高频功率放大器实验
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。
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。
高频功率放大器实验报告
高频功率放大器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过设计和搭建高频功率放大器电路，实现对输入信号的放大，并验证其放大性能和稳定性。
二、实验原理。
高频功率放大器是一种能够对高频信号进行放大的电路。
其主要原理是利用晶体管等元件对输入的高频信号进行放大，从而得到输出信号。
在实际搭建电路时，需要考虑元件的参数选取、电路的稳定性以及功率放大器的线性度等因素。
三、实验器材。
1. 信号发生器。
2. 高频功率放大器电路板。
3. 示波器。
4. 直流稳压电源。
5. 电阻、电容等元件。
四、实验步骤。
1. 将高频功率放大器电路板搭建好，并连接好电源和信号源。
2. 调节信号发生器的频率和幅度，输入合适的高频信号。
3. 使用示波器观察输入和输出信号的波形，记录波形的幅度和相位差。
4. 调节输入信号的幅度，观察输出信号的变化情况。
5. 测量输入和输出信号的电压、功率等参数，分析功率放大器的放大性能。
五、实验结果与分析。
通过实验观察和测量，我们得到了高频功率放大器的输入和输出信号波形，并记录了其幅度和相位差。
同时，我们还对输入和输出信号的电压、功率等参数进行了测量和分析。
通过对实验数据的分析，我们可以得出高频功率放大器的放大性能和稳定性。
六、实验结论。
根据实验结果和分析，我们得出了关于高频功率放大器的结论。
我们验证了高频功率放大器对输入信号的放大效果，并对其性能进行了评估。
同时，我们也发现了一些问题和改进的方向，为今后的研究和实验提供了指导和思路。
七、实验总结。
本次实验通过搭建高频功率放大器电路，验证了其放大性能和稳定性。
我们不仅掌握了高频功率放大器的原理和实验方法，还积累了实验数据和分析经验。
通过本次实验，我们对高频功率放大器有了更深入的了解，为今后的学习和研究打下了良好的基础。
八、参考文献。
[1] 《电子电路实验指导书》。
[2] 《电子技术基础》。
[3] 《电路原理与设计》。
以上就是本次高频功率放大器实验的报告内容，谢谢阅读。
丙类高频功率放大器实验
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
GND
R18 1 .8 K
2 21 1
1 2 3
-Vb b P2
1
1
M2
T2 16
6
2
34
4
1 3
J3
X2
1 J4 2
3
4
2 4
C22 10
Rp 3 2 .2 K
R2 0 2 40
GND
C18 0 .0 1
D2 LED
GND
2 12 1
3 EC 2 3 31 1
2 12 12 12 1
C T3
C10
实验三
丙类高频功率放大器实验
丙类功率放大器
• 丙类是指放大器的工作状态,由其半导通角决定，半导通角 小于90°时即为工作在丙类状态，其理想效率可以大于 78.5%，有较大的功率和输出效率，因此丙类放大器一般 用于末级放大。优点导通时间短，集电极功耗小，效率高。
工作状态 甲类 乙类
甲乙类 丙类
半导通角
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
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变化时的动态特性。
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皿皿皿皿皿响。
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、测试饼类功放的调谐特性。
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、实验基本原理功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等工作方式，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，并将大功率的输出信号馈送到天线幅射出去。
功率放大器实际是一个能量转换器，即把电源共给的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为放大器的效率。
为了获得较大的输出功率和效率，其工作状态通常为丙类工作状态。
功率放大器的主要特征是三价钴胺工作在非线性状态。
为了不失真地放大信号，它的负载必须是谐振回路。
集电极负载是一个高Q的LC并联震荡贿赂。
