实验三 非线性丙类功率放大器
实验三高频功率放大器(丙类)
实验操作过程
调整丙类功率放大器的输入和输 出阻抗，使其与信号源和负载匹 配。
逐步增加输入信号的幅度，观察 放大器的输出波形和参数变化。
使用示波器记录放大器的输入和 输出波形，分析波形的失真情况。
打开高频信号发生器，设置合适 的信号频率和幅度。
使用电压表和电流表测量放大器 的各项参数，如输入电压、输出 电压、输入电流、输出电流等。
02
它主要由输入匹配网络、功放管 、输出匹配网络和偏置电路等部 分组成。
高频功率放大器的分类
根据功放管的类型，高频功率 放大器可分为电子管式高频功 率放大器和晶体管式高频功率
放大器。
根据工作频率，高频功率放 大器可分为超短波高频功率 放大器和微波高频功率放大
器。
根据放大器的级数，高频功率 放大器可分为单级高频功率放 大器和多级高频功率放大器。
对未来实验的展望与建议
01
深入研究不同类型的 高频功率放大器
在未来的实验中，可以进一步探索甲 类、乙类等不同类型的高频功率放大 器的设计与制作，比较它们之间的性 能差异和应用特点。
02
结合实际应用场景进 行优化设计
针对实际应用需求，可以对高频功率 放大器进行优化设计，如提高输出功 率、降低失真度、拓宽带宽等，以满 足不同场景下的使用要求。
通过分析实验数据，我们发现放大器在不同频率下的响应特性有所不同。在低频段，放大 器的放大效果较好；而在高频段，放大效果逐渐减弱。这可能与放大器的设计参数和元器 件特性有关。
线性度与失真
在实验过程中，我们观察到输出信号存在一定的失真现象。失真可能源于放大器的非线性 特性，如饱和、截止等。为了量化失真程度，我们采用了失真度指标进行分析。
高频仿真实验报告
实验报告实验课程：通信电子线路实验（软件部分）学生姓名：周倩文学号：6301712010专业班级：通信121班指导教师：雷向东老师、卢金平老师目录实验一仪器的操作使用实验二高频小信号调谐放大器实验三非线性丙类功率放大器实验实验四三点式正弦波振荡器实验五晶体振荡器设计实验六模拟乘法混频实验七二极管的双平衡混频器设计实验八集电极调幅实验实验九基极调幅电路设计实验十模拟乘法器调幅南昌大学实验报告学生姓名：周倩文学号：6301712010 专业班级：通信121班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期： 2014-10-24 实验成绩：、实验三非线性丙类功放仿真设计（软件）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. 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越小.放大器的效率越高。
非线性丙类功率放大器的电流导通角小于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.电流导通角小于90°.为了不失真地放大信号.它的负载必须是LC谐振回路。
在丙类谐振功放中.若将输入谐振回路调谐在输出信号频率n次谐波上.则可近似的认为.输出信号回路上仅有ic中的n次谐波分量产生的高频电压.而它的分量产生的电压均可忽略。
因而.在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。
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。
实验3丙类高频功率放大器
实验3 丙类高频功率放大器仿真高频功率放大电路通常在发射机末级功率放大器和末前级功率放大器中，主要对高频信号的功率进行放大，使其达到发射功率的要求。
在硬件实验中，我们已经对高频功率放大器的幅频特性、负载特性及电路效率进行了测试。
在仿真实验中，我们将对放大器的其它特性进行进一步的仿真研究。
一、实验电路：电路特点：晶体管基极加0.1V的负偏压，电路工作在丙类，负载为并联谐振回路，调谐在输入信号频率上，起滤波和阻抗变换作用。
二、测试内容（一）高频功率放大电路原理仿真1、集电极电流Ic与输入信号之间的非线性关系晶体管工作在丙类的目的是提高功率放大电路的效率，此时晶体管的导通时间小于输入信号的半个周期。
因此，集电极电流Ic将是周期的余弦脉冲序列。
（1）、当输入信号的振幅有效值为0.75V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析。
设置：起始时间为0.03S，终止时间为0.03005S，输出变量为I(V3)仿真分析。
记录并分析实验结果。
（2）、当输入信号振幅为1V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析，设置同上。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形顶部凹陷失真的原因是什么？2、输入信号与输出信号之间的线性关系将电路中R1改取30K，重复上述过程，使用示波器测试电路输出电压波形。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形与步骤1的实验结果有何区别？为什么？（二）高频功率放大电路外部特性仿真测试1、调谐特性调谐特性指在R1、V1、V BB、Vcc不变的条件下，高频功率放大电路的Ico、Ieo、Uc等变量随C变化的关系。
将C1改用可变电容器，调C1使电路处于谐振状态（C1=50%），回路阻抗最大，呈纯阻，电流最小，此时示波器显示输出信号幅度最大，电流表显示电流最小值；当改变C1值，回路失谐，回路阻抗变小，回路电流变大,输出波形出现失真。
通过示波器和电流表观察记录实验结果，并对实验结果进行分析。
使用波特图仪和小信号交流分析方法测试测试并记录电路的调谐特性。
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。
实验八 非线性丙类功率放大器实验
