1 谐振功率放大器
高频谐振功率放大器的基本工作原理
高频谐振功率放大器的基本工作原理高频谐振功率放大器是一种常用于无线通信和射频系统中的放大器，其基本工作原理是通过谐振电路和功率放大器的相互配合来实现信号的放大。
本文将介绍高频谐振功率放大器的基本构成和工作原理。
一、高频谐振功率放大器的构成高频谐振功率放大器主要由三个部分组成：输入谐振电路、功率放大电路和输出谐振电路。
输入谐振电路是用来接收输入信号并将其滤波、匹配到功率放大器的。
它通常由电容和电感组成的谐振回路构成，能够选择性地传输特定频率的信号。
功率放大电路是用来放大输入信号的。
它通常采用晶体管或管子放大器等器件，通过输入电压的调节来实现信号的放大，同时也可以调节放大器的增益和输出功率。
输出谐振电路是用来匹配和传输已放大的信号到输出负载的。
它通常也由谐振回路组成，能够将功率放大后的信号传输到负载上。
二、高频谐振功率放大器的工作原理高频谐振功率放大器的工作原理基于谐振电路的特性和功率放大器的线性放大特性。
首先，输入信号经过输入谐振电路后，可以选择性地通过特定频率的谐振回路，其他频率的信号会被滤波掉。
这样就能保证只有特定频率的信号能够进入功率放大器进行放大。
然后，经过谐振回路的输入信号进入功率放大电路。
功率放大电路通常采用线性放大器，其输入电压的大小决定了输出信号的放大倍数。
通过调节输入电压的大小，就可以实现对输出信号的放大程度的控制。
最后，放大后的信号经过输出谐振电路，并传输到输出负载上。
输出谐振回路起到了匹配和传输的作用，能够将功率放大后的信号有效地传输给负载。
三、高频谐振功率放大器的优势高频谐振功率放大器具有以下优势：1. 高效性：通过谐振电路的匹配和能量传输，以及功率放大器的线性放大特性，高频谐振功率放大器能够实现高效率的信号放大，提高系统的整体效能。
2. 稳定性：谐振回路能够选择性地传输特定频率的信号，并且能够稳定地工作在谐振状态下，使得输出信号的幅度和频率更加稳定。
3. 可调性：通过调节输入信号的电压，可以实现对输出信号的放大倍数和功率的可调。
谐振功率放大器实例实验报告(一)
谐振功率放大器实例实验报告(一)谐振功率放大器实例实验报告1. 引言•对谐振功率放大器的实验进行了详细记录和分析。
•通过实验，我们探究了谐振功率放大器的基本原理和性能特点。
2. 实验设备•谐振功率放大器电路板•功率放大器•示波器•信号发生器•电源3. 实验目的•研究谐振功率放大器的工作原理和特性。
•分析谐振功率放大器的频率响应、增益和效率。
4. 实验步骤1.按照电路图连接谐振功率放大器电路板。
2.将信号发生器和示波器连接到电路板上的输入端和输出端。
3.调整信号发生器的频率，观察示波器上输出波形的变化。
4.记录输入和输出信号的电压值，并计算增益。
5.根据示波器上的波形，判断谐振功率放大器是否达到谐振状态。
6.测量功率放大器的输入功率和输出功率，并计算效率。
7.反复调整信号发生器的频率，记录数据，得出谐振功率放大器的频率响应曲线。
5. 实验结果和分析•在不同频率下，记录并分析了谐振功率放大器的增益、效率和频率响应。
•实验结果显示，在谐振频率附近，谐振功率放大器的增益最大，效率也达到了最高点。
•频率响应曲线表明了谐振功率放大器在特定频率范围内具有较好的放大效果。
6. 结论•谐振功率放大器是一种能够在特定频率下增大信号功率的电路。
•实验结果验证了谐振功率放大器的基本工作原理和性能特点。
•谐振功率放大器在谐振频率附近具有较高的增益和效率。
7. 参考文献•[1] Smith, John. “Resonant Power Amplifiers: Theory and Practice.” IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, vol. 55, no. 11, 2007, pp. .•[2] Johnson, Wi lliam. “Design and Analysis of Resonant Power Amplifiers.” Wiley-IEEE Press, 2011.8. 实验改进思考•在本次实验中，我们只研究了谐振功率放大器在谐振状态下的特性，但实际应用中，谐振频率可能会发生变化。
高频谐振功率放大器的工作原理
高频谐振功率放大器的工作原理
嘿，咱今儿来唠唠高频谐振功率放大器的工作原理哈！这玩意儿就好比是一场音乐会，晶体管就是那个舞台上的明星主唱。
在这个音乐会里呀，信号源就像是给主唱提供的歌曲，它把要表演的内容送过来。
而直流电源呢，就像是给主唱提供能量的大力水手菠菜，让晶体管有足够的力气放声歌唱。
然后呢，晶体管这个主唱呀，会根据信号源的指示，该大声唱的时候大声唱，该小声哼的时候小声哼。
这时候，谐振回路就登场啦！它就像是一个超级厉害的调音师，能把主唱的声音调得特别好听，把那些不和谐的音给过滤掉，只留下最精彩的部分。
你说这谐振回路神奇不神奇？它能让放大器输出的功率更大，效率更高呢！就好像一个魔法盒子，把普通的声音变得超级有魅力。
那它是怎么做到的呢？嘿嘿，这就像是在一个大合唱里，大家一起发声，但只有某个特定频率的声音最响亮，其他的声音都被弱化了。
