为集电极电压利用系数min1(1)L c CE CC c CES R U U U U U =->较小,使得较小,使得,称为欠压状态;min 2(2)L c CE CC c CES R U U U U U =-=增大,使得增大,使得,称为临界状态;min3(3)L c CE CC c CES R U U U U U =-<继续增大,使得继续增大,使得,称为过压状态。
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。
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高频功率放大器实验报告篇一:高频谐振功率放大器实验实验报告丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告一.实验目的1.了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2.了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率Po、直流功率PD、集电极效率?C测量方法。
4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二.实验仪器及设备1.调幅与调频接收模块。
2.直流稳压电压GPD-3303D 3.F20A型数字合成函数发生器/计数器 4.DSO-X XXA 数字存储示波器 5.SA1010频谱分析仪三.实验原理1.工作原理高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路,用于发射机的末级。
主要任务是高效率的输出最大高频功率,馈送到天线辐射出去。
为了提高效率,晶体管发射结采用负偏置,使放大器工作于丙类状态(导通角θ<90)。
高频谐振功率放大器基本构成如图1.4.1所示,O(a)原理电路(b)等效电路图1.4.1 高频功率放大器丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器,工程上常采用折线分析法,各级电压、电流波形如图1.4.2所示。
a)(b)(图1.4.2 各级电压、电流波形图1.4.1中,晶体管放大区的转移(内部静态)特性折线方程为:iC?gC(vBE?UBZ)1.4.1放大器的外电路关系为:uBE?EB?Ubmcos?t1.4.2uCE?EC?Ucmcos?t1.4.3当输入信号ub?EB?UBZ时,晶体管截止,集电极电流iC?0;当输入信号ub?EB?UBZ时,发射结导通,由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流iC为:iC?iCmcos?t?aco?s1?co?s1.4.4式中,UBZ为晶体管开启电压,gC为转移特性的斜率。
以上分析可知,晶体管的集电极输出电流ic为尖顶余弦脉冲,可用傅里叶级数展开为:ic(t)?IC0?IC1mcos?t?IC2mcos2?t?IC3mcos3?t??1.4.5其中,IC0为iC的直流分量,IC1m、IC2m、…分别为ic的基波分量、二次谐波分量、…。
集电极余弦脉冲电流iC及各次谐波的波形如图1.4.3所示,其频谱如图1.4.4所示。
图1.4.3 集电极余弦脉冲电流iC及各次谐波的波形图1.4.4 集电极余弦脉冲电流iC的频谱由于晶体管集电极电流为尖顶余弦脉冲,为了不失真的放大信号,晶体管集电极负载回路必须采用具有选频滤波特性的LC并联谐振回路。
当回路调谐于输入信号频率(基波频率)时,高频功率放大器的输出信号为:uc(t)?IC1mRPcos?t1.4.6 IC0?ICmax?0(?) 1.4.7 IC1m?ICmax?1(?) 1.4.8式中,uc(t)为谐振回路的端电压;RP为回路的等效谐振电阻;ICmax为集电极余弦脉冲电?0(?)、?1(?)流的最大值;IC0为脉冲电流的直流分量;IC1m为脉冲电流基波分量的振幅;为余弦脉冲分解系数;?为余弦脉冲电流的导通角,为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率,谐振功率放大器导通角常取?= 60°。
~ 80°2. 丙类谐振功率放大器的主要技术指标⑴输出高频交流功率: Po?Uom2RL2?UormsRL21.4.9⑵电源电压提供的直流功率PD: PD?ECIC01.4.10⑶集电极效率?C: ?c?PoPD1.4.11式中,Uom为输出电压振幅, Uorms为输出电压有效值,RL为负载电阻。
3. 丙类高频谐振功率放大器的三种工作状态谐振功率放大器的工作状态应同时满足内部特性和外电路特性。
由于谐振功率放大器为丙类状态,不存在直流工作点,只存在动态(交流)工作点(uBE、iC、uCE),动态点的轨迹称为动态特性或动态线,如图1.4.5所示。
图1.4.5 高频功率放大器动态特性 iC?f(uBE,uCE)当晶体管确定后,四个外部电路参量EC、EB、Ubm和RP 不同,使电路分别工作在欠压、(Ucm、ICO、IC1m;PD、PO、PC、?C)临界和过压状态,同时也影响电路的性能,当EC、EB、Ubm和RP一定时,工作状态及性能也就唯一地确定了。
4.负载对工作状态的影响及负载特性(Ucm、ICO、IC1m;PD、PO、PC、?C)维持EC、EB、Vbm 不变,放大器的工作状态和性能随负载RP变化的特性,称为负载特性。
,图1.4.6 负载RP对工作状态的影响三种工作状态比较:⑴临界状态图1.4.7 负载特性PO达到最大,?C也较高,是最佳工作状态,对应的谐振电阻RP称为谐振功率放大器的最佳匹配电阻。
⑵过压状态效率?C较高,回路端电压Ucm基本不变,近似恒压源,常用于需要维持电压比较稳定的场合,集电极调幅就工作于过压状态。
⑶欠压状态PO比较小,?C也比较低,故很少采用,基极调幅需要工作于欠压状态。