实验八非线性丙类功率放大器实验一、实验目的1. 熟悉非线性丙类放大器的基本工作原理；2. 掌握非线性丙类放大器的谐振网络设计及相关参数计算方法；3. 通过实验验证非线性丙类放大器的放大性能及功率效率。
二、实验原理非线性丙类功率放大器由通过谐振网络连接的非线性元件管和反馈网络组成。
丙类放大器的偏压电压在截止和饱和之间变化（即平均偏置电流为零），具有很高的功率效率。
但丙类放大器在输入信号较小时，输出波形失真，因此一般只在功率放大器中使用。
谐振网络在丙类功率放大器中很重要，它的作用是将输出信号中的谐波滤去，将基波放大。
合理的谐振网络设计能够提高功率放大器的功率效率和线性度。
三、实验内容1. 根据实验箱中提供的电路图，按照电路要求，搭建非线性丙类功率放大器电路。
2. 接通功率放大器电源，调节可变电阻，使之达到允许的最大值。
观察波形及电压的情况，记录下放大器已经达到的最大输出功率。
3. 改变输入信号的频率和幅度，记录不同情况下输出波形和电压的情况及波形失真情况。
4. 计算非线性丙类功率放大器的功率效率及谐波抑制比。
四、实验步骤1. 按照电路图，搭建非线性丙类功率放大器电路。
注意检查连接是否正确，特别是非线性元件管和反馈网络是否连接正确。
4. 安全关闭电源。
五、实验注意事项2. 确认电路无误后再上电，避免对仪器设备造成损坏。
3. 调节电路中的元器件时，应注意各个元件之间的相互作用。
4. 在实验过程中，应注意保持仪器设备的清洁和安全，确保实验的正常进行。
5. 实验结束后，应注意关闭仪器设备，并保持仪器设备的清洁和整洁。
六、实验结果分析本实验验证了非线性丙类功率放大器的基本工作原理，掌握了非线性丙类放大器的谐振网络设计及相关参数计算方法，同时也通过实验验证了非线性丙类放大器的放大性能及功率效率。
在实验过程中，应注意电路的正确连接和各个元件之间的相互作用。
在实验结束后，应注意关闭仪器设备，并保持仪器设备的清洁和整洁。
实验03 丙类高频功率放大器
一、实验目的 1． 通过实验进一步熟悉丙类高频功率放大器的基本 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Vcc与集电极负载对功率放大器功 率和效率的影响。 3． 掌握谐振功率放大器的调谐技术，了解高频功率 的测量方法。
二、实验原理
高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路， 并且一般都工作于丙类状态。高频功率放大器的主要 技术指标是输出功率和效率。 1．集电极效率 C ．集电极效率η 设 PD=直流电源供给的直流功率 PO=交流输出信号功率 PC=集电极耗散功率 则 PD=PO+PC 为了说明晶体管放大器的功率转换能力，定义集电极 效率ηC
VB VE VCE Vi Vo Ico Icm PD P0 PC
η
R=50
Vc= 12V
V= 120m V
R=75
R=120
Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120
Vi= 120 mV VC=5 V Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120 RL=50 RL=75 RL=120
式中，ICO为丙类工作时，C脉冲波的傅立叶级数展开式中的平均 i 分量；由于电路处于基波谐振状态，所以，无高次谐波输出， Vcm为基波分量输出电压；Icm为基波分量电流；Re为谐振回路阻 抗。Re与谐振回路及负载有关。本实验就是在改变负载的情况 下，测量功率及 ηC的变化。
三、实验仪器 双踪示波器 扫频仪 高频信号发生器 万用表 实验板G1
Vi ：输入电压峰-峰值 峰 Vo：输出电压峰-峰值 峰 IC0 ：电源给出总电流 PD ：电源给出总功率（PD = VCC IC0） P0 ：输出功率 PC ：管子损耗功率（PC = PD – P0 ) 3．加75负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 4．加120负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 5．改变输入端电压V= 84mV，同2、3、4测试并填入表3-1 ． 内。 6．改变电源电压V= 5V，同2、3、4测试并填入表3-1内。 ．
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。
iR L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ecme m c cm m c R U R I U I P 22110212121===集电极电源E C 供给的直流输入功率为0C C E I E P =集电极效率ηC 为输出高频功率P o 与直流输入功率P E 之比，即CC cmm c E C E I U I P P 01021==η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u BEmax 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E C 、基极的直流偏置电压E B 、输入激励信号的幅度U bm 、负载电阻R e 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。
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。
实验报告三高频丙类功率放大器设计
实验高频丙类功率放大器设计时间：第周星期节课号：成绩指导教师批阅日期院系专业：姓名：学号：座号：============================================================================================一、实验目的1、理解掌握高频丙类功率放大器的工作原理；2、掌握功率放大器输出功率、直流功率、效率的计算；3、掌握高频谐振功率放大器的计算和设计方法；4、提高高频电路综合设计能力。