直流供电电路为各级提供适当的工作状态和能源。
由于基极未提供直流偏置电压，其工作状态为丙类工作状态。
集电极电流为余弦脉冲状，但由于在集电极电路内采用的是并联谐振回路使回路谐振于基频，那么它对基频呈现很大的纯电阻阻抗，而对谐波的阻抗很小，可视为短路，因此并联谐振电路由于通过集电极电流所产生的电位降Vc也几乎只含有基频。
这样，集电极电流的失真虽然很大，但由于下周六的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。
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(3DG12入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为静态偏置电阻。
XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3(3DG12)组成丙类放功率大器。
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)。
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。
实验一 高频丙类功率放大器
实验一高频丙类功率放大器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效率高，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图。
2．认真整理记录的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 一台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：窄带高频功率放大器和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。
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。
高频功率放大器
J7（输入测量点） J8（甲放输出测量点） J24（输入测量点） J15短路块（信号输 J25（接地点） 入选择）
高频功率放大器实验(共10张PPT)
1．进一步了解高频功率放大器（丙类）的基本工作原理； 5MHz ，Uip-p≈2V的正弦信号。 负载特性曲线如下图所示：
测试条件：UCC = 12V，RL先用75Ω，回路处于谐振，
并在不失真状态下进行测试。分别改变RL的值，完成实
验指导书中的测试内容。
测试条件：UCC = 12V，RL=75Ω， 测试条件：UCC = 12V，RL=75Ω，回路处于谐振，并在临界状态下进行。 高频功率放大器实验板G2 1．进一步了解高频功率放大器（丙类）的基本工作原理； 导通角θC、输出功率Po及效率η的测量 3）效率ηC的测量：
三种工作状态波形
3.导通角θC、输出功率Po及效率η的测量
高频功率放大器
一、实验目的
1．进一步了解高频功率放大器（丙类）的基 本工作原理；
2．掌握高频功率放大器的调整方法和性能指 标的测试方法；
3．了解电源电压UCC、激励信号U bm及负载 RL对高频功率放大器的影响。
二、实验原理
1.实验电路图
高频功率放大器是发射 机的一个重要组成部分。它 的任务是：以高效率输出最 大的高频功率。由于高频功 放往往是放大高频窄带信号， 用谐振回路作为集电极的负 载，因此，高频功率放大器 几乎都采用导通角θ≤ 的 丙类工作状态。虽功率增益 比甲类和乙类小，但效率却
5.选做内容：
激励信号U bm对高频功率放大器的响 应的测试。
测试条件：UCC = 12V，RL=75Ω，回路处于谐振，并在临界状
态 测下试进。行。分别改变Uip-p的值，完成实验指导书中表1-34内容的
实验报告要求见实验指导书。
高频功率放大器实验板G2
2.三种工作状态的观测
高频功率放大器实验报告
《通信电子线路》实验报告实验名称：高频功率放大器一、实验环境Multisim 14.0二、实验目的1、进一步了解Multisim仿真步骤，熟练操作获取波形2、仿真验证高频功率放大器原理，观察高频功率放大器工作在过压、临界、和欠压状态的波形三、实验原理和设计高频功率放大器工作在三极管截止区，导通角小于90度，属于丙类放大器。
故三极管输出波形为尖顶余弦脉冲序列（临界或欠压）或是凹顶余弦脉冲序列（过压），信号经过选频网络后，能够恢复指定频率的波形信号。
原理图如图2.1所示。
图2.1输出电流Ic和Vce 关系曲线，如图2.2图2.2四、实验步骤1，按照原理图连接电路。
2，计算电路谐振频率，画出幅频响应和相频响应。
