高频实验报告_高频谐振功率放大器

1 1R0 8
1
1 1C0 5 1 1 1K0 1
2 3
1 1BG0 2
25
EC
1 1BG0 1
B
1
1 1TP0 4 1
3
1 1R0 2
1 1C0 6
1 1R0 7
+12 V1
1 1R0 9
1 1D0 1
1 1TP0 1
1
1 1C0 9
1 1R1 0
1 1P0 1
1 1R0 3
GND14 1
1 1R0 5
Uce
0
wt
Uce
Ucm3 wt
U bm 变化对工作状态的影响 由图可以看出，当U bm 增大时， ic max 、U cm 也增大；当U bm 增大到一定程度，放大器 的工作状态由欠压进入过压，电流波形出现凹陷，但此时U cm 还会增大（如Ucm3 ）。 4、电源电压 EC 变化对放大器工作状态的影响 在 Eb 、U bm 、RC 保持恒定时，集电极电源电压 EC 变化对放大器工作状态的影响如下：
1 1C0 4 A
1 1P0 2
1 1C0 4
音频信号输入
2、实验电路：
（2）丙类功率放大器
1、丙类功放的基极、集电极电流和电压波形
根据调谐功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种 工作状态。
若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，也即在任何时刻都工作在放大区，称放大 器工作在欠压状态；若刚刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态；若晶体管工作时 有部分时间进入饱和区，则称放大器工作在过压状态。放大器的这三种工作状态取决于电源 电压 、偏置电压 、激励电压幅值 以及集电极等效负载电阻 。 2、负载特性
显，多次调试也是如此。 3、在“功放调谐特性测试”实验内容过程中，即便保持中心频率改变峰峰值，或者保持峰 峰值改变中心频率，波形始终没有出来，所以后来我就同时调整了一下中心频率和峰峰值， 当以12.9MHZ为中心频率，以600mV为峰峰值时，波形非常清楚，后面我以400KHZ为频率间隔。 因为若以200KHZ为频率间隔，变化不是很明显。
谐振功放的负载特性
由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点 A 时，管子的集电极电压正好 等于管子的饱和压降 uCES，集电极电流脉冲接近最大值 Icm。
3、激励电压幅值U bm 变化对工作状态的影响
ic 2 3 1
0
ic A
wt
EC
Q
3 21
0
Ucm2 Ucm1
wk.baidu.com
Ube Ubm3 Ubm2 Ubm1
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
（1）激励电压U b 对放大器工作状态的影响 开关11K01置“on”，11K03置“右侧”，11K02往下拨。保持集电极电源电压 Ec =5V左
右（用万用表测11TP03直流电压， 11W01逆时针调到底），负载电阻 RL =10KΩ左右（11K04
六、对实验的建议或改进之处
通过本次实验，我掌握了丙类放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性，也了解到 丙类功率放大器的基本工作原理。不过在这次实验过程中，没有像第一次实验那么顺利了， 但最终在不断地调试中，还是圆满的完成了实验内容，同时我也发现了自己的很多不足，对 以前的知识掌握的还不够深刻牢固。
5 .9 .3 .7 .1 .5 .9 .3 .7 .1 .5 .9 .3 .7 Vc(VP P) 6.0 6. 6. 7. 7. 8. 8. 7. 7. 6. 6. 6. 5. 5.
2 08 56 62 71 82 88 28 20 48 28 00 88 68 输出电压V 3.0 3. 3. 3. 3. 4. 4. 3. 3. 3. 3. 3. 2. 2.
ic 0
2
1
3
ic A2
过压
临界
欠压
Ec3<Ec2<Ec1
0 wt Uce min
Uces
A1
Ube max
1 2
3 EC3
EC2
EC1
Q3
Q2 Q1
3
Uce 2
1
EC 改变时对工作状态的影响
由图可见，EC 变化，U cemin 也随之变化，使得U cemin 和U ces 的相对大小发生变化。当 EC 较大时，U cemin 具有较大数值，且远大于U ces ,放大器工作在欠压状态。随着 EC 减小，U cemin 也减小，当U cemin 接近U ces 时，放大器工作在临界状态。 EC 再减小，U cemin 小于U ces 时， 放大器工作在过压状态。图2-9中， EC > EC 2 时，放大器工作在欠压状态； EC = EC 2 时，放 大器工作在临界状态； EC < EC 2 时，放大器工作在过压状态。即当 EC 由大变小时，放大器 的工作状态由欠压进入过压， ic 波形也由余弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。
电压波形。测出欠压、临界、过压时负载电阻的大小。测试电阻时必须将11K04拨至“OFF”， 测完后再拨至“on”。
答：欠压时负载电阻0.004kΩ，临界时负载电阻0.222kΩ，过压时负载电阻10.45kΩ。 （4）功放调谐特性测试
11K01置“ON”,11KO2往下拨，11K03置“左侧”，拔掉11K05跳线器。高频信号源接入 前置级输入端（11P01），峰-峰值600mV。以12.9MHZ的频率为中心点，以400KHZ为频率间隔， 向左右两侧画出6个频率测量点，画出一个表格。 高频信号源按照表格上的频率变化，幅度 峰-峰值为600mV左右（11TP01）,用示波器测量11TP03的电压值。测出与频率相对应的电压 值填入如下表格： f (MHZ ) 10. 10 11 11 12 12 12 13 13 14 14 14 15 15