谐振回路就是能抓住那个最关键的频率，让它闪闪发光。
而且哦，高频谐振功率放大器还有个特点，就是它能让信号变得特别强。
这就好比是把一个小小的火苗，变成了熊熊大火，照亮整个舞台！想想看，原本很微弱的信号，经过它这么一处理，变得超级强大，能传到很远很远的地方去。
咱再想想，如果没有高频谐振功率放大器，那很多信号不就传不远啦？那不就像在一个大雾天里说话，别人都听不清嘛！有了它，信号就能清清楚楚地传出去，多棒呀！
所以说呀，高频谐振功率放大器可真是个了不起的东西！它就像一个幕后英雄，默默地工作着，让我们的通信、广播等等变得更加精彩。
你说它是不是很厉害呢？咱可得好好感谢它为我们带来的便利呀！。
谐振功率放大器的工作原理
谐振功率放大器的工作原理
1.谐振电路：谐振功率放大器通常由一个谐振电路和一个放大器组成。
谐振电路是一个能够在谐振频率上有较高阻抗、在其他频率上有较低阻抗
的电路。
它可以由电感器和电容器等元件组成。
谐振电路的谐振频率通常
与输入信号的频率相匹配。
2.输入信号：输入信号首先进入谐振电路，如果输入信号的频率与谐
振电路的谐振频率不匹配，谐振电路会对输入信号的通过产生阻抗。
仅当
输入信号的频率与谐振电路的谐振频率一致时，谐振电路的阻抗才会较低，从而使信号得以通过。
3.放大器：通过谐振电路的筛选，只有与谐振电路的谐振频率相匹配
的信号得以通过，进入放大器。
放大器会对输入信号进行放大处理。
放大
器可以采用不同的工作原理，例如晶体管、场效应管等。
它能够将输入信
号的幅度进行放大，使得输出信号的功率大于输入信号的功率。
4.输出信号：经过放大器放大后的信号被输出。
由于输入信号已经通
过谐振电路的筛选，使得仅有与谐振频率匹配的信号得以通过放大器，所
以输出信号的频率与输入信号的频率是相同的。
不同的是输出信号的幅度
更大，即实现了信号的放大。
总的来说，谐振功率放大器的工作原理就是通过谐振来选择输入信号
中与谐振频率匹配的信号，然后经过放大器进行放大处理，最终输出信号。
这种放大方式适用于对特定频率的信号进行放大，具有较高的放大效率和
较低的失真。
在一些需要对特定频率信号进行放大的应用中，如无线通信、射频放大等，谐振功率放大器得到了广泛的应用。
谐振功放工作原理
解：
C
1 2
1 ( 0 (
) )
Ucm VCC
1 2
g1 (
)
1 2
1.75 0.9
79%
n()
0.6 g1()
0.5 0.4 2.0
g1 ()
0.3
1 () 0 ()
0.21.0
2()
0.1
0
20
40
3()
60 80 100 120 140 160 180
°
EXIT
高频电子线路
3.1 谐振功率放大器的工作原理
Ucm cos t
uCE VCC uc
VCC Ucm icCos t
+
ui –
iB
+
+
uBE
uCE
–
C
+ –– +
+
Luc
RL
–
VBB
VCC
iBmax
O iC
iCmax
O
uCE VCC
t
ICti0c1 ic2 uc
O
t
谐振功放电流、电压波形
EXIT
高频电子线路
3.1 谐振功率放大器的工作原理
°
称为波形系数
EXIT
高频电子线路
3.1 谐振功率放大器的工作原理
3.1.2 输出功率与效率
Po
1 2
I c1mU cm
1 2
I
2 c1
mRp
U
2 cm
/
2Rp
PD IC0VCC
C
Po PD
1 2
I c1m I C0
Ucm VCC
谐振功率放大器详解
Re
= ω02 Lr 2
RL
=
Lr Ct RL
式中， Ct
=
CrCL Cr + CL
—— 回路总电容
Qe = ω0 Lr / RL —— 回路有载品质因数
(2) 对非基波分量 谐振回路对 iC 中的其它分量呈现的阻抗均很小，平 均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。
结论：回路上仅有由基波分量产生的电压vc，因而 在负载上可得到所需的不失真信号功率。
2. 集电极电流 ic
若忽略基区宽度调制效应及管 子结电容的影响，则在输入信号电 压 vb (t ) = Vbmcosωst 的作用下， 根据 vBE = VBB + vb (t ) = VBB + Vbmcosωst ， 在静态转移特性曲线 (ic～vBE)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。用付里叶级数可将电流 脉冲序列分解为平均分量、基波 分量和各次谐波分量之和，即
iC = IC0 + ic1 + ic2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= IC0 + Ic1mcosωst + Ic2mcos2ωst + ⋅ ⋅ ⋅
3. 输出电压 vo (1) 对基波分量 由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而 它对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻，称 为谐振电阻，在高 Q 回路中，其值 Re 近似为
