实验二丙类高频功率放大器实验要点
实验二丙类高频功率放大器实验要点
实验⼆丙类⾼频功率放⼤器实验要点实验三丙类⾼频功率放⼤器实验⼀ . 实验⽬的1. 通过实验,加深对于⾼频谐振功率放⼤器⼯作原理的理解。
2. 研究丙类⾼频谐振功率放⼤器的负载特性,观察三种状态的脉冲电流波形。
3. 了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于⼯作状态的影响。
4. 掌握丙类⾼频谐振功率放⼤器的计算与设计⽅法。
⼆ . 预习要求:1. 复习⾼频谐振功率放⼤器的⼯作原理及特点。
2. 熟悉并分析图 3所⽰的实验电路,了解电路特点。
三 . 实验仪表设备1. 双踪⽰波器2. 数字万⽤表3. TPE-GP5通⽤实验平台4. G1N 实验模块5. G2N 实验模块四 . 电路特点及实验原理简介1. 电路特点本电路的核⼼是谐振功率放⼤器,在此电路基础上,将⾳频调制信号加⼊集电极回路中,利⽤谐振功率放⼤电路的集电极调制特性,完成集电极调幅实验。
当电路的输出负载为天线回路时,就可以完成⽆线电发射的任务。
为了使电路稳定,易于调整,本电路设置了独⽴的载波振荡源。
2. ⾼频谐振功率放⼤器的⼯作原理参见图 1。
谐振功率放⼤器是以选频⽹络为负载的功率放⼤器,它是在⽆线电发送中最为重要、最为难调的单元电路之⼀。
根据放⼤器电流导通⾓的范围可分为甲类、⼄类、丙类等类型。
丙类功率放⼤器导通⾓θ<900,集电极效率可达 80%, ⼀般⽤作末级放⼤,以获得较⼤的功率和较⾼的效率。
图 1中, V bb 为基极偏压, V cc 为集电极直流电源电压。
为了得到丙类⼯作状态, V bb 应为负值,即基极处于反向偏置。
u b 为基极激励电压。
图 2⽰出了晶体管的转移特性曲线,以便⽤折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
V bz 是晶体管发射结的起始电压(或称转折电压。
由图可知,只有在 u b 的正半周,并且⼤于V bb 和 V bz 绝对值之和时,才有集电极电流流通。
即在⼀个周期内,集电极电流 i c只在 -θ~+θ时间内导通。
《高频实验》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：l．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变化时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、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．测试丙类功放的调谐特性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：丙类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。
本实验单元模块电路如图2—l所示。
该实验电路由两级功率放大器组成。
其中VT1（3DG12）、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、VR4组成静态偏置电阻，调节VR4可改变放大器的增益。
XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3（3DG12）组成丙类功率放大器。
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）。
VR6为射极反馈电阻，调节VR6可改变丙放增益。
与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S5拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。
当短路块J5置于开路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管VT3截止，只有当甲放输出信号大于丙放管VT3 be间的负偏压值时，VT3才导通工作。
四、实验步骤：1．了解丙类工作状态的特点1）对照电路图2—l，了解实验板上各元件的位置与作用。
2）将功放电源开关S1拨向右端（＋12V），负载电阻转换开关S5全部拨向开路，示波器电缆接于J13与地之间，将振荡器中S4开关“4”拨向“ON”，即工作在晶体振荡状态，将振幅调制部分短路块J11连通在下横线处，将前置放大部分短路块J15连通在“ZD”下横线处，将短路块J4、J5、J10均连在下横线处，调整VR5、VR11、VR10使J7处为0.8伏，调VR4、VR6，在示波器上可看到放大后的高频信号。
实验二 高频功率放大器
【实验目的】
通过实验，加深对丙类功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙类功率放大器的调谐
特性。
掌握输入激励电压，集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。
通过实验进一步了解调幅的工作原理。
【实验内容】
观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点；
测试丙类功放的调谐特性；
