丙类功率放大器电路组成和工作原理分析
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。
第6讲高频 丙类功率放大器原理和工作状态要点
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/21/2018 8:52 PM 3
管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率 也就不同。假定管子集电极电流为iC，电压为vCE
则
1 P iC vCE dt C 2 1 iC vCE dt 2
射频功率放大器 (Power Amplifier)
高频功率放大器的特点
丙类谐振功率放大器
丁类谐振功率放大器
谐振功率放大器的电路组成
宽带高频功率放大器
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/21/2018 8:52 PM
1
功放是能量转换器：
在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功 率PD中，一部分被转换为输出信号功率P0 ，其余部 分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率Pc ，即 管耗。 放大器的集电极效率
c
(Collection efficiency)
就是来评价这种转换能力的性能指标：
Po Po c PD Po Pc
作为放大器，功率增益是重要的性能指标， 但却是第二位的。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/21/2018 8:52 PM 2
二.
功率管的运用特性
在功放中，往往 选择不同的静态工作 点，使功放运用在特 性不同的区段上，来 实现甲，乙，丙，丁 等不同运用状态。在 输入余弦波激励下,集 电极输出电流iC 的波形 不同：
cos t cos c 1 cos c
若对ic 分解为付里叶级数为：
ic
ic1
ic2
ic3
Ico ωt
其中各系数分别为：
I co 1 2
I cmax sin c c cos c ) I cmax 0 c 1 cos c 1 1 c sin c cos c I cm 1 i cos td ( t ) I ( ) I cmax 1 c c cmax 2 1 cos c 2 sinn c cos c c cos n c sin c 1 c I cmn ic cos ntd(t ) ic max ) I cmax n c 2 c 2 n n 1 1 cos c ic d (t )
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。
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。
简述丙类功率放大器的原理
简述丙类功率放大器的原理丙类功率放大器是一种常见的功率放大器，它的原理可以概述为通过将输入信号分为两个部分，一个部分用于控制开关管的导通，另一个部分则用来控制开关管的关断，从而实现对输入信号的放大。
这种设计使得丙类功率放大器具有高效率和低失真的特点，被广泛应用于音频放大、射频通信等领域。
丙类功率放大器的原理基于晶体管（或管子）的非线性导通特性。
晶体管的导通和关断是通过基极电流进行控制的。
在丙类功率放大器中，晶体管通常使用开关型晶体管（如MOSFET）或具有延迟特性的双极型晶体管（如BJT）。
开关型晶体管具有高开关速度和低导通电阻，适用于高频率的应用；而双极型晶体管的导通特性更加符合音频信号的放大需求。
丙类功率放大器的输入信号被分为两个部分，一个部分用于控制晶体管的导通，另一个部分则用来控制晶体管的关断。
这样，晶体管只在输入信号正半周期与负半周期的过渡点才会被导通，而在信号的保持期则关闭，从而减小了功率放大器在无信号输入时的功耗。
具体实现时，丙类功率放大器通常采用交叉耦合的方式。
即将输入信号通过耦合电容分为正信号和负信号，分别作用于两个晶体管的控制端。
在正信号过程中，正信号晶体管导通，负信号晶体管关闭；在负信号过程中，负信号晶体管导通，正信号晶体管关闭。
这样，输入信号就被放大到输出端。
需要注意的是，由于丙类功率放大器在正负信号过程中只有一个晶体管处于导通状态，因此输出信号将会出现截止失真。
为了解决这个问题，一般会在输出端引入一个滤波电路，对输出信号进行滤波和重构。
滤波电路通常由电感和电容组成，用于将输出信号的截止部分滤除，使得输出信号更加接近于原始信号。
总结起来，丙类功率放大器的原理是通过将输入信号分为控制导通和关断的两个部分，利用晶体管的开关特性对输入信号进行放大。
由于只有一个晶体管处于导通状态，使得丙类功率放大器具有高效率和低失真的特点。
通过引入滤波电路，可以进一步改善输出信号的质量。
这种放大器常用于音频放大、射频通信等领域，是一种常见且实用的功率放大器设计。
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。
丙类谐振功率放大器仿真实验报告