5. 电源电压Ec对工作状态的影响及集电极调制特性(Ucm、ICO、IC1m;PD、PO、PC、?C)维持EB、Ubm、RP不变,放大器的工作状态和性能随EC变化的特性,称为集电极调制特性。
图1.4.8EC对工作状态的影响篇二:高频实验三高频丙类谐振功率放大器实验报告实验三高频丙类谐振功率放大器实验一、实验目的1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。
2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。
4. 掌握测量丙类功放输出功率,效率的方法。
二、实验使用仪器1. 丙类谐振功率放大器实验板2. 200MH泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 扫频仪(安泰信)三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。
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最高为50%,而丙类功放的θ<90°,效率η可达到80%。
谐振功率放大器采用丙类功率放大器,采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。
iL高频谐振功率放大器电压和电流关系在集电极电路中,LC振荡回路得到的高频功率为P0?12Ic1mU?12Ic1mRe?21U2cmcm2Re集电极电源EC供给的直流输入功率为PE?ECIC0集电极效率ηP0PE1Ic1mUC为输出高频功率Po与直流输入功率PE之比,即?C??cm2IC0EC静态工作点、输入激励信号幅度、负载电阻,集电极电源电压发生变化,谐振功率放大器的工作状态将发生变化。
如图3-3所示,当C点落在输出特性(对应uBEmax的那条)的放大区时,为欠压状态;当C点正好落在临界点上时,为临界状态;当C 点落在饱和区时,为过压状态。
谐振功率放大器的工作状态必须由集电极电源电压EC、基极的直流偏置电压EB、输入激励信号的幅度Ubm、负载电阻Re四个参量决定,缺一不可,其中任何一个量的变化都会改变C点所处的位置,工作状态就会相应地发生变化。
2.实验电路高频谐振功率放大器实验电路四、实验内容1.丙类谐振功率放大器实验电路的调整。
2. 丙类谐振功率放大器的激励调制特性测试---激励电压变化对放大器工作状态的影响测试。
3.谐振功率放大器的负载特性测试---负载变化对放大器工作状态的影响测试。
4.集电极电源电压变化对谐振功率放大器工作状态的影响(集电极调制特性)的测试。
五、实验步骤及数据记录与分析1.高频谐振功率放大器实验电路的调整{用高频信号源提供10.7MHz的输入信号由IN1端接入高频谐振功率放大器实验电路,幅度在1V左右。
调整电位器RW1和微调CV1、CV2、B1、B2, 在OUT端用示波器,观测到放大后的不失真的输入信号。
当输出信号幅度最大,失真最小时,认为功放已经调谐了。
}调谐中发现CV1、CV2对波形影响更显著,故先调整CV1、CV2使得有较为理想的输出波形,再配合上B1、B2一起进行微调。
2. 丙类谐振功率放大器的激励调制特性测试{逐步增加基极输入激励信号的幅度,保持电源电压Ec=12V(测量TP5点),负载RL不变,观察射极电压波形,看是否出现凹陷,当出现凹陷时,可以认为进入了过压工作状态。
当激励信号的幅度逐渐增加时,观察对集电极输出电压波形、集电极电流波形的影响、测量集电极输出电压Uo、由TP3处测量直流电压Ve,发射极平均电流IC0=Ve/R7,根据前面的关系式,计算电源消耗的总功率,效率,输出功率。
分别在欠压,零界和过压三种状态下,选取一点测量电源消耗的总功率,效率,输出功率,并记录。
}电路消耗的总功率P输出功率P0效率??P0P?Ec?Ico?Ec?VeR7?Vcm22RP实验测得R7?29.9?,Ec=10.378V。
在实际实验箱上进行实验时,Ec无法达到要求的12V,由于实验箱元件都为固定元件,通过可调电阻调节使得Ec最大只能调到10.378V,所以采用10.378V进行实验。
此处Uo测量的为峰峰值,在代入计算时除以2作为Vcm。
由数据能够看出,随着激励信号幅度的增大,集电极输出电压幅度越来越大,输出功率越来越大,效率也越来越高,工作状态也由欠压变成临界再变成过压。
原因是当EB增大时,会引起θ、iCmax增大,从而引起IC0、Ic1m、Ucm增大。
由于EC不变,UCEmin=EC-Ucm则会减小,这样势必导致工作状态由欠压变到临界再进入过压。
进入过压状态后,集电极电流脉冲高度虽仍有增加,但凹陷也不断加深。
由测得数据绘制曲线如下:由曲线中可以看出,在激励信号为420mV即0.42V点处,曲线斜率发生明显变化,该点为临界状态,左边为欠压状态,右边为过压状态。
在激励信号幅度小于0.1V的几个点出现不符合曲线走势的状况,可能是由于激励信号幅度过小,所以集电极输出电压幅值也很小,仪器测量精度无法准确分辨而带来的误差。
篇三:高频功率放大器实验实验报告课程名称:高频电子线路实验指导老师:韩杰、龚淑君成绩:__________________ 实验名称:高频功率放大器实验类型:验证型实验同组学生姓名: _一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的1、了解高频功率放大器的主要技术指标——输出功率、中心频率、末级集电极效率、稳定增益或输入功率、线性动态范围等基本概念,掌握实现这些指标的功率放大器基本设计方法,包括输入、输出阻抗匹配电路设计,回路及滤波器参数设计,功率管的安全保护,偏置方式及放大器防自激考虑等。
2、掌握高频功率放大器选频回路、滤波器的调谐,工作状态(通角)的调整,输入、输出阻抗匹配调整,功率、效率、增益及线性动态范围等主要技术指标的测试方法和技能。