在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电
路和滤波匹配网络两部分组成。
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成 ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。 Lr 和 Cr ——匹配网络， 与 ZL 组成并联谐振回路。调 节 Cr 使回路谐振在输入信号 频率。
2.1谐振功率放大器的工作原理
2.1谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器是一种常见的电子电路，用于放大输入信号的功率。
它的工作原理基于谐振现象和功率放大原理。
本文将详细介绍谐振功率放大器的工作原理，并探讨其在电子领域中的应用。
谐振功率放大器的工作原理可以分为两个关键部分：谐振电路和放大电路。
1. 谐振电路谐振电路是谐振功率放大器中起到关键作用的部分，它通过与输入信号的频率进行匹配来实现最大功率传输。
谐振电路通常由一个电感和一个电容组成，构成一个谐振回路。
谐振电路可以分为串联谐振和并联谐振两种形式。
（1）串联谐振电路串联谐振电路是指电感和电容串联连接的谐振回路。
在串联谐振电路中，当输入信号的频率接近谐振频率时，电感和电容的阻抗将呈现出共振状态，此时电路的阻抗最小。
而当输入信号的频率偏离谐振频率时，电路的阻抗将逐渐增大。
通过选择合适的电感和电容数值，可以使得输入信号在谐振频率附近得到最大功率传递。
（2）并联谐振电路并联谐振电路是指电感和电容并联连接的谐振回路。
在并联谐振电路中，当输入信号的频率接近谐振频率时，电感和电容的阻抗将呈现出共振状态，此时电路的阻抗最大。
而当输入信号的频率偏离谐振频率时，电路的阻抗将逐渐减小。
通过选择合适的电感和电容数值，可以使得输入信号在谐振频率附近得到最大功率传递。
2. 放大电路放大电路是谐振功率放大器中负责信号放大的部分，其主要目的是将输入信号的功率放大到更高的水平。
放大电路通常由一个或多个放大器组成，放大器可以采用各种不同的结构和技术，例如晶体管放大器、场效应管放大器等。
放大电路中的放大器将输入信号的功率进行放大，并输出到负载电路中。
放大器的设计需根据谐振电路的特性和需求来选择，以保证输出信号的质量和稳定性。
3. 谐振功率放大器的应用谐振功率放大器广泛应用于各个领域，特别是在射频和微波领域中。
它在通信领域中被用于信号放大和传输，可用于增强信号传输的距离和质量。
在雷达系统中，谐振功率放大器可用于提高雷达信号的功率，提高系统的探测距离和灵敏度。
第2章 谐振功率放大器
2 2
iC
iC
2
ic1
iclm
iCmax
t
0
2
2
t
输出近似为不失 真的余弦电压
第2章谐振功率放大器
如果将高 Q 值负载回路调谐在信号的 n 次谐波上， 则输出的将是该n次谐波电压，此时电路变成为n倍 频器。即
ucn = IcnmRecos nωt = Ucnmcos nωt
当参数UBB 、 Ub m 、 UCC和Ucm ( Re )选定后，动特性曲 线便确定了。该动特性曲线和相应ic波形可以通过ωt 三个特
殊取值下的交点C 、 A 、 D画出，即
第2章谐振功率放大器
C点：ωt =0 时，uBE= uBEmax=UBB+Ubm与 uCE=uCEmin= UCC - Ucm的 交点；iC= iCmax
iC
uBE=UBB+ Ubmcosωt
uBE
A点：ωt = θ时, uBE= UBE(on)与 uCE= UCC -Ucmcosθ的交点， ic=0
D点：ωt = 180o时,
i Cmax
C
u BEmax
ωt =0
Ubm
0
UBE(on) A U CC u CEmin
D
uCE
ωt =θ
0
UBB
θ
ωt
0
2.2 谐振功率放大器的工作状态分析
1. 谐振功放在近似条件下的图解—动特性曲线
2. 谐振功放的三种工作状态及判别 3. 谐振功放主要性能指标的估算方法
第2章谐振功率放大器
低频功放和谐振功放所放大的信号区别
u
U S ( )
低频 功放
谐振功率放大器
谐振功放旳放大特征
图 2–2–9 放大特征
(1)谐振功放作为线性功放 为了使输出信号振幅 Vcm 反 应输入信号 Vbm 旳变化，放大器 必须在 Vbm 变化范围内工作在欠 压状态。
图 2–2–10 (a) 线性功率放大器旳作用
(2) 谐振功放作为振幅限幅器(Amplitude Limiter) 作用：将 Vbm 在较大范围内旳变化转换为振幅恒定旳 输出信号。 特点：根据放大特征，放大器必须在 Vbm 旳变化范围 内工作在过压状态，或 Vbm 旳最小值应不小于临界状态相 应旳 Vbm 限幅门限电压。
(3)基极调幅原理电路
图 2–2–8 基极调幅电路
VBB (t ) VBB0 v (t ) —— 基极偏置电压 使 Vcm 按 VBB(t) 旳规律变化，放大器工作在欠压状态。
三、放大特征
1．含义 当 VBB、VCC 和 Re 一定， 放大器性能随 Vbm 变化旳特征。
2．特征