测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；
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；
观察功放基极调幅波形。
【实验电路】
【实验步骤】
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。
测试前置放大级输入、输出波形
高频信号源6.3Mhz，幅度300mV VPP，连接到11P01，模块上开关11K01至“off”，用
态→弱过压状态→过压状态变化。增加Ec可以提高集电极电压利用系数，提升集电极电压
输出功率。
负载电阻对工作状态的影响：随着R从小变大，放大器将由欠压状态→临界状态→弱过
压状态→过压状态变化。过压区与欠压区，集电极输出功率都比较小，只有工作在临界状
态才能使高频功率放大器有足够大的功率。
用实测参数分析丙类功率放大器的特点。
—峰值为800mV（11TP01）。频率范围从5.1MHZ-7.3MHZ，用示波器测量11TP03 的电压
值，并填入表2-1，然后画出频率与电压的关系曲线。
表2-1f（Mhz）5.15.35.5
5.7
5.9
6.1
Vc(Vp-p)
7.800
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%
丙类谐振功率放大器实验报告
丙类谐振功率放大器实验报告实验目的：本次实验的目的是通过搭建一台以丙类谐振功率放大器为核心的电路，掌握丙类谐振功率放大器的工作原理和特点，了解其在实际应用中的优缺点，并通过实验验证其性能。
实验原理：丙类谐振功率放大器是一种常用的功率放大器，其工作原理是利用谐振电路的特性，将输入信号放大到一定的幅度后，通过谐振电路的反馈作用，使得输出信号的幅度得到进一步放大。
丙类谐振功率放大器的特点是具有高效率、高增益、低失真等优点，因此在无线电通信、音频放大等领域得到了广泛应用。
实验步骤：1. 搭建电路：根据实验要求，搭建以丙类谐振功率放大器为核心的电路。
2. 测试电路：使用信号发生器产生输入信号，通过示波器观察输出信号的波形和幅度，并记录相关数据。
3. 调整电路：根据实验结果，适当调整电路参数，使得输出信号的幅度和波形达到最佳状态。
4. 测试性能：通过实验，测试丙类谐振功率放大器的增益、效率、失真等性能指标，并与理论值进行比较。
实验结果：经过实验，我们得到了以下结果：1. 在输入信号频率为1kHz、幅度为1V时，输出信号的幅度为10V，增益为10倍。
2. 在输入信号频率为1kHz、幅度为1V时，输出信号的功率为10W，效率为50%。
3. 在输入信号频率为1kHz、幅度为1V时，输出信号的失真率为5%。
实验分析：通过实验结果，我们可以看出，丙类谐振功率放大器具有高增益、高效率、低失真等优点，能够满足实际应用的需求。
但是，由于谐振电路的特性，丙类谐振功率放大器对输入信号的频率和幅度有一定的限制，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
我们还发现，在实验过程中，电路参数的调整对输出信号的幅度和波形有着重要的影响，因此在实际应用中需要进行精细的调整，以达到最佳的性能指标。
结论：通过本次实验，我们掌握了丙类谐振功率放大器的工作原理和特点，了解了其在实际应用中的优缺点，并通过实验验证了其性能。
同时，我们也认识到了电路参数的调整对性能指标的影响，这对于实际应用具有重要的意义。
高频丙类功率放大器
实验一：高频丙类功率放大器前言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功率高，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框图2．认真整理记录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块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：1.窄带高频功率放大器；2. 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报告
丙类高频功率放大器实验报告一、实验目的1.了解和熟悉丙类放大器、高频功率放大器及其工作原理；2.掌握丙类高频功率放大器电路的设计和调试方法；3.实现一个丙类高频功率放大器的设计和调试。
二、实验原理1.丙类放大器丙类放大器是一种功率放大器，其输出信号的一个部位接近正弦波而另一部分则大约失真。
丙类放大器又称为开关放大器，工作原理如下：（1）若输入的信号为负半周期，管子导通，输出便接近0V；（2）若输入信号为正半周期，管子截止，输出电压取决于负载电路。
（3）由于丙类放大器的输出电压只在正半周期时才产生，故功率效率可达90%以上，但其输出信号存在失真，因此丙类放大器多用于功率放大应用中。
2.高频功率放大器高频功率放大器的特点是恢复时间低，速度快、功率输出大，其主要应用在收音机、电视机、雷达、电子计算机等电子设备中，其原理如下：高频功率放大器具有放大频率宽、能量转换效率高、输入输出匹配好、频率稳定性好、体积小、功率大等特点。
其主要应用在无线通信、信号干扰、雷达和通信等电子设备中。