3，选择合适的电源电压值，使三极管发射结反偏，集电结反偏。
4，调节基极偏置电压源、信号源幅度、并联回路电阻值和集电极电源，观察输出电压Vc 、输出电流ic波形，判断电路状态五、实验结果及分析1、并联谐振回路的幅频响应和相频响应，如图4.1所示图4.1并联谐振回路谐振频率为11.56MHz，与电路参数计算相吻合。
其0.707带宽为15.65MHz2、输入信号改为f= 11，56MHz，计算频谱如图4.2.1所示图4.2.1输出信号频谱如图4.2.2所示图4.2.23、观察时域波形。
调节参数Vbb= 0.7V反偏，Vi = 0.9Vrms，Vcc = 10V，波形如图4.3.1所示图4.3.1根据三极管特性，发射极反偏时，电流信号Ib需克服Vbb和Vbz才能导通，所以Ib和Ic应为尖顶余弦脉冲。
但是仿真出波形为完整余弦脉冲，不符合理论。
可能的原因有，三极管导通电压参数与理论值差异较大，发射结反偏程度低。
三极管模型不符合实际特性，无截止区。
调节Vbm，使Vi = 1.0V，其余参数不变，观察时域波形，如图4.3.2输出电压Vc产生失真，可能因放大倍数等参数不合适导致。
图4.3.2波形出现尖顶余弦脉冲，电路为欠压状态，导通角2θ=(202.6-188.6)ns * 11.56Mhz*360°= 58.26°，半导通角θ= 29.13°信号电压，ic的频谱如图4.3.3所示图4.3.3继续增大信号电压至1.2V，波形如图4.3.4图4.3.4观察输出波形Ic，类似出现了凹顶余弦脉冲，所以电路处于过压状态，半导通角θ= 28°输入输出信号频谱如图4.3.5.1和4.3.5.2所示图4.3.5.1图4.3.5.2六、小结本次实验验证高频功率放大器的欠压和过压状态，观察欠压状态的尖顶余弦脉冲序列和过压时的凹顶余弦脉冲序列。
实验三丙类高频功率放大器实验
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．电路特点及实验原理简介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效率高，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。
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cR L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，Vbb 为基极偏压，Vcc为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态，Vbb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。
实验三 高频功率放大器实验
实验三高频功率放大器实验一、实验目的1.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。
2.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。
3.通过实验进一步了解调幅的工作原理。
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.测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；4.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；5.观察功放基极调幅波形。
三．实验步骤1.实验准备在实验箱主板上装上幅度调制与无线发射模块，接通电源即可开始实验。
2.测试前置放大级输入、输出波形高频信号源频率设置为6.3MHZ，幅度峰-峰值300mV左右，用铆孔线连接到1P05，用示波器测试1P05和1TP07的波形的幅度，并计算其放大倍数。
由于该级集电极负载是电阻，没有选频作用。
3.激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响激励电压U b 对放大器工作状态的影响1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压E c =5V左右（用万用表测1TP08直流电压， 1W05 逆时针调到底），负载电阻R L =10KΩ 左右（1K04置“右侧”，用万用表测1TP11电阻， 1W6 顺时针调到底，然后1K04置“左侧”）不变。
高频信号源频率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰—峰值），连接至功放模块输入端（1P05）。
示波器CH1接1P08，CH2接1TP09。