固定 VBB，增大 Vbm 与上 述固定 Vbm 增大 VBB 旳情况类 似，它们都使 iC 旳宽度和高 度增大，放大器由欠压进入过 压，图 2–2–9(a)。
谐振功率放大器旳分析
(1)求动态点，画波形
设定 VBB、Vbm、VCC、Vcm ，
将 t 按等间隔(t = 0º， 15º，
30º， ) 给定数值，由 vBE VBB Vbmcost vCE VCC Vcmcost
便可拟定 vBE 和 vCE (图 a)。
图 2–2–1 谐振功率放大器旳近似分析措施(a)
小，因而 Vcm(= ReIc1m)和 Po(
I
2 c1m
Re
)近似线性增大，而
谐振功率放大器中谐振回路的作用
谐振功率放大器中谐振回路的作用
谐振功率放大器是一种常见的电子放大器，其核心是谐振回路。
谐振回路是由电容和电感构成的电路，在特定频率下能够产生共振现象，将输入信号放大到更高的功率输出。
谐振回路的作用包括以下几个方面：
1.放大信号
谐振回路在其共振频率下具有最大的阻抗，并且对于频率偏离共振频率的信号具有很大的反射率。
因此，在谐振频率附近的信号被放大，其他频率的信号则被反射回去。
这就是谐振功率放大器能够放大信号的原因。
2.阻止其他频率干扰
谐振回路的特殊性质使得它能够过滤掉其他频率的信号，只放大谐振频率附近的信号。
这意味着，它可以防止其他频率的干扰信号干扰到正常的信号放大过程，从而提高了系统的抗干扰能力。
3.提高系统的效率
由于谐振回路在谐振频率附近具有最大的阻抗，因此输入信号将被最大限度地利用，不会产生浪费。
这使得谐振功率放大器的效率非常高。
总之，谐振回路是谐振功率放大器的核心，它可以放大信号，过滤干扰信号，提高系统效率。
谐振功率放大器在无线通信、雷达、电视传输等领域中得到了广泛应用。
第二章-谐振功率放大器案例
谐振回路对 iC 中的其它分量呈现的阻抗均很小，平 均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。
结论：回路上仅有由基波分量产生的电压vc，因而 在负载上可得到所需的基本不失真的信号功率。
Re
02 Lr 2
RL
Lr Ct RL
式中， Ct
CrCL Cr CL
—— 回路总电容
0 s 1 / LrCt —— 回路谐振角频率
VCC 一定，放大器性能随 Re 的变化特性。 2. 特性
Re 的增加势必将引起 Vcm 增大( Vcm Re Ic1m)
Re↑→Vcm↑→vCEmin↓→放大器欠压→过压→ iC 由接近 余弦变化的电流脉冲转变为中间有凹陷的脉冲波。
据此可以画出 Ic0 和 Ic1m 随 Re 变化的特性。
Vcm = ReIc1m Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 PC = PD－Po
② 过压状态：随 VCC 减小，集电极电流脉冲的高 度降低，凹深加深，因而 IC0、Ic1m、Vcm 将迅速减小。
2. 基极调制特性 (1) 含义：Vbm、VCC、Re 一定，放大器性能随 VBB 变化的特性。
(2) 调制特性：当 Vbm 一定，VBB 由负向正增大时， iC不仅宽度增加，而且其高 度增加（因 VBEmax 增大）， 因而 IC0 和 Ic1m、Vcm 增大， 结果使 VCEmin 减小，放大 器由欠压进入过压状态。
2.1 谐振功率放大器的工作原理
在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电 路和滤波匹配网络两部分组成。
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成
ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。
谐振放大器——精选推荐
谐振功率放大器[浏览次数：82次]谐振功率放大器，简称谐振功放，又称为窄带型高频功率放大器，是一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大器，一般工作在丙类，主要应用在无线电发射机中，用来载波信号或高频已调波信号进行功率放大。
目录∙谐振功率放大器的特点∙谐振功率放大器工作原理∙谐振功率放大器特性谐振功率放大器的特点∙ 1.采用谐振网络作负载。
2.一般工作在丙类或乙类状态。
3.工作频率和相对通频带相差很大。
4.技术指标要求输出功率大、效率高。
谐振功率放大器工作原理∙为了便于说明问题，将谐振功放的组成用图（a）来表示。
相对照地画出原理电路如图（b）所示，图中，L c为高频扼流圈，提供直流通路，C c为隔直流电容，谐振回路L1C1和L2、C2、C A、r A分别为输入和输出滤波匹配网络。
其中C A、r A为天线等效阻抗，作为输出负载。
与非谐振功放比较，它们都要求安全高效地输出足够大的不失真功率，但有一些区别。
（1）在谐振功放中，为了提高效率，都在丙类工作状态，或者工作在更高效率的丁类和戊类。
在这种情况下，功率管集电极电流为严重失真的脉冲序列波形或周期性的开关波形。
顺便指出，在某些特定情况下，为了满足对非线性失真的严格要求，也有采用甲类或乙类工作的谐振功放。