二、实验预习1、下图所示谐振功率放大器中，已知V CC＝24V，P O＝5W，θ＝700，ξ＝0.9，试求该功率放大器的ηC、P D、P C、i Cmax和谐振回路谐振电阻R e。
2、谐振功率放大器原来工作在临界状态，若谐振回路的外接负载电阻R L（如上图所示）增大或减小，放大器的工作状态如何变化？I C0、I c1m、P o、P C将如何变化？3、谐振功率放大电路集电极直流馈电电路有哪几种形式？并联馈电电路有何特点？4、谐振功率放大电路中自给偏压电路有何特点？说明产生自给偏压的条件。
5、谐振功率放大器中滤波匹配网络有何作用？对它有哪些主要要求？三、设计任务及要求设计制作一个高频丙类功率放大器，要求直流电源电压+12V，中心频率为40.7MHz，放大器输出功率P o > 200mW（R L = 50Ω），效率ηC > 60%。
（注：设计流程步骤，请参考实验指导书71页，涉及相关的理论计算请参考教材和其他参考书。
采用两级放大器设计思路，整体电路由两大部分构成：激励级放大电路和丙类功放级放大电路。
参考电路如下图所示。
要求按照设计要求，计算电路中电阻、电容、电感（扼流圈除外）的理论值。
）-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。
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。
丙类功率放大器
1 前言随着无线通信技术的高速发展，市场对射频电路的需求越来越大，同时对射频电路的性能要求也越来越高。
丙类谐振功率放大器是位于无线发射机末端的重要部件，它通常被用作末级功放，以使发射信号获得较大的输出功率和较高的效率。
本次课设用EWB软件对丙类放大器进行了研究，并掌握丙类谐振功率放大器的仿真设计方法。
高频功率放大器（简称高频功放）主要用于放大高频信号或高频已调波（即窄带）信号。
由于采用谐振回路作负载，解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗匹配等问题，因而高频功率放大器通常又称为谐振功率放大器。
就放大过程而言，电路中的功率管是在截止、放大至饱和等区域中工作的，表现出了明显的非线性特性。
但其效果:一方面可以对窄带信号实现不失真放大;另一方面又可以使电压增益随输入信号大小变化，即实现非线性放大。
根据功放电流导通角可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的放大器。
丙类谐振功率放大器是位于无线发射机末端的重要部件，其效率可达到90%，因此它通常被用作末级功放，以使发射信号获得较大的输出功率和较高的效率。
本设计对EWB软件进行了系统的研究，从而掌握了丙类谐振式功率放大器的仿真设计方法。
2 丙类功率放大器原理2.1 设计题目、内容及要求设计题目：丙类功率放大器的设计 内容及要求：1.高频丙类功率放大器的设计2.用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试3.测量高频功率放大器的主要技术指标4.观察高频丙类功率放大器的负载特性5.研究输入信号幅度的变化对功率放大器的输入功率、输出功率、总效率的影响6.研究直流电源电压对高频丙类功率放大器工作状态的影响2.2 设计原始资料模拟电路、高频电路理论基础、EWB 软件、计算机一台2.3 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放大器。
如:图 1 谐振高频功率放大器原理图所示。
它是无线发射机中的重要组成部件。
根据放大器电流导通角C θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。
非线性丙类功率放大器实验报告
非线性丙类功率放大器实验报告姓名：学号：班级：日期：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。
3. 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。
二、 实验基本原理非线性丙类功率放大器的电流导通角o90<θ，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o90<θ，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC 谐振回路。
丙类功率放大器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8-3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COm c CC m c I I V V 1121⋅⋅=η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，如果电流导通脚选定，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。
湖南大学非线性丙类功率放大器实验报告
实验七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。
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越小，放大器的效率越高。
甲类功率放大器的，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，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，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。
电路原理图如图7-1(见P.48)所示，该实验电路由两级功率放大器组成。