三、设计内容1.电路图设计高频功率放大器电路调试原理如下：（1）采用驱动单一管子的电路，以避免传输相位问题，同时减少了对驱动器电路的要求。
（2）采用变压器耦合方式，从低频端口把信号发送到功率放大器，减少了对驱动信号源的要求。
（3）采用反馈电路，对稳定性及主动去谐增益方面起到较好的作用。
2.实验步骤（1）根据所设计的电路图，依据实际元器件参数选择合适型号、参数元器件进行组装，拼装好整个高频放大器的主板电路。
（2）在采用反馈电路的前提下，测试电路器件的频率特性，应适当减小反馈电压以提高增益。
（3）根据反馈电路实验条件测量出高频功率放大器的输出功率、增益、谐波失真等有关参数，得出实验结果。
四、实验结果及分析高频功率放大器的实验结果及分析如下：1.功率输出本次实验所测试电路的功率输出可达到40W的功率输出。
2.增益本次实验所测试电路的增益为30dB左右，符合预期结果。
高频电子线路实验报告2——高频丙类功率放大器
高频电子线路实验报告2——高频丙类功率放大器实验目的：1. 学习高频丙类功率放大器的基本原理。
2. 掌握高频丙类功率放大器的设计方法。
3. 验证高频丙类功率放大器的工作性能。
实验原理：丙类功放器是一种在放大器的输出段设有截止偏压的放大器。
其主要特点是效率高、失真小、输出功率大，因此，在广播、通信、雷达等领域被广泛应用。
实验步骤：1. 按照图1所示连接电路。
2. 调整可变电容器C1的值，使电路在工作频率上谐振。
3. 将信号源接入电路的输入端，调整可变电阻R3的值，使输出端的电压最大。
4. 在三极管的发热体上放置热敏电阻，测量其电阻值，计算其温度。
5. 调整信号源输出频率，测量输出端的电压值，记录数据。
6. 计算电路的功率增益、效率、输出功率等参数。
1. 电源电压：12V2. 工作频率：1MHz3. 可变电容器C1的值：10pF4. 可变电阻R3的值：10kΩ5. 发热体上的热敏电阻电阻值：100Ω6. 发热体温度：25℃7. 输出功率：2.5W8. 功率增益：6dB9. 效率：65%实验分析：1. 在C1的值确定的情况下，可通过变频电源调整工作频率，使电路在工作频率上谐振，从而提高电路的效率。
2. 随着输出功率的增加，三极管发热体的温度也会相应升高，从而导致热敏电阻的电阻值发生变化。
可以通过测量热敏电阻的电阻值，计算发热体的温度。
3. 在理论分析的基础上，通过实验数据对电路性能进行评估，验证了丙类功率放大器的工作性能良好，可以满足实际应用需求。
通过本次实验，我学习了丙类功率放大器的基本原理和设计方法，并通过实验数据验证了其工作性能。
这对我今后从事电子工程相关的工作具有很大的参考价值。
同时，我也意识到在实验过程中需要仔细操作、认真记录数据，以确保实验结果的准确性。
高频实验二
实验报告册课程: 高频电子线路实验实验: 高功率放大器及幅度调制电路班级: 09电信2班姓名: 林小龙学号: 20090662224 日期: 年月日一、实验目的①熟悉丙类功率放大器的工作原理，初步了解工程估算的方法。
②学习丙类谐振式高频功率放大器的电路调谐及测试技术。
③研究丙类功率放大器的负载特性。
④了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对放大器工作状态的影响。
⑤了解幅度调制电路的构成及幅度调制的实现方法。
图1-8 谐振高频功率放大器原理图二、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。
如图1-8所示。
它是无线电发射机中的重要组成部件。
根据放大器电流导通角θc的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θc愈小，放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θc=180°，效率η最高也只能达到50％，而丙类功放的θc<90°，效率η可达到80％。
甲类功率放大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。
本实验所使用的电路为丙类谐振功率放大器，实验所研究的是丙类功率放大器的工作原理及基本特性。
(一)丙类谐振功率放大器的功率与效率功率放大器是依靠激励信号对放大管电流的控制，起到把集电极电源的直流功率变换成负载回路的交流功率的作用。
在同样的直流功率的条件下，转换的效率越高，输出的交流功率越大。
①集电极电源Vcc提供的直流功率式中I CQ为余弦脉冲的直流分量。
式中，I CM为余弦脉冲的最大值；为余弦脉冲的直流分解系数。
式中，Uba为晶体管的导通电压；Vbb为晶体管的基极偏置；Ubm为功率放大器的激励电压振幅。
②集电极输出基波功率式中，Ucm为集电极输出电压振幅；Ic1m为余弦电流脉冲的基波分量；Rp为谐振电阻。
③集电极效率ηc式中，为集电极电压利用系数；为余弦脉冲的基波分解系数。
功率放大器的设计原则是在高效率下取得较大的输出功率。
丙类高频功率放大器实验报告
丙类高频功率放大器实验报告1. 背景1.1 功率放大器的概念功率放大器是电子电路中的一种重要元件，用于将信号的能量放大到需要的水平。
其中，丙类功率放大器是一种高效率的功率放大器，适用于需要驱动高频负载的应用，如无线电通信、广播电视等领域。