（2）为实现不失真放大，必须限定输入信号为单一频率的高频正弦波（即载波信号）或者在高频附近占有很窄频带的已调波信号。
在这种信号作用下，功率管集电极电流波形为接近余弦的脉冲序列，用傅氏级数将它分解为平均分量I c o，基波分量I c lm cos wt和各次谐波分量之和，输出滤波匹配网络取出基本波分量，滤除其它无用分量，就能在负载上获得不失真的输出信号。
同理，在功率管输入端，基极电流也是失真脉冲序列，通过输入匹配滤波网络的滤波作用，加到功率管输入端的为不失真的信号电压。
（3）与非谐振功放一样，在特定的偏置条件下，对应于特定大小的输入信号，功率管有一最佳负载，这时，谐振功放的输出功率最大，效率也较高。
高频谐振功率放大器电路作用
高频谐振功率放大器电路作用高频谐振功率放大器电路是一种用于放大高频信号的电路，其作用是将输入的高频信号放大到更高的功率水平，以便在无线通信、雷达、无线电广播等领域中使用。
它是一种常用的放大器电路，具有许多优点和应用场景。
高频谐振功率放大器电路采用谐振电路的原理，能够在特定频率下实现高增益的放大效果。
谐振电路是一种具有特殊频率响应特性的电路，当输入信号频率与电路的谐振频率相匹配时，其阻抗会达到最小值，从而使得信号能够得到最大的放大。
这种特性使得高频谐振功率放大器电路在高频信号放大方面具有很大的优势。
高频谐振功率放大器电路能够提供较大的输出功率。
在无线通信领域中，信号传输往往需要经过长距离的传输，因此需要将信号放大到足够的功率水平才能够保证信号的传输质量和距离。
高频谐振功率放大器电路能够将输入的低功率信号放大到较大的功率水平，从而能够满足长距离传输的需求。
高频谐振功率放大器电路还能够实现较高的效率。
在放大信号的过程中，电路会消耗一部分能量，这会导致功率损耗和效率降低。
然而，高频谐振功率放大器电路通过谐振电路的设计，能够在特定频率下实现高效的能量传输，从而提高了电路的效率。
这对于无线通信等领域来说，能够减少能源的消耗，提高系统的性能。
高频谐振功率放大器电路还具有宽频带特性。
传统的放大器电路在特定频率下具有较好的放大效果，但在其他频率下的放大效果较差。
而高频谐振功率放大器电路通过谐振电路的设计，能够在一定频率范围内实现较好的放大效果，从而适用于多种频率的信号放大需求。
高频谐振功率放大器电路在无线通信、雷达、无线电广播等领域中具有广泛的应用。
它通过谐振电路的原理，能够在特定频率下实现高增益的放大效果，并能够提供较大的输出功率和较高的效率。
同时，它还具有宽频带特性，能够适用于多种频率的信号放大需求。
因此，高频谐振功率放大器电路在现代通信技术中扮演着重要的角色，对于推动通信技术的发展具有重要意义。
谐振功率放大器实例实验报告
谐振功率放大器实例实验报告一、实验目的1.了解谐振功率放大器的工作原理；2.掌握谐振功率放大器的基本参数测量方法；3.通过实验验证理论计算结果与实际测量结果的吻合程度。
二、实验原理谐振功率放大器是一种利用谐振电路频率选择特性进行功率放大的放大器。
其工作原理基于放大元件（如晶体管）共振频率与谐振电路的谐振频率相吻合，以获得最大功率转换效率的目标。
三、实验装置1.功率放大器电路；2.频率发生器；3.直流稳压电源；4.示波器；5.电压表；6.电流表。
四、实验步骤1.按照给定的电路图搭建谐振功率放大器电路；2.将频率发生器接入电路，设置合适的频率和幅度；3.使用示波器观察输出波形，调整频率和幅度使得放大器工作在谐振频率点；4.使用电压表和电流表分别测量输入端和负载端的电压、电流，记录数据；5.根据测量数据计算功率放大器的功率增益、效率等参数；6.将测量结果与理论计算结果进行比较和分析；7.结束实验。
五、实验结果与分析根据实验数据和理论计算结果，得到功率放大器的功率增益为XdB，效率为X%。
通过比较发现，实验结果与理论计算结果吻合较好，验证了谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法的准确性。
六、实验总结本实验通过搭建谐振功率放大器电路，使用示波器观察输出波形并测量电压、电流等参数，验证了谐振功率放大器的工作原理和性能参数的测量方法。
实验结果表明，谐振功率放大器具有较高的功率增益和效率，并且实验数据与理论计算结果吻合较好。
通过这次实验，我们对谐振功率放大器的原理有了更深入的理解，并掌握了相关的实际操作技巧，为今后的学习和研究打下了基础。
暂无。
以上是关于谐振功率放大器实例实验的报告，通过该实验我们能够更好地了解谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法，并通过实验结果验证理论计算的准确性。
这对于我们深入理解功率放大器的工作原理和应用具有重要意义。
1谐振功率放大器
通信工程学院
19
（2）连动态线，画 iC 波形： 根据 vBE 和vCE 值，
在输出特性曲线上(以
vBE 为 参 变 量 ) 找 对 应
的动态点，画动态线 (动态点的连线，并标 有角度)。根据动态线
的 角 度 及 对 应 的 iC 值 ， 便可画出iC 的波形。 注意：iC是 周期波形，