其中N4、T5 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R14、R15、R16 组成静态偏置电阻。
N4、T6 组成丙类功率放大器。
R18 为射极反馈电阻，T6 为谐振回路，甲类功放的输出信号通过R17 送到N4 基极作为丙放的输入信号，此时只有当甲放输出信号大于丙放管N4 基极－射极间的负偏压值时，Q4 才导通工作。
与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1 拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q 值。
下面介绍甲类功放和丙类功放的工作原理及基本关系式。
丙类功率放大器的设计
前言高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在接受设备中，从天线上感应的信号是非常微弱的，要靠高频小信号放大器来完成；在发射设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端，需要根据传送距离等因素来确定发射设备地发射功率，这就要用高频谐振功率放大器将信号放大到所需地发射功率。
高频功率放大器的主要功用使发射高频信号，并且一高效输出大功率为目的。
发射机中的振荡器产生的信号功率很小，需要经过多级高频放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。
已知能量是不能放大的，高频信号的功率放大，实质是在输入高频信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率，因此除要求高频功率放大器产生符合要求的高频功率外，还应要求具有尽可能的转换效率。
低频功率放大器可以工作在甲类状态，也可以工作在乙类状态，或甲乙类状态乙类状态要比甲类状态效率高。
为了提高效率，高频功率放大器多工作在丙类状态。
为了进一步提高高频功率放大器的效率，近年来又出现了D类、E类、S类高频功率放大器；还有利用特殊电路技术来提高效率的F类、G类、H类高频功率放大器。
本次课程设计主要是针对一些已知数据设计一个丙类高频功率放大器。
1.丙类功率放大器的原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器为谐振功率放大器。
如图1所示。
它是无线电发射机中的重要组成不见。
根据放大器的导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的放大器。
导通角θ越小放大器的效率η越高。
如甲类功放的θ= 180，效率最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90，效率可达到80%。
甲类功率放大器适合作为中间级多输出功率较小的初级功率放大器。
丙类功率放大器常作为墨迹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机基本特征，具体原理图如图1所示：1.1 丙类谐振功率放大器的功率与效率1.1.1 功率关系：功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流电源所供给的直流功率P 0，实质一部分转换为交流信号功率P 1输出去，一部分功率以热能的形式损耗在集电极上，成为集电极耗散功率P c 。
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南昌大学实验报告
学生姓名：学号: 专业班级：
实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验三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。
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、实验仪器与设备
1. 高频信号源 1 台
2. 8 号板 1 块
3. 双踪示波器 1 台
4. 频率特性测试仪（可选） 1 台
5. 万用表 1 块
四、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θ越小，放大器的效率η越高。
甲类功率放大器的θ=180°，效率η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θ<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θ<90°，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。
电路原理图如图7-1(见P.48)所示，该实验电路由两级功率放大器组成。
其中Q3（3DG12）、T6组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R A3、R14、R15组成静态偏置电阻，调节R A3可改变放大器的增益。
W1为可调电阻，调节W1可以改变输入信号幅度，Q4（3DG12）、
T4组成丙类功率放大器。
R16为射极反馈电阻，T4为谐振回路，甲类功放的输出信号通过R13送到Q4基极作为丙放的输入信号，此时只有当甲放输出信号大于丙放管Q4基极－射极间的
负偏压值时，Q4才导通工作。
与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1拨码开
关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。
下面介绍甲类功放和丙类功放的工作原理及基本关系式。
1、甲类功率放大器
1) 静态工作点
如图7-1所示，甲类功率放大器工作在线性状态，电路的静态工作点由下列关系式确定：v EQ=I EQ R15I CQ=βI BQ v BQ=v EQ+0.7V v CEQ=V CC−I CQ R15