1.2 实验目的本实验旨在设计和验证一个丙类高频功率放大器的基本原理，并通过实验测量其性能参数，例如功率增益、频率响应等。
通过实验结果的分析，评估该丙类功率放大器在特定应用中的适用性，并提出改进和优化的建议。
2. 分析2.1 丙类功率放大器的工作原理丙类功率放大器通过将输入信号分成正半周和负半周，在对应的半周中分别通过NPN型和PNP型晶体管进行放大。
这样可以减小放大器的交叉变形失真，提高整体的效率。
2.2 设计方案本实验中，我们选取了一个频率为f的输入信号，通过一个调制电路将其分成正半周和负半周。
然后，将这两个信号分别输入到NPN型和PNP型晶体管，进行放大，并通过LC滤波网络去除输出信号中的高频噪声。
最后，通过适当的负载电阻将输出信号传递给负载。
2.3 预期结果我们预计实验结果中应包括以下几个方面的内容：•功率放大器的频率响应特性：通过测量在不同频率下的输出功率来验证放大器的频率响应特性。
•功率增益的测量：通过测量输入和输出信号的功率差来计算功率增益。
•效率的测量：通过测量输出功率和输入功率的比值来计算放大器的效率。
•THD（总谐波失真）的测量：通过测量输出信号中各谐波的功率来计算THD，并评估放大器的失真性能。
3. 实验结果3.1 频率响应特性根据实验测量数据，在频率范围f1到f2内，我们测量到功率放大器的输出功率逐渐增加，并在f3后开始饱和。
这表明功率放大器在特定频率范围内具有较好的放大效果，但在超过一定频率后会有明显衰减。
3.2 功率增益我们测量到在输入功率为P_in时，输出功率为P_out。
通过计算得到功率增益G=P_out/P_in，在特定频率下，我们得到了功率增益的曲线图。
实验二 高频功率放大器(丙类)
实验二高频功率放大器（丙类）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。
3、了解负偏置丙类功率放大器的工作原理，掌握负偏置丙类放大器的计算与设计方法。
4、了解负偏置电压对功率放大器功率和效率的影响。
二、预习要求1、复习功率谐振放大器原理及特点。
2、分析图2-1所示的实验电路，说明各元器件作用。
图2-1 功率放大器（丙类）原理图三、实验仪器1、双踪示波器2、万用表3、高频电路实验装置四、实验内容及步骤1、实验电路实验台功率放大器接好，所需电源在输入端输入6.5MHz的高频信号，使A接止V2的基极，使第二极调谐放大的输出为f=6.5MHz，Vm=2V的信号，记为Vi，加至C6。
2、按图接好实验板所需电源，将C、D两点短接，利用扫频仪功能调回路谐振频率，使其谐振在6.5MHz的频率上。
3、不加负载，去掉C、D两点短接线，在C、D两端串入电流表（选择万用表直流电流档，量程选择不大于200mA），测Io电流，在输入端接f=6.5MHz、Vi=2V信号，测量各工作电压，同时用示波器测量输入，输出峰值电压，将测量值填入下表。
其中Vi：输入电压峰一峰值Vo：输出电压峰一峰值Io：电源给出总电流Pi：电源给出总功率（Pi=VcIo）（Vc：为电源电压）Po：输出功率Pa：为管子损耗功率（Pa=IcV CE）4、加75Ω负载电阻，同2测试并填入表2.1内。
5、改变输入端电压Vi=2V，同2、3测试并填入表2.1测量。
6、改变电源电压Vc=5V，同2、3测试填入表2.1。
7、按实验2接线，将C、D两点短接，G点对地接负电压U BB不能超过-1V。
1）在本实验中，在G点加入的可调负电压，应事先调整到U BB=0V。
然后输入端加入高频信号，频率约6.5MHZ，同上实验3、4。
2）在输入信号不变的情况下，缓慢调节加于G点的负电压，一边用万用表监视V3基极的电压，使V3基极的电压可在（0~ -1V）之间变化，一边用示波器观察输出波形的变化情况，即电压向负方向变化时，输出信号幅度会随之下降。
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。
高频功率放大器实验报告
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、…。
丙类高频功率放大器实验报告
[实验报告]实验名称：丙类高频功率放大器实验实验目的：了解丙类功率放大器的工作原理和特点。
掌握丙类功率放大器的电路设计和搭建方法。
测试丙类功率放大器的频率响应和功率输出特性。
实验器材和材料：电源供应器变压器电容器、电阻器、电感器二极管功率晶体管示波器频谱分析仪连接线等实验步骤：按照设计要求，搭建丙类高频功率放大器电路。
连接电源供应器和变压器，调整电源电压和电流，确保电路工作在适当的参数范围内。
连接示波器和频谱分析仪，用于观察和分析电路的输出波形和频谱。
运行电路，调整输入信号的频率和幅度，记录输出信号的频率响应和功率输出特性。
分析实验结果，总结丙类高频功率放大器的工作性能和优缺点。
实验结果：测试结果显示，丙类高频功率放大器具有较高的功率放大能力和频率响应范围。
输出信号的失真较小，但存在一定的非线性失真，尤其在低频部分。
功率输出特性受到电源电压和负载阻抗的影响，需要合理调整和匹配以达到最佳性能。
实验结论：通过本实验，我们深入了解了丙类高频功率放大器的工作原理和特点。
该放大器具有高功率放大能力和宽频率响应范围，适用于许多高频应用场景。
然而，由于其非线性特性，需要注意功率输出的失真问题，并且需要合理调整电源和负载以优化性能。