导通角小于半个周期。
通信工程学院
33
V4
VOFF = 0
V
VA MPL = 3
FRE Q = 50k
V2 8Vdc
0
V3 VOFF = 0 VA MPL = 1.3V FRE Q = 1meg
V1 -0.1Vdc
0
C1 15.9n
L1 1.59uH
V
Q6
I Q2N2222
R1 100
C2
10p
V R2 2k
0
0
通信工程学院
RL
回路有载品质因数
通信工程学院
10
(2)对非基波分量 阻抗很小，产生的电压均可忽略。
丙类谐振功率放大器谐振回路的功能： ① 选频：利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电极电流 脉冲变换为不失真的输出电压。
② 阻抗匹配：调节 Lr 和 Cr ，谐振回路将含有电抗分量的
外
接负载变换为谐振电阻 Re，并阻抗匹配。
通信工程学院
动态点 不到 VCC，因为 导通角小于
20
V2 12Vdc
0
V1 2Vdc
0
Q6 I
Q2N2222
0
通信工程学院
Pspice中用直流扫描分析 可得到三极管输出特性曲 线！
21
V2 12Vdc
第二章谐振功率放大器1
结论： VBB↑ ↓，要使输出信号幅度Vc1m↑↓，放大 ↓ V ↑↓ 器应工作在欠压状态，通过控制VBB↑ ↓ → Vc1m↑↓， 实现基极调幅电路或振幅放大电路。 放大器工作在过压状态时，由于VBB↑ ↓，输 出信号幅度Vc1m变化很小，因此可用来实现等幅电路 限幅电路。
基极调幅电路： 基极调幅电路：
放大电路： 放大电路：
Vb
线性功率放大器
临界
Vc1m
Vo
Vbm
振幅限幅器 ⑷、四个特性在电路调试中的应用 若一个丙类谐振放大器，没有达到所设计的临界状态时应如何调整？
Re↑→Po↑→欠压。应分别增 大Re、Vbm、VBB或同时增大或两两 增大→临界（Po、η也会同时增大）
Re↑→Po ↓ →过压。应Vcc ↑同时增 大Re、Vbm、VBB →临界 （Po、η也会同时增大）
iC L C iL RL rL
⑴将RL→Re使输出功率Po最大或输出所需的功率 ⑵充分滤除高次谐波分量，在RL上得到基波分量或所需的 倍频分量 ⑶谐波抑制度要小（对n次谐波抑制能力）
PL
RL
H n = 10 lg
ηk =
PLn PL
≈ 20 lg I 2
2 I Lnm RL L 1 m RL
= 20 lg
ic wt ic wt ic wt ic
A//
B Vce
1、负载特性： 在VBB、Vbm、VCC、一定时，性能随Re变化特性
wt VBB
wt
wt
Re 欠压→临界→过压状态 ∵Re↑→Vc1m↑→
Ico
Ic1m
Ic1m ↓
icmax ↓ 很小
RB2
RB1
Vcc
当Vb（t）=0时，基极偏置为正值； 当Vb（t）≠0时，IB脉动的，有平均电流IBO 通过LB→Vbq↓
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动态点 不到 VCC，因为 导通角小于
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V2 12 Vd c
0
Q6
I
Q2N222 2 V1 2V dc
0
0
Pspice中用直流扫描分析 可得到三极管输出特性曲 线！ 通信工程学院
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V2 12 Vd c C1 15 .9 n L1 1.59 uH R1 10 0
0
Q6 V3 V OFF = 0 V AMP L = 1 .0 5V FRE Q = 1meg V1 -0.1V dc
V
V
I
Q2N2222
0 0
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（3）利用傅里叶级数分解求得iC中的 IC0 和 Ic1m分量 谐振电阻 Re Vcm / I c1m （4）计算功率性能
PD VCC I C0 Po Vcm I C1m / 2 PC PD Po
C Po / PD
思考：VBB、Vbm、VCC 、Vcm以及Re这些参数如何影响放大器 性能？
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欠压？ 临界？ 过压？
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四个电压量对性能影响的定性讨论
(1)负载特性 定义：指 VBB、Vbm 和 VCC 一定，放大器性能随 Re 的变化特性。 特性：Re 的增加势必将引起 Vcm 增大(Vcm = ReIcm)，即Re → Vcm →{功放欠压 临界 过压} → iC 波形出现凹陷
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Vcm、Po、PD、PC、C 随 Re 变化的曲线
Vcm = ReIc1m ， Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 ， PC = PD－Po C = Po/ PD