2) 负载特性
如图7-1所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定，两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0可表示为：P0=P′H
ηB
式中，P′H为输出负载上的实际功率，ηB为变压器的传输效率，一般为ηB＝0.75～0.85 图7-2为甲类功放的负载特性。
为获得最大不失真输出功率，静态工作点Q应选在交流负载线AB的中点，此时集电极的负载电阻R H称为最佳负载电阻。
集电极的输出功率P C的
表达式为：P C=1
2V cm I cm=1
2
V cm2
R H
式中，V cm为集电极输出的交流电压振幅；I cm为交流电流的振幅，它们的表达式分别为：
V cm=V CC−I CQ R15−V CES
式中，V CES称为饱和压降，约1V，I cm≈I CQ
图3-2 甲类功放的负载特性
如果变压器的初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，则N1
N2=√ηB R H
R′H
式中，R′H为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻抗。
3) 功率增益
与电压放大器不同的是功率放大器有一定的功率增益，对于图7-1所示电路，甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号进行功率放大，功率放大增益A p的表达式为A p=P0
P i。
其中，P i为放大器的输入功率，它与放大器的输入电压u im及输入电阻R i的关系为
i i im P R V 2=
2、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7-3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 m
c 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
m
c CC m c I I V V 1121⋅⋅=
η
图3-3 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 。
谐振功率放大器的交流负载特性如图7-4所示。
由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性转移点A 时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降V CES ，集电极电流脉冲接近最大值I cm 。
C （欠压）
A
（临界）B （过压）
C
A
B
O
O
O θ
V ωt
i i V V V 图7-4 谐振功放的负载特性
此时，集电极输出的功率P C 和效率η都较高，此时放大器处于临界工作状态。
R q 所对
应的值称为最佳负载电阻，用R 0表示，即 0
2
02)(P V V R CES CC -=
当R q ﹤R 0时，放大器处于欠压状态，如C 点所示，集电极输出电流虽然较大，但集电极电压较小，因此输出功率和效率都较小。
当R q ﹥R 0时，放大器处于过压状态，如B 点所示，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。
为了兼顾输出功率和效率的要求，谐振功率放大器通常选择在临界工作状态。
判断放大器是否为临界工作状态的条件是：CES cm CC V V V =-
五、 实验步骤
1、 测试调谐特性
在前置放大电路出入J3处输入频率f =11.5MHz(V p -p ≈0.05V)的高频信号，调节W 1和中周T6，使TP 6处信号的电压幅值为6V 左右，S 1全部开路，改变输入信号频率，从9MHz ～15MHz （以1MHz 为步进）记录TP 6处的输出电压值，填入表7-1。
表7-1
2、 测试负载特性
在前置放大电路中输入J3
处输入频率f ＝11.5MHz （Vp -p ≈0.05V ）的高频信号，调节W1使TP6处信号约为6V ，调节中周使回路调谐（调谐标准：TH4处波形为对称双峰）。
将负载电阻转换开关S1依次从1—4拨动，用示波器观测相应的Vc 值和Ve 波形，描绘相应的ie 波形，分析负载对工作状态的影响。
表3-2 V b ＝6V f ＝11.5MHz V
CC
＝5V
图1 R L =820Ω V cP -P =19.2V 图2 R L =330Ω V cP -P =16.2V
图3 R L =100ΩV cP-P =9.44V 图4 R L =∞V cP-P =18.2V
图5 R L =820ΩV eP-P =0.516V 图6 R L =330ΩV eP-P =0.552V
图7 R L =100ΩV eP-P =0.608V 图8 R L =∞V eP-P =0.42V
六、实验结果分析
1、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。
激励电压越大，功率越低，效率越高。
激励电压越小，功率越低，效率越低。
负载电阻越大，输出功率越低，效率越高。
负载电阻越小，输出功率越低，效率越低。
3、用实测参数分析丙类功率放大器的特点。
丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号，基极偏置为负值，电流导通角小于90度，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。
电流导通角越小，效率越高。
当R q﹤R0时，放大器处于欠压状态，集电极输出电流虽然较大，但集电压较小，因此输出功率和效率都较小。
当R q﹥R0时，放大器处于过压状态，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。