丙类谐振功率放大器仿真实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过仿真实验，掌握丙类谐振功率放大器的基本原理、特性及其设计方法，并能够分析其电路结构以及各部分参数对电路性能的影响。
二、实验原理1. 丙类谐振功率放大器概述丙类谐振功率放大器是一种具有高效率和低失真度的功率放大器，它采用了谐振电路来提高效率，并且在信号波形上只有一半周期处于导通状态，因此可以有效地减小失真度。
2. 丙类谐振功率放大器电路结构丙类谐振功率放大器的电路结构主要由晶体管、变压器和谐振电路组成。
其中，晶体管作为信号放大元件，变压器起到匹配阻抗和提高输出功率的作用，而谐振电路则用于提高效率并减小失真度。
3. 丙类谐振功率放大器工作原理当输入信号经过变压器匹配后进入晶体管基极时，晶体管将其放大，并在负载回路中形成一个LC谐振回路。
当晶体管的基极电流为零时，回路中的能量被释放并形成一个正弦波输出信号。
由于谐振电路的存在，输出功率可以得到有效提升。
三、实验步骤1. 打开仿真软件，并新建一个丙类谐振功率放大器电路。
2. 设计晶体管的工作点，并给出其参数。
3. 设计变压器的匹配阻抗，并计算其参数。
4. 设计谐振电路，确定其参数。
5. 测试电路性能，包括输出功率、效率和失真度等指标。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们采用了ADS软件进行仿真设计，并得到了以下结果：1. 工作点设计：选择了2SC1946A型晶体管，其工作点为Vce=12V、Ic=1A。
2. 变压器设计：采用两段变比为1:4和1:2的变压器，其匹配阻抗为50Ω。
3. 谐振电路设计：选择了LC谐振回路，其中电感L=10μH、电容C=100pF。
4. 性能测试：输出功率为10W，效率为70%，失真度小于5%。
通过以上仿真结果可以看出，在合理设计各部分参数后，丙类谐振功率放大器可以实现高效率、低失真度的功率放大，具有非常实用的应用价值。
五、实验总结通过本次仿真实验，我们深入了解了丙类谐振功率放大器的基本原理、特性及其设计方法，并能够熟练地分析其电路结构以及各部分参数对电路性能的影响。
丙类高频功率放大器实验报告
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V C 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1．双踪示波器2．扫频仪 3．高频信号发生器4．万用表5．实验板G 2三、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。
四、实验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2－1所示。
该实验电路由两级功率放大器组成。
其中VT1、L1与C T 1、C2组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R1、R2、R13、R4组成静态偏置电阻。
L2与C T 2、C5组成的负载回路与V2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。
五、实验内容及步骤1．实验电路见图2-1，按图接好实验板所需电源，将C 、D 两点短接，利用扫频仪调回路谐振频率，使其谐振在6.5MHz 的频率上。
图2-1 功率放大器（丙类）原理图IN+12V2．负载51Ω，测I0电流。
在输入端接f=6.5MHz、Vi=120mV信号，测量各工作电压，同时3．示波器测量输入、输出峰值电压，将测量值填入表2.1内表 2.1V i:；输入电压峰──峰值V O：输出电压峰──峰值I O：电源给出总电流P i：电源给出总功率（P i=V c I0）(V c：为电源电压)P o：输出功率P a：为管子损耗功率（p a=p i－p o）4．加75Ω负载电阻，同2测试并填入表2.1内。
5．加120Ω负载电阻，同2测试并填入表2.1内。
6．改变输入端电压V i=84mV, 同2、3、4测试并填入表2.1内。
7．改变电源电压V C=5V，同2、3、4、5、测试并填入表2.1内。
六、实验报告要求1．据实验测量结果，计算各种情况下I0、P0、P i、η。
2．说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。
丙类谐振功率放大器电路设计