调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（1TP08）最大。
改变信号源幅度，即改变激励信号电压U b ，观察1TP09电压波形。
信号源幅度变化。
欠压临界过压弱过压如果波形不对称，应微调高频信号源频率，如果高频信号源是DDS信号源，注意选择合适的频率步长档位（2）集电极电源电压E c 对放大器工作状态的影响保持激励电压U b （1P05电压为200mv峰—峰值）、负载电阻R L =10KΩ 不变（1W6顺时针调到底），改变功放集电极电压E c （调整1W5电位器，使E c 为5—10V变化），观察1TP09电压波形。
高频功率放大器实验
实验报告课程名称：高频电子线路实验指导老师：韩杰、龚淑君成绩：__________________ 实验名称：高频功率放大器实验类型：验证型实验同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、了解高频功率放大器的主要技术指标——输出功率、中心频率、末级集电极效率、稳定增益或输入功率、线性动态范围等基本概念，掌握实现这些指标的功率放大器基本设计方法，包括输入、输出阻抗匹配电路设计，回路及滤波器参数设计，功率管的安全保护，偏置方式及放大器防自激考虑等。
2、掌握高频功率放大器选频回路、滤波器的调谐，工作状态（通角）的调整，输入、输出阻抗匹配调整，功率、效率、增益及线性动态范围等主要技术指标的测试方法和技能。
二、实验原理高频功率放大器实验电路原理图如下图图1所示。
电路中电阻、电容元件基本上都采用贴片封装形式。
放大电路分为三级，均为共射工作，中心频率约为10MHz。
图1 高频功率放大器第一极（前置级）管子T1采用9018或9013，工作于甲类，集电极回路调谐于中心频率。
第二级（驱动级）管子T2采用3DG130C，其工作状态为丙类工作，通角可调。
通角在45°~60°时效率最高。
调整R W1时，用示波器在测试点P2可看到集电极电流脉冲波形宽度的变化，并可估测通角的大小。
第二级集电极回路也调谐于中心频率。
第三级（输出级）管子T3也采用3DG130C，工作于丙类，通角调在60°~70°左右。
输出端接有T形带通滤波器和π型阻抗变换器，具有较好的基波选择性、高次谐波抑制和阻抗匹配性能。
改变短路器开关K1~K4可观看滤波器的失谐状态，为保证T3管子安全，调整时应适当降低电源电压或减小激励幅度。
改变K5、K6可影响T3与51Ω负载的匹配状态。
高频功率放大器 实验报告
高频功率放大器实验报告高频功率放大器实验报告引言：高频功率放大器是一种常见的电子设备，用于将低功率的信号放大到较高功率的水平。
在无线通信、雷达系统、无线电广播等领域，高频功率放大器发挥着至关重要的作用。
本实验旨在研究高频功率放大器的性能和特点，并通过实验验证其放大效果。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解高频功率放大器的工作原理和基本结构；2. 研究高频功率放大器的频率响应和增益特性；3. 通过实验验证高频功率放大器的放大效果。
二、实验装置和原理1. 实验装置：本次实验所使用的装置包括高频信号源、高频功率放大器、频谱分析仪等设备。
2. 实验原理：高频功率放大器的基本结构包括输入匹配网络、放大器芯片、输出匹配网络等组成。
输入匹配网络用于将输入信号的阻抗与放大器芯片的阻抗匹配，以提高能量传输效率。
放大器芯片是实现放大功能的核心部件，其内部包含多个晶体管级联，通过适当的偏置和电源供应，实现对输入信号的放大。
输出匹配网络用于将放大器芯片的输出阻抗与负载的阻抗匹配，以提高能量传输效率和输出功率。
三、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验要求，搭建高频功率放大器的电路。
连接高频信号源、高频功率放大器和频谱分析仪，并确保连接正确。
2. 调节输入信号：调节高频信号源的频率和幅度，使其符合实验要求。
注意调节信号源的输出阻抗与输入匹配网络的阻抗相匹配。
3. 测量放大器的频率响应：通过改变高频信号源的频率，测量高频功率放大器在不同频率下的输出功率和增益。
记录数据并绘制频率响应曲线。
4. 测量放大器的线性度：在实验中，改变输入信号的幅度，测量高频功率放大器在不同输入功率下的输出功率。
记录数据并绘制线性度曲线。
5. 测量放大器的稳定性：在实验中，改变负载的阻抗，测量高频功率放大器在不同负载条件下的输出功率和增益。
记录数据并分析稳定性。
四、实验结果与分析1. 频率响应：根据实验数据绘制的频率响应曲线显示，高频功率放大器在特定频率范围内具有较高的增益，且在频率范围外的增益下降明显。
高频功率放大器实验