异常或错误处理等）
（1）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。
（2）实验步骤： 1、实验准备：
GND
丙类功率放大器
高频功率放大器
3 U01
3
+5V
Vin
1
GND 2
1 1L0 4
1 1C1 5 1 1C1 1
1 1C1 2 1 1W 01
1 1C1 3
1 1C1 0 1 1K0 4
1 1W 02
1 1TP0 6 1
1 1TP0 0
天线
1
1 1C0 2
1 1L0 1
高频信号输出
1 1TP0 5
置“off”，用万用表测11TP06电阻， 11W02顺时针调到底，然后11K04置“on”）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（11P01）。
示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（11TP03）
1 04 28 81 85 41 44 64 6 24 14 00 94 84 画出频率与电压的关系曲线如下：
（3)异常或错误处理:
1、一开始波形的出现不是非常明显，后来稍稍调整了一下高频信号源频率和幅度，波形就 变得非常明显了。
2、在“集电极电源电压 Ec 对放大器工作状态的影响”实验内容过程中，波形变化非常不明
1
1 1P0 3
1 1C0 3
1 1R0 1
1 1C1 4
1 1K0 3 A
1 1L0 3
1 1C0 7
1 1C0 8
3 2
1
1 1C0 1 1 1L0 2
1 1K0 5
1 1C1 2 /2 0 pF
1 1R0 3 A
6 4
1 1K0 3 B
6 5 4
1 1 1K0 2 2
3
1 1TP0 3 1
1 1TP0 2 1 1R0 6
二、实验原理（实验原理、设计思想、系统结构、实验电路）（重点）
（1）谐振功率放大器
1、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功率放大器。根据放大器电流导通角
θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小，放
大器的效率 η愈高。如甲类功放的θ=180o，效率η最高也只能达到 50%，而丙类功放的θ<
三、实验器材（实验所需的主要仪器及型号、材料及特殊环境要求）
1) 高频实验箱一台 2) 高频电压表(选项)一台 3) 双踪示波器(100MHz)一台 4) 万用表一块 5) 调试工具一套 6) 高频信号源(最大功率 10dBm,最高频率 100MHz) 一台
四、实验内容与测试数据（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、
最大。改变信号源幅度，即改变激励信号电压U b ，观察11TP04电压波形。
实际观察图形如下：
欠压状态
临界状态
若过压状态
过压状态
（2）集电极电源电压 Ec 对放大器工作状态的影响 保持激励电压U b （11TP01 电压为 200mv 峰—峰值）、负载电阻 RL =10KΩ不变（11W02
顺时针调到底），改变功放集电极电压 Ec （调整 11W01 电位器，使 Ec 为 5—10V 变化）， 观察 11TP04 电压波形。调整电压 Ec 时，仍可观察到图 2-14 的波形，但此时欠压波形幅度
实验 2 高频谐振功率放大器
实验名称
高频谐振功率 放大器
所属课程
高频电子 成绩评定
线路
电子信息工程专业电子班
实验桌编号
4
实验日期 2014 年 11 月 22 日
指导教师
***
学生姓名
**
学 号 *******
一、实验目的：
1、进一步理解谐振功率放大器的工作原理及负载阻抗，激励电压和集电极电源电压变化对 其工作状态的影响。 2、掌握丙类功率放大器的调谐特性和负载特性。
五、实验结论
1、根据实验数据分析，输入激励电压、集电极电源电压、负载电阻会对放大器工作状 态有所影响，信号源幅度变化时，会观察到欠压、临界、过压三种脉冲波形。
2、根据实测参数分析，可发现丙类功率放大器的特点：丙类工作状态的输出功率和效 率是三种工作状态中最高的，且随RL的增大，输出功率也有所增加。丙类功率放大器的电流 波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放 大。
比临界时稍大。实际观察到的波形如下图：
欠压
临界
过压
（3）负载电阻 RL 变化对放大器工作状态的影响 保持功放集电极电压 Ec =5V（11W01逆时针调到底），激励电压（11TP01点电压、150mv
峰—峰值）不变，改变负载电阻 RL（调整11W02电位器，注意11K04至“ON”），观察11TP04
90º，效率η可达到 80%，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。
C2 RB1
T1 N1 N2
Ui C1 RB1
VT1 RF1
Ui’
T2 C3 L2
+12V
RL
GND
VT2
GND
RE2
CE2
RE1 CE1
GND
甲类功率放大器
在实验箱主板上装上高频功率放大与射频发射模块，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11P01，模块 上开关11K01至“OFF”，用示波器测试11P01和11TP02的波形的幅度，并计算其放大倍数。
答：11P01波形的幅度是：0.516V； 11TP02波形的幅度是：6.56V 放大倍数：12.7； 11P01和11TP02的波形图如下：