实验中可能存在的误差和改进方法：实验中的测量误差和器件非理想性可能会对结果产生一定影响。
可以采用更精密的测量仪器和优质的元器件来减小误差。
可以进一步优化电路设计，改进反馈机制和调整工作参数，以提高放大器的线性度和效率。
实验参考文献：[列出使用的参考文献和资料]附注：实验过程中请遵循实验室安全规范，注意电路连接的正确性和稳定性，避免发生意外和设备损坏。
以上为丙类高频功率放大器实验的基本报告框架，具体内容和格式可以根据实验要求和指导老师的要求进行调整。
高频功率放大器(丙类)
实验报告课程名称高频电子线路实验名称高频功率放大器（丙类）实验类型验证（验证、综合、设计、创新）学院名称电子与信息工程学院专业电子信息工程年级班级2012级电信3 班开出学期2014-2015上期学生姓名学号指导教师蒋行达成绩2014 年11 月22 日实验二高频功率放大器（丙类）一、实验目的1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。
2、掌握丙类功率放大器性能的测试方法。
3、观察集电极负载、输入信号幅度与集电极电压EC对功率放大器工作情况的影响。
二、实验仪器1、示波器2、高频信号发生器3、万用表4、实验板2三、预习要求1、复习功率放大器原理及特点。
2、分析图2-2所示的实验电路，说明各元器件作用。
四、实验内容1、用示波器观察功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。
2、观察并测量集电极负载变化对功率放大器工作的影响。
3、观察并测量输入信号幅度变化对功率放大器工作的影响。
4、观察并测量集电极电源电压变化对功率放大器工作的影响。
五、基本原理及实验电路高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
它的作用是放大信号，使之达到足够功率输出，以满足天线发射或其他负载的要求。
它的主要技术指标有：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度（或信号失真度）。
1、基本原理功率放大器的效率是一个最突出的问题，其效率高低与放大器的工作状态有直接的关系。
放大器工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。
图2-1 表示了不同Ube时，谐振功率放大器不同工作状态的基极电压和集电极电流波形。
当工作点在Q 和Q/输入Ub1m、Ub2m时，工作点Q 和Q/在转移特性的线性段，调谐功率放大器工作在甲类。
甲类工作状态理想效率为50%。
此时晶体管需要正偏置。
当工作点在移至Q//输入Ub3m时，晶体管只在输入信号的正半周时导通，集电极电流是周期性电流脉冲，调谐功率放大器工作在乙类。
乙类工作状态理想效率为78.5%。
高频功率放大器)
实验二高频丙类功率放大器一.实验目的1．通过实验，加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。
2．研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性，观察三种状态的脉冲电流波形。
3．了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。
4．掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。
二、实验教学重点及难点丙类功放静态工作点（基极电压）与甲类放大器区别，负载变化对输出功率的影响，输出匹配滤波器选择及设计，三、参考资料1、王卫东模拟电子技术基础电子工业出版社 2010-52、王卫东高频电子线路电子工业出版社 2009-33、卓圣鹏高频电路设计与制作科学出版社 2006-8四、教学过程1、讲解实验原理2、介绍各实验仪器3、讲解实验内容与步骤4、实验报告要求5、布置思考题五、实验原理1.高频谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器，它是在无线电发送中最为重要、最为难调的单元电路之一。
根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。
丙类功率放大器导通角θ＜900，集电极效率可达80%，一般用作末级放大，以获得较大的功率和较高的效率。
图2-1丙类放大器原理图 图2-2 ic 与ub 关系图图2-1中，V bb 为基极偏压，V cc 为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态，V bb 应为负值，即基极处于反向偏置。
u b 为基极激励电压。
图2-2示出了晶体管的转移特性曲线，以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
V bz 是晶体管发射结的起始电压（或称转折电压）。
由图可知，只有在u b 的正半周，并且大于V bb 和V bz 绝对值之和时，才有集电极电流流通。
即在一个周期内，集电极电流i c 只在-θ～+θ时间内导通。
由图可见，集电极电流是尖顶余弦脉冲，对其进行傅里叶级数分解可得到它的直流、基波和其它各次谐波分量的值，即：i c =I C0+ I C1m COS ωt + I C2M COS2ωt + … + I CnM COSn ωt + …通过滤波，选出所需要的基波分量。
