3-1丙类谐振功放的工作原理及特性分析

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丙类功率放大器

丙类功率放大器仿真分析一、概述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。

在通信电路中，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功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。

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。

高频功率放大器是无线电发射没备的重要组成部分。

在无线电信号发射过程中，发射机的振荡器产生的高频振荡信号功率很小，因此在它后面要经过一系列的放大，如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级等，获得足够的高频功率后，才能输送到天线上辐射出去。

实际上高频功率放大器不仅仅应用于各种类型的发射机中，而且高频加热装置、高频换流器、微波炉等许多电子设备中都得到了广泛的应用。

本论文对EDA 软件PSPICE 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。

首先，根据电路的性能指标要求，对丙类谐振式功率放大器的电路参数进行工程估算；然后，利用软件对估算的电路进行进一步的精确模拟分析，通过观测、分析丙类谐振式功放的负载特性、放大特性、调制特性的基础上，调整电路路的参数，从而达到优化电路参数的目的，以使电路的各项性能指标满足预期的设计要求。

高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；谐振功率放大器的特点：①放大管是高频大功率晶体管，能承受高电压和大电流。

②输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配。

③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态。

④输入余弦波时，经过放大，集电极输出电压是余弦脉冲波形。

二、基本原理与理论分析2. 1电路原理2. 1. 1工作原理如图2-1所示，丙类功率放大器的基极偏置电压U BE 是利用发射极电流的直流分量I E 。

高频电子线路课件：丙类功率放大器性能分析

iC=g(uBE-Uon)
uBE≥Uon
iC
0
uBE＜Uon
θ为导通角。 0°≤θ≤180°。
(3.2.6)
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
式(3.2.1)、 (3.2.2)和(3.2.6)分别给出了谐振功放输入回路、输出回路和晶体管转移特性的表达式。由这些公式可以看出, 当晶体管确定以后, Ucm的大小与VBB、VCC、RΣ和Ubm四个参数有关。利用图3.2.5所示折线化转移特性和输出特性曲线, 借助以上三个表达式, 我们来分析以上两个问题。在分析之前, 让我们先确定动态线的情况。
注意, 在过压状态时, iC波形的顶部发生凹陷, 这是由于进入过压区后转移特性为负斜率而产生的。
Iclm IC0
0 欠压
Ucm
0
临界
过压 R∑
欠压
c
PD
Po
PC 临界
过压 R∑
图 3.2.7 谐振功放的负载特性曲线
由图3.2.7可以看到, 随着RΣ的逐渐增大, 动态线的斜率逐渐减小, 由欠压状态进入临界状态, 再进入过压状态。在临界状态时, 输出功率Po最大, 集电极效率ηc接近最大, 所以是最佳工作状态。
1
1
C1 2f0Q1R1 2 175106 1.625 50 11.2 pF
L1
Q2 R2
2f0
57
2 175106
0.032H
C2
Q2 Q1
2f 0 Re
2
5 1.625 175106 182
16.9 pF
第一级与第二级之间的级间匹配网络虽然也采用T型网络，但由于要考虑第一级放大器输出电容的影响，故不能直接采用例1.4所得结果。第二级输出匹配网络同样要考虑第二级放大器输出电容的影响，所以也不能直接采用倒L型匹配网络的公式。

丙类功率放大器

图1 谐振功率放大器原理电路 1 丙类功率放大器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所示。

它是无线电发射机中的重要组成部分。

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。

电流导通角c θ愈小，放大器的效率η愈高。

如甲类功放的︒=180c θ，效率η最高也可达到50%，而丙类功放的︒<90c θ，效率η也可达到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率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。

1.1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。

1.1.1集电极电源cc V 提供的直流功率cc cc I V P ==式中0c I 为余弦脉冲的直流分量。

)(00c cm c I I θα=式中，cm I 为余弦脉冲的最大值；)(0c θα为余弦脉冲的直流分解系数。

式中，bz U 为晶体管的导通电压；bb U 为晶体管的基极偏置；bm U 为功率放大器的激励电压振幅。

1.1.2集电极输出基波功率式中，cm U 为集电极输出电压振幅；m c I 1为余弦电流脉冲的基波分量；p R 为谐振电阻。

bmbbbz c U V U -=arccosθpcm P m c m c o R U R I I U P cm 2211212121===u CCU BB U)(11c cm m c I I θα= p m c cm R I U 1=1.1.3集电极效率c η式中, 为集电极电压利用系数；)(1c θα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。

丙类功率放大器电路组成和工作原理分析.