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匹配负载：使放大器工作在临界状态下的Re取值。 特点：Po最大，ηc较大，Pc较小，放大器接近最佳性能。
谐振功率放大器
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功率放大器
定义：在输入信号作用下，将直流电源供给的功率，部分的转
换为按输入信号规律变化的输出信号功率的电子线路。
任务：功率管在安全工作的条件下，非线性失真在允许的范围 内，高效率地输出大的功率。
PC PCM , I C I CM , V V (BR)CEO, CE
放大器集电极效率
PCM 集电极最大允许管耗 I CM 集电极最大允许电流
V(BR)CEO 集电极击穿电压
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Po Po C＝ PD Po PC
直流电源提供的直流功率 PD： Po：输出信号功率 P ： C 功率管耗散功率
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分析功放时，应注意： •输出功率是指交流功率，即交变电流与交变电压的乘积； •交流功率是在输入为正弦波、输出波形不失真时定义的；
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0
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丁类和戊类谐振功率放大器（要求了解）
(1)丁类谐振功率放大器
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结论： ① VCE(sat)小，管耗小，放大器的效率高 (90% 以上) ； ② 因结电容、分布电容等影响，实际波形不理想，使管耗增 大，丁类功放效率受限。
(2)戊类放大器
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倍频器（要求了解）
2 Vom (VCC VCE(sat))2 Re opt 2 Po 2 Po
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(2)调制特性 两种调制特性：集电极调制和基极调制特性 ①集电极调制特性 含义： VBB、Vbm 和 Re一定，放大器性能随 VCC 变化的特性。 特性： •欠压状态：随 VCC 减小， vCEmin也减小，集电极电流脉冲高度 略有减小，因而 IC0 和 Ic1m 也将略有减小， Vcm(= ReIc1m)也略 有减小。 •过压状态：随 VCC 进一步减小，集电极电流脉冲的高度降低， 凹深加深，因而 IC0、Ic1m、Vcm 将迅速减小。
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① 欠压状态
Vcm 的取值，使所对应的动态点均处在放大区。
iC电流脉冲单峰，接近余弦变化的脉冲波 ，随Vcm增大， iC峰
值略有减小。 ② 临界状态 Vcm 增大，使 t = 0 所对应的动态点 A处在临界点（放大 区和饱和区临界点），iCmax 略微减小。 ③ 过压状态
Vcm 继续增大，使 A(t = 0)动态点处在饱和区，iC 迅速减小，
•大信号工作，采用图解法分析；
•功率管极限运用，要满足极限参数的要求。
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功率放大器分类 •按负载性质划分：
非谐振功放：纯电阻性负载；
谐振功放：电抗性负载。 •按工作状态划分： 甲 乙 类――一个周期内导通 类――半个周期内导通
甲乙类――大于半个周期而小于一个周期 丙 丁 类――小于半个周期 类――开关工作
为平均分量、基波分量和各次谐波分量之和。 通信工程学院
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， Re 近似为 02 Lr 2 Lr Re 怎么来的？ RL Ct RL 其中 Cr CL Ct Cr CL 回路总电容
0 s 1/ Lr Ct 回路谐振频率
原理：
在丙类谐振功率放大器中，若将输出谐振回路调谐在 输入信号频率的n次谐波上。
结论： •倍频次数不能太高，2～3倍； •高次数的倍频（如40倍）一般采用变容二极管、阶跃二极 管等构成的参量倍频器。（第四章将会说明）。
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谐振功率放大器的性能特点
精确分析——非线性微分方程/可用电路仿真软件 近似分析方法——准静态分析法 准静态分析法（两个假设） •假设一：谐振回路具有理想的滤波特性，其上只能产生基波电 压，而其它分量的电压均可忽略；因而虽然基极和集电极的电流 是脉冲电流，但它们的电压均是余弦的。 vBE VBB Vbm cost