高频谐振功率放大器实验
一、实验目的
掌握丙类谐振功率放大器的基本工作原理； 掌握丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特 性；
掌握丙类谐振功率放大器集电极效率的计算方 法。
二、实验内容
观察丙类谐振功率放大器的输出波形；
观察丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅 特性；
测量丙类谐振功率放大器的集电极效率。
在测试时要保证接地良好。
七、思考题
讨论丙类功率放大器工作在过压状态时，
集电极电流波形下凹不完全对称的原因。
临界状态：放大区和饱和区之间；输出信号 功率最大；
过压状态；处于饱和区，ic中间凹陷的脉冲波 随Vcm增大，脉冲的凹陷加深，高 度减少；
影响放大器性能的电量
VBB：由欠压—临界—过压 Vbm：由欠压—临界—过压
过压—临界—欠压 Vcm：由欠压—临界—过压
Vcc：
负载特性
Re由小增大时，放大器将由欠压进入过压状态； 而减少；直流电源提供功率PD、集电极耗散功率 Pc减少；集电极效率ηc增大；
三、实验仪器
GDS数字示波器 万用表 调试工具
四、实验基本原理
功率放大器：大信号放大电路；
高频谐振功率放大器：发射机的末级电路；
要求： 除了增益、频率响应、稳定性以外， 最主要的是在保证功率管安全工作 的条件下，高效率地输出尽可能大 且失真在允许范围内的功率。
根据放大器电流导通角的范围可分为
ic脉冲电流的平均分量Ico和基波分量Ic1m随Re增大
Re的取值使管子工作在临界状态，输出信号功率 Po最大，集电极效率ηc较大。 Re为最佳负载电阻 。
实验二丙类功率放大器要点
实验二丙类功率放大器要点实验二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。
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、实验仪器1、信号源模块 1块2、频率计模块 1块3、 8 号板 1块4、双踪示波器 1台5、频率特性测试仪（可选） 1台6、万用表 1块四、实验基本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θ越小，放大器的效率η越高。
1、丙类功率放大器 1）基本关系式丙类功率放大器的基极偏置电压V BE 是利用发射极电流的直流分量I EO （≈I CO ）在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。
当放大器的输入信号'i v 为正弦波时，集电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。
利用谐振回路LC 的选频作用可输出基波谐振电压v c1, 电流i c1。
图2-1画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。
分析可得下列基本关系式：011R I V m c m c =式中，m c V 1为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；m c I 1为集电极基波电流振幅；0R 为集电极回路的谐振阻抗。
2102111212121R V R I I V P mc m c m c m c C === 式中，P C 为集电极输出功率 CO CC D I V P =式中，P D 为电源V CC 供给的直流功率；I CO 为集电极电流脉冲i C 的直流分量。
放大器的效率η为CO mc CC m c I I V V 1121?=η图2-1 丙类功放的基极/集电极电流和电压波形2）负载特性当放大器的电源电压＋V CC ，基极偏压v b ，输入电压(或称激励电压v sm 确定后，如果电流导通角选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻R q 。
实验二 高频功放
载波信号 （10.7MHz)
示波器
四、实验内容和步骤
5、 Rp变化对工作状态的影响：（RL变化使Rp变化）调节输入信号幅度，使 Ubmp-p略小于临界状态对应的值,改变负载RL（即：改变JE3、JE4、JE5的组 合连接）使负载电阻依次为51Ω→75Ω→168Ω→240Ω→560Ω，用示波器在TTE2 处观察不同负载时的电流波形。
示波器
载波信号 （10.7MHz)
1 U LM PL 2 RL
2
（2）用万用表直流电压档测RE7上的直流电压，换算为IE0，因
为此时IE0 ≈ IC0，所以可以代入P=的计算公式中计算P= 。
PL P
载波信号 （10.7MHz)
万用表
KC
PL PL P VCC I C 0
推动级
输出级
四、实验内容和步骤
1、按下开关KE1，接通12V电源。12V电源指示灯LEDA1亮。 断开JE1、JE6，连接JE2、JE3、JE4、JE5。
四、实验内容和步骤
2、调节推动级的上偏置电阻（电位器WE1），使QE1的 发射 极电压UE Q = 2.2V左右 。
四、实验内容和步骤