VCC由小至大变化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压。改变 vCC 时，其工作
状态和电流、功率的变化如图 3-6 所示。
P=
Icm1
Ic0
Po
Pc
0 过压状态 欠压状态 VCC 0 过压状态 欠压状态 VCC
(a)
(b)
图 3-6 VCC改变时电流、功率的变化
甲类、乙类功率放大器我们在上学期的实验都完成过，现在比较一下和它们丙类功率放 大器的不同：
甲类放大器：输入信号幅度小，输出信号不失真。但是其工作效率较低。 乙类和丙类放大器：输入信号幅度大，工作效率较高，但是输出信号失真大。特别丙类 谐振功率放大器，电压导通角较小，工作效率最高，通信发射机的高频末级功率放大器通常 采用丙类工作方式。 另外，对于谐振功率放大和小信号调谐放大器的对比：两种放大器的放大对象都为高频 信号，负载也均是谐振回路；不同之处主要在于激励信号的幅度大小不同，电路的静态工作 点不同，动态范围不同。 在实验过程中要认真体会。 高频功率放大器与低频功率放大器的相同点：都是为了得到高输出功率和高转换效率， 激励信号也同为大信号；不同点：⑴工作频率与相对频宽不同；⑵放大器的负载不同；⑶放 大器工作状态不同。 1、丙类谐振功率放大器的工作特点 功率放大器的最终目的是：电路与系统中，如果具有相同直流功率，那么所设计放大器 的转换效率越高，输出的交流功率就越大。丙类放大器就是这样一种放大器，如图 3-1 所示， 这是一个典型的丙类放大器的原理图：负载为LC谐振回路，基极偏置为负偏压，半通角θc＜ 90°，放大器的基极没有设置直流偏置电路，仅在晶体管基极设置了一个偏置电阻，从电路 的形式来看，当没有载波信号输入时，放大器处于截止状态，集电极和发射级没有电流流过， 集电极也没有交流信号输出。当输入大幅度信号时，输入信号加在放大器基极，在偏置电阻 上产生自给偏压，放大器将随着输入信号的频率进行开关工作，放大器的集电极将输出放大 的信号。
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、…。
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。
实验6高频功率放大器
实验6⾼频功率放⼤器太原理⼯⼤学现代科技学院⾼频电⼦线路课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101XXX姓名XXXXXXXX指导教师XXXXXXX实验名称⾼频功率放⼤器同组⼈专业班级测控14-4姓名 XXX 学号201410XXX 成绩实验六⾼频功率放⼤器6.1⾼频功率放⼤器基本⼯作原理⼀、⾼频功率放⼤器的原理电路⾼频功放的电原理电路图如图7-1所⽰（共发射极放⼤器）它主要是由晶体管、LC 谐振回路、直流电源C E 和b E 等组成，b U 为前级供给的⾼频输出电压，也称激励电压。
⼆、⾼频功率放⼤器的特点1、⾼频功率放⼤器通常⼯作在丙类（C 类）状态。
通⾓θ的定义：集电极电流流通⾓度的⼀半叫通⾓θ。
甲类（A 类）θ=180度，效率约50%；⼄类（B 类）θ=90度，效率可达78%；甲⼄类（AB 类）90<θ<180度，效率约50%可以推测，继续减⼩θ，使θ⼯作到⼩于90度，丙类效率将继续提⾼。
2、⾼频功放率放⼤器通常采⽤谐振回路作集电极负载由于⼯作在丙类时集电极电流c i 是余弦脉冲，因此集电极电流负载不能采⽤纯电阻，……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………⽽必须接⼀个LC 振荡回路，从⽽在集电极得到⼀个完整的余弦（或正弦）电压波。
c i 可⽤傅⾥叶级数展开：......3cos 2cos cos ......m 3m 2121++++=+++=wt I wt I wt I I i i I i C C m C CO c c co c式中，m C I 1、m 2c I 为基波和各次谐波的振幅。
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实验报告课程名称：高频电子线路实验指导老师：韩杰、龚淑君成绩：__________________ 实验名称：高频功率放大器实验类型：验证型实验同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、了解高频功率放大器的主要技术指标——输出功率、中心频率、末级集电极效率、稳定增益或输入功率、线性动态范围等基本概念，掌握实现这些指标的功率放大器基本设计方法，包括输入、输出阻抗匹配电路设计，回路及滤波器参数设计，功率管的安全保护，偏置方式及放大器防自激考虑等。