丙类谐振功率放大器电路设计目录1前言 (1)2 丙类谐振功率放大器 (1)2.1 BJT使用注意事项 (1)2.1.1 集电极最大允许电流I CM (2)2.1.2 集电极最大允许耗散功率P CM (2)2.1.3 二极管击穿耐量P SB (2)2.1.4 发射极开路,集电极-基极间反向击穿电压U(BR)CEO (2)2.2 丙类谐振功率放大器电路 (2)2.3 丙类谐振功率放大器工作原理 (4)2.4 丙类谐振功率放大器电路分析 (5)2.4.1 丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 (5)2.4.2 丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 (6)2.4.3 匹配网络 (6)2.4.4 V BB、V CM、V BM、V CC对丙类谐振功率放大器性能影响分析 (7)3 丙类谐振功率放大器电路的设计 (11)3.1 丙类谐振功率放大器设计 (11)3.1.1 晶体管的选择 (11)3.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法 (13)3.1.3 电容的选择 (13)3.2 电路设计与分析 (15)3.2.1电路设计基本事项 (15)3.2.2 电路设计与分析 (16)3.3 电路仿真 (17)3.3.1 ELECTRONICS WORKBENCH EDA 简介 (17)3.3.2 基于EWB电路仿真用例 (17)4 对丙类谐振功率放大器的展望 (19)结论 (20)谢辞 (20)参考文献 (21)1前言电子技术迅猛发展。
由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。
基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。
弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。
放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。
高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。
所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
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。 ．
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 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。
第6讲高频丙类功率放大器原理和工作状态
EC
上 得c
IC0
到
的
功
率
）
1
P0(2)2
U
Cm
I
c
Cm1
IC1m1I
I C2O
2，Cm1一 R般P 有U2：R2CPm
c
（注意 c RP 为 c回路谐振阻抗）
(3) 集(电 3)极c 耗Po散 PoP功c 率PoPC1
(4)
集电极能量转换效率
c
Po PD
Po Po PC
c
，c
c
：
PPCc
ic gc UBB Ubm cost UBZ
由于当 t c 时， ic 0
cos c
UBB UBZ Ubm
c
cos1
UBB UBZ Ubm
ic
+
+ ub
+
uCE C
uBE
-
_
RpLeabharlann + L uc1-
-
-UBB
EC
ic gc Ubm cost (U BB U BZ ) gc Ubm cost Ubm cosc gcUbm cost cosc
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
18
高频功率放大器的工作状态
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
19
1、 放大区动态特性
当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
输入端： uBE UBB Ubm cost 输出端： uce EC Ucm cost
功放是能量转换器：
在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功率
丙类功率放大器电路组成和工作原理分析
在工业控制系统中，丙类功率放大器用于驱动执行机 构，如电机、阀门等。
优化方案与改进建议
效率优化
通过改进电路设计或采用新材料，提高丙类功 率放大器的效率，降低能耗。
线性度改善
通过调整输入信号或采用前馈技术，改善丙类 功率放大器的线性度，减少失真。
散热设计优化
改进散热设计，提高散热效率，降低设备温度，提高设备可靠性。
功放输出级电路通常采用丙类工作状 态，利用晶体管的开关特性实现信号 的线性放大和高效能量转换。
偏置电路
偏置电路的主要作用是为各级放大器提供合适的静态工作点，以保证放大器的正常工作和稳定性。
偏置电路通常由电阻、电容、二极管等元件组成，通过合理设置各元件参数，可以调整各级放大器的 偏置电压和电流。
Part
03
丙类功率放大器工作原理
信号放大原理
信号放大
丙类功率放大器通过输入信号控 制晶体管的工作状态，将输入信 号进行放大，输出幅度更大的信 号。
电压放大
丙类功率放大器主要通过晶体管 的电压放大作用，将输入信号的 电压幅度进行放大。
电流放大
同时，晶体管也会对输入信号的 电流进行放大，使得输出信号的 电流幅度也得到相应的增大。
丙类功率放大器电路 组成和工作原理分析
• 引言 • 丙类功率放大器电路组成 • 丙类功率放大器工作原理 • 丙类功率放大器的性能指标 • 丙类功率放大器的实际应用与优化
目录
Part
01
引言
目的和背景
01
