高频谐振功率放大器

深深 圳圳 大大 学学 实实 验验 报报 告告 课程名称 课程名称 通信电路通信电路 实验项目名称实验项目名称 高频谐振功率放大器高频谐振功率放大器 学院学院 信息工程学院信息工程学院 专业专业 电子信息工程电子信息工程 指导教师指导教师 陈田明陈田明 报告人报告人 苏伟涛苏伟涛 学号学号 2014130003 班级 班级 01 班班 实验时间 实验时间 2016 4 27 实验报告提交时间 实验报告提交时间 2016 5 25 教务处制教务处制 一 实验目的一 实验目的 1 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统 2 熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理 三种工作状态 功率 效率计算 3 了解集电极电源电压 VCC 与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响 二 实验内容二 实验内容 1 用示波器监测两级前置放大器的调谐 2 观察谐振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 3 观察并测量集电极电源电压 VCC 变化对谐振功率放大器工作的影响 4 观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响 三 实验原理三 实验原理 1 高频谐振功率放大器原理 高频谐振功率放大器原理电路如图 3 1 所示 图中 L2 L3 是扼流圈 分别提供晶体 管基极回路 集电极回路的直流通路 R10 C9 产生射极自偏压 并经由扼流圈 L2 加 到基极上 使基射极间形成负偏压 从而放大器工作于丙类 C10 是隔直流电容 L4 C11 组成了放大器谐振回路负载 它们与其他参数一起 对信号中心频率谐振 L1 C8 与其他参数一起 对信号中心频率构成串联谐振 使输入信号能顺利加入 并 滤除高次谐波 C8 还起隔直流作用 R12 是放大器集电极负载 2 高频谐振功率放大器电路 高频谐振功率放大器电路如图 3 2 所示 其第 3 级部分与图 3 1 相同 BG1 BG2 是两 级前置放大器 C2 C6 用以调谐 A B 点用作为这两级的输出测试点 BG3 为末级 丙类功率放大器 当 K4 断开时可在 C D 间串入万用表 直流电流档 以监测 IC0 值 同时 E 点可近似作为集电极电流 iC 波形的测试点 R10 10 C9 100pF 因而 C9 并未对 R10 构成充分的旁路 K1 K3 用以改变集电极负载电阻 四 实验步骤四 实验步骤 1 实验准备 在箱体右下方插上实验板 2 丙类高频功率放大电路单元 接通实验箱上电源开关 此时箱体上 12V 5V 电源指示灯点亮 把实验板 2 右上方的电源开关 K5 拨到上面的 ON 位置 就接通了 12V 电源 相应指示灯亮 即可开始实验 AS1637 输出频率为 10 7MHz 峰 峰值为 80mV 的正弦波 并连接到实验板 2 的输 入 IN 端上 2 两级前置放大器调谐 先将 C D 两点断开 K4 置 OFF 位置 然后把示波器高阻 带钩 探头接 A 点 监测第 1 级输出 调 C2 使输出正弦波幅度最大 从而相应的回路谐振 再把示波 器高阻 带钩 探头接 B 点 监测第 2 级输出 调 C6 使输出正弦波幅度最大 从 而相应的回路谐振 需要时 亦可把示波器探头接在 B 点上 再反复调节 C2 C6 使 输出幅度最大 3 末级谐振功率放大器 丙类 测量 谐振功率放大器工作状态观察 实验准备 接通开关 K4 拨到 ON 示波器 CH1 连接到实验板 2 的 OUT 点上 示波器 CH2 以高阻 带钩 探头连接到 E 点上 逐渐增大输入信号幅度 并观察放大器输出电压波形 OUT 点 和集电极电流波形 E 点 可发现 随着输入信号幅度的增大 在一定范围内 放大器的输出电压振幅 和集电极电流脉冲幅度亦随之增大 说明放大器工作于欠压状态 当输入信号幅度增大到一定程度时 放大器的输出电压振幅增长缓慢 而集电极电 流脉冲则出现凹陷 说明放大器已进入到过压状态 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响 VIp p AS1637 输出信号 为 100mV 时的测量 取 R12 120 接通 K1 断开 K2 K3 时的测量 用示波器观察功放级的输入 输出电压波形 B 点 OUT 点 并测量输入 输出电压峰 峰值 Vbp p Vcp p 用万 用表测量集电极直流电流值 IC0 并把结果填入表 3 1 中 测量 IC0 的方法是 在 C D 两点间串入万用表 直流电流 200mA 档 再断开 K4 便可读得 IC0 值 然 后接通 K4 取走表笔 取 R12 75 时的测量 接通 K2 断开 K1 K3 重做 观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响 取 R12 50 时 的测量 接通 K3 断开 K1 K2 再重做 观察集电极负载电阻进一步减小对谐 振功率放大器工作的影响 VIp p 为 200mV 时的测量 重复 集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响 实验板 2 右上方的电源开关 K5 拨到最下面 就接通了 5V 电源 相应指示灯点亮 重做 以观察集电极直 流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响 并把相应数据也填入表 3 1 说明 表中 计算 列内各符号的含义如下 Ic1m 集电极电流基波振幅 Po 集电极输出功率 PD 集电极直流电源供给功率 Pc 集电极耗散功率 c 集电极效率 作计算时应注意 在本实验的实测中常用 电压 峰 峰值 而在教材的计算公式中则 常用振幅值 两者相差一倍 五 数据记录及处理五 数据记录及处理 各变量对功率放大器工作的影响 各变量对功率放大器工作的影响 变量Ic1mPoPD c Vbm 增大增大增大增大增大 Vcc 增大增大增大增大增大 R 增大减小减小增大减小 深圳大学学生实验报告用纸 实验结论 本实验测试了不同因素对丙类功率放大器的影响 其中 Vbm 与 Vcc 与其工