＋
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
丙类谐振功率放大器集电极电流 ic
iC I C0 ic1 ic2 I C 0 I c1mcost I c2mcos2t
θ c=1800
θ c=900 900<θ c<1800 θ c<900
50％
78.5％
电阻
推挽，回路推挽选频回路
低频
低频、高频低频高频
50％ <η <78.5%
η >78.5%
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
＋ ib ＋ V uce ＋ ube －－
v BE VBB Vbm cost
或电压电流
v
V CC
iC
v bE max
t
V BB
vBE
V bm
1 T Pc i C v CE dt T 0 1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
ic
＋ ib ＋ V uce ＋ ube －－
C － L
＋ vc
输出
vb=Vbmcoswt
－
＋－ VBB
－
VCC
＋
vBE VBB Vbmcost；
vCE VCC Vcm cost (Vcm I c1m RP )

丙类谐振功放的特性分析

噪声和干扰
可能是由于电源纹波、电磁干扰等原因引起，可以通过增加电源滤波、优化电路布局和屏蔽措施解决。
05
CATALOGUE
丙类谐振功放的发展趋势与展望
技术创新与改进
高效能设计
通过改进电路设计和元件优化，提高丙类谐振功放的效率，降低能耗。
宽频带技术
研究和发展宽频带丙类谐振功放，以满足不同频段的应用需求。
偏置调整
调整功放的直流偏置，以保持稳定的放大状态。
温度补偿
在某些情况下，可能需要考虑温度对功放性能的影响，并进
行相应的补偿。
优化技巧与注意事项
匹配网络设计
合理设计输入和输出匹配网络，以减小信号反射和失真。
电源滤波
对电源进行滤波处理，减小电源纹波对功放性能的影响。
散热设计
优化散热结构，降低功放内部温度，提高稳定性。
丙类谐振功放的特性分析
目录
• 丙类谐振功放概述 • 丙类谐振功放的性能指标 • 丙类谐振功放的电路设计 • 丙类谐振功放的调试与优化 • 丙类谐振功放的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
丙类谐振功放概述
定义与工作原理
定义
丙类谐振功放是一种基于晶体管的放大器，通过将输入信号的电压或电流进行线性放大，实现信号的功率放大。
谐振频率
谐振网络的作用是产生谐振，以使功放管工作在丙类状态。因此，谐振网络的谐振频率应与功放管的截止频率一致。
VS
品质因数
品质因数反映了谐振网络的性能，品质因数越高，谐振网络的性能越好。在设计时，应选择适当的元件参数以获得较高的品质因数。
电源与偏置电路
电源
电源的作用是为功放管提供直流偏置电压和推动电流。在设计时，应选择适当的电源电压和电流以满足功放管的工作需求。

谐振功率放大器的调谐特性

gd=
Icm
UCm(1cos)
因为 Ic1m=ICmα1(θ), RΣ=
U cm I c1m
所以Rd=
1 gd
a1()(31(.2.14) c os)R
3.3.1 谐振功率放大器的工作状态与负载特性
1. 谐振功率放大器的工作状态谐振功率放大器的工作状态,表现为输出回路的谐振电阻Rp（即谐振功率放大器的负载电阻）
直流馈电电路集电极馈电电路基极馈电电路
输出回路和级间耦合回路级间耦合网络输出匹配网络
1. 集电极馈电电路根据直流电源连接方式的不同，集电极馈电电路又分为串联馈电和并联馈电两种。
C
L
C1 (a) 串馈
A LC +VCC
C2
LC
C
L
C1
+VCC (b) 并馈
(1) 串馈电路指直流电源VCC、负载回路(匹配网络)、功率管三者首尾相接的一种直流馈电电路。C1、LC为低通滤波电路，A点为高频地电位，既阻止电源VCC中的高频成分影响放大器的工作，又避免高频信号在LC负载回路以外不必要的损耗。C1、LC的选取原则为 LC ＞ 10 回路阻抗 1 / c1 ＜ 1/10回路阻抗
若丙类谐振功放的输入是振幅为Uim的单频余弦信号, 那么输出单频余弦信号的振幅Ucm与Uim有什么关系?Ucm的大小受哪些参数影响?
式(3.2.1)、 (3.2.2)和(3.2.6)分别给出了谐振功放输入回路、输出回路和晶体管转移特性的表达式。由这些公式可以看出, 当晶体管确定以后, Ucm的大小与VBB、VCC、RΣ和Ubm四个参数有关。利用图3.2.5所示折线化转移特性和输出特性曲线, 借助以上三个表达式, 我们来分析以上两个问题。在分析之前, 让我们先确定动态线的情况。

