实验三 高频谐振功率放大器

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1、实验三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，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。三、实验内容参照正弦波振荡、变容二极管调频、功放和调频发射模块(断开JA1)组成高频谐振

2、功率放大器1．调节WA1，使QA1的静态工作点为ICQ=7mA(VE=2.2V)。2．连接JA1，JA2，JA3，从TA101处输入10.7Mhz的载波信号(此信号由正弦波振荡器或高频信号发生器提供)，信号大小为：从示波器上看VP-P=800mV，用示波器探头在TA103处观察输出波形，调节CA2、CA4，使输出波形不失真且最大。3．从TA101处输入10.7Mhz载波信号，信号大小从示波器上看VP-P=0mV开始增加，用示波器探头在TA102上观察电流波形，直至观察到有下凹的电流波形为止(此时如果下凹的电流波形左右不对称，则微调BA

3、101或CA2即可)。如果再继续增加输入信号的大小，则可以观测到下凹的电流波形的下凹深度增加4．测量负载特性1)测试条件：fo=10.7MHz，Ubm=1V左右。Vcc=12V。2)改变RL的阻值，测出相应的Ico和URL值填于表中，并计算PL、PD、η。在测试过程中要注意波形不失真。RL(Ω)llllL5175168240560Ico(mA)URL(mV)PD(mW)PO(mW)η其中:RL:负载电阻ICO:集电极电流URL:负载电阻上的电压（毫伏表不准也可以用示波器测量后进行换算）PD:直流功率(PD=UccIco)PO(PC):

4、输出功率()η：效率5改变激励电压的幅度，观察对放大器工作状态的影响。使RL=50Ω(连JA3、JA4、JA5)，用示波器观察QA2发射极上的电流波形，改变输入信号大小，观察放大器三种状态的电流波形。四．实验步骤和数据1．记录实验步骤和数据；步骤①调节WA1，使QA1的静态工作点为ICQ=7mA(VE=2.2V)。②连接JA1，JA2，JA3，从TA101处输入10.7Mhz的载波信号(此信号由正弦波振荡器或高频信号发生器提供)，信号大小为：从示波器上看VP-P=800mV，用示波器探头在TA103处观察输出波形，调节CA2、CA4，

5、使输出波形不失真且最大。数据工作点甲类Vb=2.2VVc=11.5VVe=1.3V丙类Vb=0VVc=12VVe=0V丙类0.6V基准线0V0.5V-0.8V基准线0V输入输出Ul=2.6/2√2VRl=75Ωucc=12VIc0=18mA2．计算放大器的输出功率和效率；PO(PC):输出功率=0.023Wη：效率=0.048=4.8%3.对实验参数和波形进行分析，说明输入激励电压，负载电阻对工作状态的影响①电源电压对工作状态的影响:当Vcc↓时,放大器工作状态由欠压状态→临界状态→过压状态过渡。高频功率放大器工作在过压状态时，基波电

6、压振幅UC与集电极电源电压Vcc成线性变化。增加Vcc可以提高集电极电压利用系数，提升集电极电压输出功率。②当增大输入激励电压Vbb时，放大器工作状态由欠压状态→临界状态→过压状态过渡。高频功率放大器工作在欠压状态时，基波电压振幅UC与基极偏置电压Ubb成线性变化。③随着R从小变大，放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态过渡。过压区与欠压区，集电极输出功率都比较小，要使高频功率放大器给出足够大的功率，只有工作在临界状态才能保持最好的能量关系。结合数据和图形可以看出：RL↓→UC↓，Ve基本保持不变。基波电压UC为余弦波，当RL下降到一

7、定值时，输出端波形开始产生失真。当RL在过压区时，UC变化减小，随着RL的增大仍有所增加。三.实验波形实际过压状态时TT1处的波形实际欠压状态时TT1处的波形第一级输出曲线第二级输出放大器曲线分析:高频功率放大器工作在丙类过压状态时会产生凹形脉冲第二级滤波后的输出曲线分析:高频功率放大器的输出波形经过谐振器的滤波作用后从凹形脉冲变为正余弦曲线,所以完整的恢复了原始信号五.思考题:1画出放大器三种工作状态的电流波形:2说明输入激励电压，负载电阻对工作状态的影响；答：当Vbm较小的时候，放大器工作在欠压区,随着Vbm增大，放大器进入过压状

8、态3说明丙类放大器在输入信号不能完全通过的情况下，输出信号不失真的原理。答:输出电流虽然是余弦脉冲，但是包含很多基频.在集电极采用并联谐振回路使其工作于基频,它对基频呈现很大的纯阻性.因此由于谐振回路的滤波作用,任然能得