2、掌握高频功率放大器选频回路、滤波器的调谐，工作状态（通角）的调整，输入、输出阻抗匹配调整，功率、效率、增益及线性动态范围等主要技术指标的测试方法和技能。
二、实验原理高频功率放大器实验电路原理图如下图图1所示。
电路中电阻、电容元件基本上都采用贴片封装形式。
放大电路分为三级，均为共射工作，中心频率约为10MHz。
图1 高频功率放大器第一极（前置级）管子T1采用9018或9013，工作于甲类，集电极回路调谐于中心频率。
第二级（驱动级）管子T2采用3DG130C，其工作状态为丙类工作，通角可调。
通角在45°~60°时效率最高。
调整R W1时，用示波器在测试点P2可看到集电极电流脉冲波形宽度的变化，并可估测通角的大小。
第二级集电极回路也调谐于中心频率。
第三级（输出级）管子T3也采用3DG130C，工作于丙类，通角调在60°~70°左右。
输出端接有T形带通滤波器和π型阻抗变换器，具有较好的基波选择性、高次谐波抑制和阻抗匹配性能。
改变短路器开关K1~K4可观看滤波器的失谐状态，为保证T3管子安全，调整时应适当降低电源电压或减小激励幅度。
改变K5、K6可影响T3与51Ω负载的匹配状态。
匹配时，51Ω负载上得到最大不失真功率为200mW左右，二次谐波抑制优于20dB，三级总增益不小于20dB，末级集电极到负载上的净效率可达30%左右，考虑滤波匹配网络的插入损耗，集电极效率可达40%以上。
开关K8只有在接通后才能使功放达到预定效率，但实验时，为了使R16对末级管子T3起到限流保护作用，K8不要接通，而R16上的电压降也不必扣除，这只使功放总效率略有降低。
电源开关K7用于防止稳压电源开机或关机时电压上冲导致末级功放管损坏。
三、主要仪器设备10MHz高频功率放大器实验板、BT3C（或NW1252）扫频仪、高频信号发生器（QF1056B 或EE1461）、示波器、超高频毫伏表（DA22）、直流稳压电源（电压5~15V连续可调，电流1A）、500型万用表（或数字万用表四、实验内容和步骤主要测试指标：功率、效率、线性动态范围实验准备与仪器设置1、实验板：●开关K7用于防止稳压电源开机或关机时电压上冲导致末级功放管损坏，所以稳压电源开机或关机前，开关K7必须置于关闭（向下）；●短路开关置于K1、K3、K6、K9、K10，否则滤波器失谐，影响T3与51Ω负载的匹配状态，从而影响实验结果。
2、电源：●为保证T3管子安全，电源电压最高不超过+15V，实验时设置为+14.5V~+15V。
实验内容与步骤4）用信号源及示波器测功放输出功率及功率增益（1）适当改变信号幅度（200~300mV左右），使51Ω负载上得到额定功率200mW。
（2）在测试点P2观察电流脉冲，宽度应为周期的1/3左右。
（3）从输入输出信号幅度求得功放的（转换）功率增益。
（4）比较滤波器输入输出幅度，估计滤波器插入衰减。
5）用双踪示波器观察电流电压波形（1）比较功放末级发射极电流脉冲波形和负载上基波电压波形的相位。
（2）比较功放第二级发射极电流脉冲波形与集电极电压基波波形的相位，并分别画出波形。
6）高频功放效率（主要是末级）的调试与测量（1）用示波器观看第二级发射极电阻电流脉冲宽度。
（2）用示波器在第三级功放发射极电阻上观看其电流脉冲波形。
8）功放线性观察(1) 调幅波通过功率放大器将中心频率为10MHz、调制度为60%的调幅信号电压加到功放输入端，适当调整输入信号幅度（200mV），使51Ω负载上输出调幅波峰值功率不超过功放额定功率200mW，用双踪示波器比较输入、输出调幅波的波形并加以说明。
(2) 调频波通过功率放大器将中心频率为10MHz的调频波（频偏60KHz）输入功放，调节信号幅度使负载上调频信号功率不超过功放额定功率，比较输入、输出调频波的波形并加以说明。
五、实验数据记录和处理1、用信号源及示波器测功放输出功率及功率增益（1）适当改变信号幅度（200~300mV左右），使51Ω负载上得到额定功率200mW。
本次实验采用的电路板，当输入信号幅度为350mv时，51Ω负载上可以达到200mW的额定功率，此时负载两端输出电压峰峰值为9.02V。
当输入信号幅度为350mW时，负载两端波形如下所示：由图可知此时波形峰峰值为9.02V，与理论计算的9.03V十分接近，所以实验数据可靠。
（2）测试点P2的电流脉冲：已测：频率为10MHz ，周期为T=100ns ，电流脉冲宽度为43ns ，约为周期的1/3。
（3）功放的（转换）功率增益：∵V PP-in=300mV*2=0.6V V pp-out =9.03V 又输入输出阻抗匹配 ∴功率增益：dB V V A in pp out pp 55.236.003.9lg 10lg 102222=⨯=⨯=--上述结果满足实验原理中三级总增益不小于20dB 的结论。
（4）比较滤波器输入输出幅度，估计滤波器插入衰减。