研究丙类功率放大器的电路组成 和工作原理，为实际应用提供理 论支持。
02
分析丙类功率放大器的性能特点 ，为优化设计提供依据。
丙类功率放大器的应用
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态高频丙类功率放大器是一种常见的放大器类型，广泛应用于通信、无线电等领域。
本文将介绍高频丙类功率放大器的原理和工作状态，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、高频丙类功率放大器的原理高频丙类功率放大器是一种用于放大高频信号的电路。
它的原理基于功率放大器的工作方式。
功率放大器是一种特殊的放大器，其输出端可以输出较大幅度的电功率，通常用于将弱信号放大到足够驱动负载的水平。
高频丙类功率放大器的原理和一般功率放大器相似，但其特点是在工作过程中采用了丙类放大的方式。
丙类放大是一种非线性放大方式，其输出信号在正半周和负半周分别被不同的放大器阶段放大。
具体而言，高频丙类功率放大器由一个或多个功率放大器级联组成。
每个放大器阶段都工作在丙类工作状态下，即在正半周和负半周分别进行放大。
这样可以有效提高功率放大器的效率，并实现对高频信号的放大。
二、高频丙类功率放大器的工作状态1. 正半周放大状态在高频丙类功率放大器的正半周工作状态中，输入信号的正半周期被放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的正半周期的放大结果。
由于丙类放大器在正半周时工作，因此其输出端的负电压是由负反馈电路提供的，保持放大器处于良好的工作状态。
2. 负半周放大状态在高频丙类功率放大器的负半周工作状态中，输入信号的负半周期被不同的放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的负半周期的放大结果。
同样，由于丙类放大器在负半周时工作，负反馈电路提供正电压来保持放大器的工作状态稳定。
3. 合并输出高频丙类功率放大器通过将正半周和负半周的放大结果合并起来，得到了每一个周期内的完整的输出信号。
这种合并输出的方式可以保证高频丙类功率放大器输出信号的连续性和稳定性。
三、高频丙类功率放大器的应用高频丙类功率放大器在通信和无线电领域有着广泛的应用。
由于其工作效率高，输出功率大，适用于处理高频信号，并且可通过合并多个放大器级联来获得更高的增益。
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。
丙类谐振功率放大器电路设计
丙类谐振功率放大器电路设计目录1前言 (1)2 丙类谐振功率放大器 (1)2.1 BJT使用注意事项 (1)2.1.1 集电极最大允许电流I CM (2)2.1.2 集电极最大允许耗散功率P CM (2)2.1.3 二极管击穿耐量P SB (2)2.1.4 发射极开路,集电极-基极间反向击穿电压U(BR)CEO (2)2.2 丙类谐振功率放大器电路 (2)2.3 丙类谐振功率放大器工作原理 (4)2.4 丙类谐振功率放大器电路分析 (5)2.4.1 丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 (5)2.4.2 丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 (6)2.4.3 匹配网络 (6)2.4.4 V BB、V CM、V BM、V CC对丙类谐振功率放大器性能影响分析 (7)3 丙类谐振功率放大器电路的设计 (11)3.1 丙类谐振功率放大器设计 (11)3.1.1 晶体管的选择 (11)3.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法 (13)3.1.3 电容的选择 (13)3.2 电路设计与分析 (15)3.2.1电路设计基本事项 (15)3.2.2 电路设计与分析 (16)3.3 电路仿真 (17)3.3.1 ELECTRONICS WORKBENCH EDA 简介 (17)3.3.2 基于EWB电路仿真用例 (17)4 对丙类谐振功率放大器的展望 (19)结论 (20)谢辞 (20)参考文献 (21)1前言电子技术迅猛发展。
由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。
基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。
弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。
放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。
高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。
所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
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丙类谐振功率 放大器的工作原理