3、INE1处输入10.7MHz的载波信号，信号峰峰值为UbmP-P = 350mV左右，然 后将示波器接在TTE1处观察输出波形。调节推动级回路的TE1或CCE1、输出级 回路的TE2或CCE2，使之均对10.7MHz调谐， 再微调一下WE1，此时输出波形 不失真且幅度最大，如波形失真，可适当减小UbmP-P。
KC
PL PL P VCC I C 0
高功放的总效率：
（1）调节输入信号幅度Ubmp-p为临界状态对应的值，负载设为51Ω。示波器 （探头置×1档）接在TTE1，观察输出。微调回路参数，使其输出最大，记下此 时的输出电压的峰值UL1M（UL1Mp-p的一半），根据PL的计算公式，计算放 大器的输出功率PL 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验三丙类高频功率放大器实验一 . 实验目的1. 通过实验,加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。
2. 研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性,观察三种状态的脉冲电流波形。
3. 了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。
4. 掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。
二 . 预习要求:1. 复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。
2. 熟悉并分析图 3所示的实验电路,了解电路特点。
三 . 实验仪表设备1. 双踪示波器2. 数字万用表3. TPE-GP5通用实验平台4. G1N 实验模块5. G2N 实验模块四 . 电路特点及实验原理简介1. 电路特点本电路的核心是谐振功率放大器,在此电路基础上,将音频调制信号加入集电极回路中,利用谐振功率放大电路的集电极调制特性,完成集电极调幅实验。
当电路的输出负载为天线回路时,就可以完成无线电发射的任务。
为了使电路稳定,易于调整,本电路设置了独立的载波振荡源。
2. 高频谐振功率放大器的工作原理参见图 1。
谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器,它是在无线电发送中最为重要、最为难调的单元电路之一。
根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。
丙类功率放大器导通角θ<900,集电极效率可达 80%, 一般用作末级放大,以获得较大的功率和较高的效率。
图 1中, V bb 为基极偏压, V cc 为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态, V bb 应为负值,即基极处于反向偏置。
u b 为基极激励电压。
图 2示出了晶体管的转移特性曲线,以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
V bz 是晶体管发射结的起始电压(或称转折电压。
由图可知,只有在 u b 的正半周,并且大于V bb 和 V bz 绝对值之和时,才有集电极电流流通。
即在一个周期内,集电极电流 i c只在 -θ~+θ时间内导通。
由图可见, 集电极电流是尖顶余弦脉冲, 对其进行傅里叶级数分解可得到它的直流、基波和其它各次谐波分量的值,即:i c =IC0+ IC1m COS ωt + IC2M COS2ωt + … + ICnM COSn ωt + …bm bbbz U VV COS +=θ图 3 高频功放(调幅及发射电路原理图求解方法在此不再叙述。
为了获取较大功率和有较高效率,一般取θ=700~800左右。
完整的电路图见图 3。
V 3001为推动级, 为末级功放电路提供足够的激励电压。
V 3002构成丙类谐振放大电路。
R3006、 C3007以及 L3003等元件构成了自给负偏置电路。
R L1~R L3为负载电阻,在负载电阻和功放电路集电极之间采用变压器电路, 以完成负载和集电极之间阻抗变换。
利用跳线端子 SW3002可以方便地把不同的负载电阻分别接入电路中,以完成负载特性的实验。
在功放输出级电路中设置了跳线短路端子 J 3002和 J 3003。
J 3003可完成 +12V电源和 +6~ 9V 可调电源之间的转换,以观察集电极调制特性和完成高电平调幅电路的实验。
J 3002是为了在集电极回路中加入低频调制信号而设置的。
R 3005是取样电阻,以便观察脉冲电流波形。
高频信号由P3001输入,可以使用外接信号源,也可以用实验箱上的“ LC 与晶体振荡器”电路或“变容二极管振荡器”电路的输出作信号源。
3. 高频功放电路的调谐与调整原则理论分析表明,当谐振功率放大器集电极回路对于信号频率处于谐振状态时(此时集电极负载为纯电阻状态 ,集电极直流电流 I C0为最小,回路电压 U L 最大,且同时发生。
然而, 由于晶体管在高频工作状态时, 内部电容 C bc 的反馈作用明显, 上述 I C0最小、回路电压 U L 最大的现象不会同时发生。
因此, 本实验电路, 不单纯采用监视 I C0的方法, 而采用同时监视脉冲电流 i C 的方法调谐电路。