基于丙类谐振功放负载特性分析与调试的探讨

基于丙类谐振功放负载特性分析与调试的探讨摘要:丙类功率放大是高频电子线路的重点,文章根据丙类谐振功放电路负载功能,分析和研究了负载特征对功放线路输出功率和效能的作用，给出了丙型谐振功放电路调试方案,为电路设计组装提供依据。

关键词:丙类谐振功放;负载特性;分析与调试0 引言高频功率放大器的作用是扩大高频信息,并以有效传递大能量信息为目的,它主要使用在各类无线广播发送机中。

在数据通信体系中,高频功率放大电路成为发射器的主要部分,用来对高频信号已调波信息加以能量释放,再经天线使之传播到空中,从而需要输入输出能量较大。

输入输出能量较大,从节约电能的角度考虑,效率显得尤为关键。

所以,高频功率放大器通常选择效率较大的丙型工作状态,即晶体管集电极电流导通时间等于输入信号零点五个周期的工作状态。

同时,对于滤波掉丙型工作时形成的许多高次谐波信号分量,通过LC谐振输出电路用作选频网络,故称之为丙型谐振功率放大电路。

1丙类谐振功放基本原理放大高频大讯号使发射器末级得到一定大的发送输出功率，其实质就是一个电能转化。

把开关电源供给的直流输出功率转变成交流信号功率输出。

一般高频输入功率输出信号放大应用中必须克服的两个问题,一个是高效率输入输出,另一个则是高功率输出。

所谓丙类工作状态是指每一次工作周期内,晶体管集电极的个数在只有小于零点五个周期之后,才通电流(通过角θ<90°)。

集成电路设置在丙型中的最主要目的就是为了缩短晶体管的基极运行周期,进而减少管耗,并提高输出功率的可靠性。

图1丙类谐振功放基本原理图图1是丙型谐振功放的原理电路图,包括晶体管、谐振供电回路、输入回路。

电路主要由四部分所组成。

VCC和VBB指集电极的基区的最大直流输出电源电压。

要使膨胀三极管运行在丙类温度下,VBB值必须小于膨胀三极管的最大导通压力uBE(on),当没有输入信号后,电晶体保持在截止状态,即ic=0。

L、C组成滤波匹配网络，RL组成并联谐振电路，主要用于晶体管集电极负载。

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。

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。

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。

丙类谐振功率放大器的原理分析

学号：*********** 学年论文学院物理电子工程学院专业电子科学与技术年级2009级姓名杨进设计题目丙类谐振功率放大器的原理分析指导教师仓玉萍职称讲师2012 年 5 月 22 日目录摘要 (1)Abstract (1)引言 (1)1.谐振功率放大器的特点 (2)2.丙类功率谐振放大器的理论分析 (2)2.1电路原理 (2)2.2电路的参数值的估计 (4)3.丙类功率放大器性能分析和工作状态的确定 (6)3.1对功放进行理论分析 (7)3.2对功放性能进行分析和工作状态的确定 (7)结论 (9)参考文献 (10)丙类谐振功率放大器的原理分析姓名：杨进学号：20095044008单位：物理电子工程学院专业：电子科学与技术指导老师：仓玉萍职称：讲师摘要：本文分析了丙类功率放大器的电路原理，估计了下电路的相关参数值。