滤波器输入：信号峰峰值= 2.01V 滤波器之后的输出峰峰值=1.27V插入损耗为：20*lg （1.27/2.01）= -3.99db2、用双踪示波器观察电流电压波形。
（1）功放末级发射极电流脉冲波形的相位与负载上基波电压波形的相位比较：由上图可知，两者之间的相位差约为180度。
（2）功放第二级发射极电流脉冲波形与集电极电压基波波形的相位比较：根据波形比较可知，两者之间的波形相位相差180度。
3、高频功放频率（主要是末级）的调试与测量（1）第二级发射极电阻电流脉冲宽度：第二级发射极电流脉冲宽度约为42ns（2）第三级功放发射极电阻上观察电流脉冲波形：4、功放线性观察：（1）输入、输出调幅波的波形：如图可以看出，输出调幅波与输入调幅波相比较，可知输入调幅波通过高频功放之后波形产生了很大的失真。
（2）输入、输出调频波的波形：如图所示，通过高频功率放大器之后调频波的输入输出波形并没有太大的差别（均为正弦波），只是输出波形稍微有些失真，但是并不明显。
六、实验结果与分析1、用信号源及示波器测功放输出功率及功率增益实验中，通过调节变阻器的值调节电路，最终当输入信号幅度取到300mV时，51Ω负载上得到的功率为200mW。
由于实验中T2管子工作状态为丙类，即为C类高频功放，导通角约为60度，因此在发射极P2测试点测得的电流脉冲为周期T的1/3左右（60°/180°=1/3）。
比较滤波器的输入输出波形可以看出，功率增益为23.55dB，满足三级功放的功率增益不小于20dB，插入的滤波器可以将C类放大器引起的非线性失真补偿，这是因为T形带通滤波器和π型阻抗变换器具有较好的基波选择性、高次谐波抑制和阻抗匹配性能，但同时付出了增加插入损耗的代价。
实验中测得滤波器的插入损耗为dB。
2、用双踪示波器观察电流电压波形比较功放第2级发射极P2电流脉冲波形与集电极P3电压基波波形的相位，发现相位差约为180度，这与三极管的反相特性吻合；当比较功放末级发射极P4电流脉冲波形与负载上基波电压波形的相位，发现相差也为180度。
3、高频功放频率的调试与测量通过观察高频功放末级发射极上电流脉冲波形，发现仍然存在失真，脉冲宽度约为一周期的0.4，但是信号的幅度与第二级发射极电流脉冲来讲已经被放大了。
4、功放线性观察试验中分别观察了调幅波通过高频功放与调频波通过高频功放之后的失真，发现调幅失真度比调频的失真度要大很多，这是因为实验中T2\T3均为C类放大器，是属于非线性放大器，不适合放大为非恒定包络的已调信号。
对于普通调幅波信号，C类放大器对幅度不同的输入信号的导通角不同，输出电流基波分量的幅度与导通角成非线性关系，使得输出电压幅度的包络与输入电压包络不成正比，从而产生较大失真，而调频信号适合使用C类高频功放，因此输入输出波形没有太大差别。
八、思考题1、简述放大器分类以及各类放大器的区别与应用？答：功率放大器根据输出功率与效率不同，分为A、B、C、D、E等几类。
按照信号一周期内晶体管的导通情况，即按导通角的大小，功率放大器可分为A、B、C 三类。
在信号一周期内管子均导通，导通角为180°，称为A类放大器，理想效率为50%，负载为电阻。
一周期内只有一半导通的称为B类放大器，导通角为90°，理想效率为78.5%，电路一般采用两个管子轮流导通的推挽形式。
AB类放大器介于A、B类两者之间，导通角为90°~180°，理想效率为50%~78.5%，电路同样采用推挽形式。
而导通时间小于一半周期的成为C类放大器，即导通角小于90°，理想效率大于78.5%。
如果按照晶体管的等效电路分，则A、B、C属于一大类，它们的晶体管都等效为一个受控电流源。
而D、E属于另一类功放，它们的晶体管被等效为受输入信号控制的开关，导通角都近似为90°，都属于高效率的非线性功率放大器。
对于音频功率放大器，目前使用最多的是AB 类功放，这类功放优点是音质较好，缺点是它的平均效率不高，大约40%左右，在大音量时整机温升较高。
因此许多电子工作者设计了其他种类的音频功率放大器，如G类功放。
G类功率放大器设计基本思想是，当功放输出幅度较小时功放末级供电采用低电压，当输出幅度升高时功放末级供电采用较高一些电压，如输出幅度继续升高时，功放末级供电再用更高一些电压，这样就减小了信号小幅度下的管耗，大大提高了整机效率。
采用数字切换电源方式的G类功放的功率管功耗很低，带来的好处是整机发热大大降低，提高了电路的可靠性，减小了电源的功率和功率管散热片的大小，而音质又与AB 类功放差不多，是很值得推广的一种音频功率放大器。
2、当高频功放负载电阻发生短路或开路时，功放管会发生什么危险？答：当负载短路时会使功放管烧毁，当负载开路时会使功放管击穿。
3、当高频功放集电极回路或滤波器电路严重失谐时，功放管可能出现什么危险，为什么？答：功放管可能因集电极电流过大而烧毁，也可能因集电极脉冲电压过大而击穿。