电流脉冲出现凹陷，Vcm 增大，凹陷加深。 通信工程学院
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iC 的平均分量 IC0 与基波分量 Ic1m
1 I C0 iCdt 2 1 I c1m iC cos tdt
结论：iC 脉冲越宽，高度越高，IC0 和 Ic1m 就越大。如果出
现凹陷，则凹陷越深，IC0 和 Ic1m 就越小。
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谐振功率放大器
定义：用谐振系统作为匹配网络的功率放大器。 用途：对载波或已调波进行功率放大。 应用状态：丙类(或丁类、乙类)。 特点：效率高，频带较窄。
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电路组成
谐振功率放大器原理电路
ZL —— 外接负载，呈阻抗性; Lr 和 Cr —— 匹配网络，与 ZL 组成并联谐振回路。调节 Cr
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•功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。
•不同运用状态下的 C不同
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1 2 PC 0 iCvCE dt 2
思考：若减少 PC，则要减少 iC vCE
…
方法 1：由甲类 甲乙类 乙类 丙类 方法 2：管子运用于开关状态(又称丁类) 结论：导通时间越短，效率越高，失真也会越严重，需 采取特定的措施来实现不失真的放大。
V
R2 2k
I
0
Q2N222 2
0
0
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结论： •改变 VBB欲想有效控制Vbm 实现基极调制，则放大器应工作 在欠压状态； •基极调制特性是实现基极调幅的原理依据。
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vCE VCC Vcm cost
•假设二：功率管的特性可用输入和输出静态特性曲线表示，其 高频效应可忽略。但分析时，采用的输出特性曲线的参量是vBE， 而不是iB（可根据输入特性曲线上iB与vBE的关系转换） 通信工程学院
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分析步骤 （1）求动态点，即对应不同的t ， 求vBE 和 vCE 设定 VBB、Vbm、VCC、Vcm ，将 t 按等间隔(t = 0º ， 15º 30º ， ， ) 给定数值，由：
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功率特性分析 (1)丙类功放的问题 效率与功率的矛盾，即导通时间与iC基波分量幅度Ic1m大小的 矛盾。 (2)解决方法 ①
② 采用开关工作的谐振功放，即丁类谐振功率放大器。
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实际电路
ic － ＋ ib V ＋ ube － uce － uc C ＋ L R
u ()
ub
Eb
Ec
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PSPICE仿真
VCC L1 12Vdc C1 1.59uH R1 100
0
15.9n
Q1 VOFF = 0 VAMPL = 1.2 FREQ = 1e6
V3
MPS H10 15V
10V
VBB -0.1Vdc
5V 0V
0
V(C1:1) 200mA SEL>> -10mA 10.00us IC(Q1) 12.00us Time 14.00us 16.00us
vBE VBB Vbm cost vCE VCC Vcm cost
便可确定 vBE 和 vCE
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（2）连动态线，画 iC 波形： 根据 vBE 和 vCE 值， 在输出特性曲线上(以 vBE 为 参 变 量) 找 对 应 的动态点，画动态线 (动态点的连线，并标 有角度)。根据动态线 的 角 度 及 对 应 的 iC 值 ， 便可画出 iC 的波形。 注意： iC 是 周期波形， 导通角小于半个周期。 通信工程学院
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②基极调制特性 含义：Vbm、VCC、Re 一定，放大器性能随 VBB 变化的特性。 特性： •当 Vbm 一定，VBB ，iC宽度、高度 ， IC0 Ic1m 、Vcm ，VCEmin ，放大器欠压 过压。 •过压后，随 VBB， iC 宽度、高度 ，凹陷加深， IC0 和 Ic1m、Vcm 均增加缓慢，可认为近似不变。