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
不同工作状态时放大器的特点
工作状态 半导通角 理想效率
负载
应用
甲类 乙类
甲乙类 丙类
θc=1800 θc=900
900<θc<1800 θc<900
50％
78.5％
50％ <η<78.5% η>78.5%
电阻
低频
Vc c
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
ic
+
C
Rp
L vc
vb
+
-
B
Vcc
电路正常工作（丙类、谐振）时，
外部电路关系式：
v BE
VBB
Vbm cost
vCE VCC Vcm cost
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t Icmn cosnt
丙类谐振功率放大器
－
呈现为纯电阻，即 谐振电阻RP。
＋－ VBB
－＋ VCC
结论：回路上仅有基波分量产生电压vc，因而在负 载上可得到所需的不失真信号功率。
丙类谐振功率放大器
ic
＋
＋
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
vb=Vbmcoswt
－
＋－ VBB
－＋ VCC
vBE VBB Vbmcost；
vCE VCC Vcm cos t
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t
Icmn cosnt
直流功率： Pdc=VCC Ic0
输出交流功率：Po
1 2 Vcm
Icm1
集电极效率：
Vc2m 2Rp
1 2
I
R 2
cm1 p
c
Po Pdc
1 2
Vcm
I
cm1
VCC Ic0
集电极电压利用系数
丙类谐振功率放大器
集电极电流 ic
iC IC0 ic1 ic2
IC0 Ic1mcost Ic2mcos2t
丙类谐振功率放大器
ic
（1）对非基波分量
阻抗很小，直流和
＋
＋
各次谐波分量产生 的电压可忽略。
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
（2）基波分量 vb=Vbmcoswt
vCE VCC Vcmcost(Vcm Ic1mRP )
丙类谐振功率放大器
结论：丙类功放导通时间短，集电极 功耗小，所以效率高。
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
总结：
1、电路工作状态：晶体管发射结为负偏置， 由 VBB 来保证，流过晶体管的电流为余弦脉冲 波形； 2、如何解决失真问题：数学依据：傅立叶展 开，有基波分量存在。怎样选出基波：谐振 回路调谐于基频。
1 2
g1
(q
c
Vcm
)
波形系数
g1(qc )
Icm1 Ic0
VCC
推挽，回 低频、高
路
频
推挽
低频
选频回路 高频
丙类谐振功率放大器
电路特点：
ic
1、VCC：提供直流能源
＋
＋
2、激励信号大：电 路处于大信号非线 性状态
＋
vb=Vbmcoswt
ib V ＋
uce
ube － －
vc C －L
输出
3、晶体管：承受高电压 － 大电流，截止频率高
4、负载回路：谐振回路
＋－ VBB
V cm vCE
V CC
V BB
iC v bEmax
+ vb -
VBB
t
V bm vBE
1
Pc T
T
0 iC vCEdt
1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
v BE
VBB
Vbm
cost
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
ic
C Rp L vc +
－＋ VCC
5、VBB：小于截止电压VBZ，决定导通角
丙类谐振功率放大器
ic
＋
＋
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
vb=Vbmcoswt
－
＋－ VBB
－＋ VCC
vBE VBB Vbmcost；
丙类谐振功率放大器
VBB设置在功率管的截止区，以实现丙类工作, 丙类工作时集电极电流为尖顶脉冲
3、为什么效率高：导通时间短，集电极功耗小。
丙类谐振功率放大器
半导通角的选择
导通角越小
效率越高
导通角太小
输出功率反而减小
兼顾输出功率 和效率
半导通角 70度左右
丙类谐振功率放大器
小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于： 工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源 作基极偏置。
iB / iC 转移
iC
特性
VBB
理想化
t
- qc
o V BZ
vbe - qc 0 +qc
+ q0c
vbe
V bm
t
v BE
VBB
Vbm
cost
ic
+
C
Rp
L vc
vb
+
-
VBB
Vcc
高频功率放大器的 基本电路
丙类谐振功率放大器
或电压 电流
iC i vCE min
c max
0 qc
V BZ
vCE VCC Vcm cost