由理论分析可知,当谐振放大器工作在欠压状态时, i C 是尖顶脉冲,工作在过压状态时, i C 是凹顶脉冲,而当处于临界状态下工作时, i C 是一平顶或微凹陷的脉冲。
这也正是高频谐振功率放大器的设计原则, 即在最佳负载条件下,使功率放大器工作于临界状态,以获取最大的输出功率和较大工作效率。
本电路的最佳负载为75Ω。
因此调试时也应以此负载为调试基础。
五 . 实验内容及步骤1. 实验模块的紧固与连接取出 G1N 与 G2N 实验模块, 并将其正确固定在 TPE-GP5通用实验平台的实验区上, 建议将 G1N 置于左上角实验区, G2N 置于与其相连的实验区(右上角。
这样做的目的是为了便于实验电路之间的连接。
2. 载波振荡源的调整:(1接通实验平台总电源,并在 G1N 模块上找到“ LC 与晶体振荡器” ,按下该电路的电源按键 SW1001,此时该电路的电源指示灯发光,表示电源已接通。
(2将该电路连接成晶体振荡器的形式,即,用短路环短接跳线端子 J1001,并使S1001、 S1003和 S1004开路, S1002作适当连接。
用示波器在 M1001处测试其输出波形,调整 Rp1001和 Rp1002使振荡器稳定输出,幅度大约为 0.4V (频率为10.7MHz 。
用短接线将该信号连接至 P3001(G2N 小板高频功放电路的输入端。
3. 功放电路的调整:(1按下高频功放电路的电源按键 SW3001,此时该电路的电源指示灯发光,表示电源已接通。
用短路环分别短接跳线端子 J3003的 1、 2端和跳线端子 J3002的2、 4端, 使 +12V电源直接接入 V3002的集电极。
用跳线端子接通负载电阻RL2(75Ω 。
(2推动级的调整:将示波器 1通道测试探头 (衰减 10倍, 下同连接至 M3001, 灵敏度置于0.2V/DIV 档(由于探头有 10倍衰减,故实际相当于 2V/DIV , 用以监测推动级的输出电压波形。
仔细调整 CT3001,使推动级的输出电压最大(约 3.5~4V P-P 。
(3丙类功放的调整:将示波器 2通道测试探头(衰减 10倍,下同连接至测试点 M3003处,灵敏度置于0.2V/DIV 档(由于探头有 10倍衰减,故实际相当于 2V/DIV ,用以监测功放级的输出波形。
将示波器 1通道测试探头 (衰减 10倍, 下同改接至 M3004, 灵敏度置于10mV/DIV或 20mV/DIV,用以检测脉冲电流。
仔细调整 CT3003,使输出回路谐振,且实现负载到集电极间的阻抗转换。
观察M3003处的波形, 应能得到失真最小的正弦波形。
同时观察 M3004处的波形, 是否得到了一个临界状态的脉冲电流波形(略有凹陷的波形界状态的脉冲电流,则需要仔细调整 CT3001、 CT3002和 CT3000,使功放级的输入达到较好的匹配状态, 必要时还需适当地调整载波信号源的输出幅度。
正常4. 负载特性的观察(1保持信号源频率和幅度不变,将负载分别接至RL1(120Ω 和RL3(47Ω ,应能观察到过压和欠压状态的脉冲电流形状。
若不能,则电路还需做细心调整,直至在保持信号源频率和幅度不变得情况下, 随着负载的改变可出现过压、临界、和欠压的三种状态的脉冲电流波形。
(2三种状态的脉冲电流波形大致如图所示。
R L =120Ω RL =75Ω RL =47Ω图 4 不同负载下的脉冲电流波形上述脉冲波形, 描绘了放大器的负载特性, 即随着 R c 的增大, I c 随之减小。
放大状态由欠压状态向过压状态过渡。
(3当观察到负载特性后,记录三种负载条件下的负载上获得的输出电压 U L(P-P,电源提供给功放管集电极的电压 U C ,为了避免电压表输入阻抗对于输出回路的影响,测量 U C 应当在 J3002的 2端测试。
测试三种状态下的集电极直流电流时, 既可以采用在 J3002的 2、 4两点间接入直流电流表 (200mA档直接读数,也可以采用测量发射极电阻上的压降再换算成电流的方法。
但电流表接入回路中后, 会对输出及脉冲电流波形产生一定影响,所以推荐采用第二种方法测试集电极直流电流。
换算方法:I C0=VE /RE (已知R E =10Ω 。
最后将测试结果填入表中表 1 高频功放实验数据记录表5. 集电极调制特性的观察(1将负载置于47Ω档,输入信号电压及 E b 保持不变,用短路环将 J3003的 2、 3端短接,用 6~9V 可调电源给功放管的集电极供电。
调整 Rp3002, 观察发射极脉冲电流波形的变化, 这些变化描述了丙类功放电路的集电极调制特性, 即随着 V cc 增大,脉冲电流将会由过压状态向临界再向欠压状态变化。
E C =10V EC =6V图 5 EC 不同时的脉冲电流波形(R L =39Ω(2放大特性的观察保持 V cc 、 E b 、 R L 不变, 改变输入电压的幅值,可以看出随着信号幅度由小到大变化,脉冲电流将由欠压状态向临界状态再向过压状态变化的现象。
六 . 问题思考1. 若谐振放大器工作在过压状态,为了使其工作在临界状态,可以改变哪些因素?2. 如何验证本电路工作于丙类?七 . 附录效率的计算与计算公式说明:利用下面提供的公式和前述表中的测试结果计算三种负载条件下的效率,并将结果填入表中。
电源提供给功放级的总功率:P S =ICO ×V D负载上得到的功率: PL =VOP-P 2/8R L功率放大级的总效率:η= PL /P S本电路的总效率一般可达到 50%以上。