对丙类功率放大器的性能进行了分析讨论并对其工作状态做出了基本的确定。

关键词：丙类谐振功率放大器.Class C of the principle of resonant power amplifier Abstract：This paper analyzes the c class power amplifier circuit principle, estimated the circuit under related parameters of the value. In this kind of power amplifier performance are discussed and the work of the state made a basic sure.Key Words: Class C power amplifier for the resonant.引言高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

3.1丙(C)类谐振功放工作原理

例图3.1.1所示电路中，VCC = 24 V，Po = 5W， = 70 º， = 0.9, 求该功放的 C、 PD、PC、iCmax 和回路谐振阻抗Re
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 ()
解：
C
1 2
1 ( 0 (
) )
Ucm VCC
1 2
g1 (
)
1 2
1.75 0.9
79%
PD
Po
C
5 6.3 (W) 0.79
PC PD Po 6.3 5 1.3 (W)
因为Po
1 2
Ic1mUcm
1 2
iCmax1( )VCC
故
iCmax
2 Po
1( )VCC
1.05(A)
Re
iC gcU im (cos t cos )
当 t = 0 时，iC=iCmax ，代入上式可得
iCmax gcU im (1 cos )
gcU im
iCmax
1 cos
故 iC 表示为
iC
iCmax
cost cos 1 cos
EXIT
高频电子线路
3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理
3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理
谐振功放电路与小信号谐振放大器电路的区别总结。
作用不同，因而要求不同、电路构成不同。
小信号谐振放大器用以选出有用信号加以放大；谐振功放用以高效率地输出足够大功率。

3-1丙类谐振功放的工作原理及特性分析

仿真1
仿真2
14
uBE uBE(on) –VBB iB uim
t
t iC
t uc U cm U cm V CC t
高频功率放大器中各分电压与电流的关系
15
2、电流、电压波形设输入一高频余弦信号为
则当uBE的瞬时值大于基射间导通电压UBE(on) 时，晶体管导通，产生基极脉冲电流iB，相应产生集电极脉冲电流ic，如图所示。基极电流和集电极电流为周期性非正弦函数。
9
4、丙类：工作点设置在截止区以内；晶体管导通的时间小于半个周期，在输入信号的小半个周期内导通，有集电极电流ic产生，如图。
&l高。效率η>78.5%。缺点：输出电流波形严重失真。
10
功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。
（2）作静态工作点 Q： ui=0
VCC O ucemin Ucm
uce
• Q
u BE VBB，uce VCC Q: ) ic I Q g c (VBB U BE（on）
连接 Q、A 两点即得动态特性曲线。
c
8/19/2013 8:59 PM
32
功率放大器三种工作状态和状态波形
宽带高频功率放大器：以传输线变压器为负载，因此又称为
非谐振功率放大器。
5
1、使用高频功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 2、放大的实质：实质是一种能量转换。将电源提供的直流功率转变成
交流信号功率输出。
3、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题
①高效率输出
②高功率输出
I C1m g1 ( ) I C 0m

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%。

丙类功放

2． iC 的平均分量 IC0 与基波分量 Ic1m
IC0

1 2

iCdt
Ic1m

1

iC costdt
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。
由此可求功率性能
PD VCC IC0 PC PD Po
据此可以画出 Ic0 和 Ic1m 随 Re 变化的特性。
3． Vcm、Po、PD、PC、C 随 Re 变化的曲线
谐振功放的负载特性
Vcm = ReIc1m ， Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 ， PC = PD－Po
C = Po/ PD
4．讨论 (1) 欠压区
Re ，iC 脉冲高度略有减小，相应的 IC0、Ic1m 也略
—— 回路总电容
0 s
Qe

0 Lr
RL
1 LrCt
—— 回路谐振角频率
—— 回路有载品质因数
(2)对非基波分量（谐波分量）阻抗很小，产生的电压可忽略。
故输出电压仅有由基波分量产生的电压 vc ，负载获得的信号功率不失真。
因此，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
1．集电极调制特性
(1)含义 VBB、Vbm 和 Re一定，放大器性能随 VCC 变化的特性。 (2)调制特性
① 欠压状态：随 VCC 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。
集电极调制特性
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。