高频电子线路实验高频功率放大器

1、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 信息13-1 学 号 2013100 姓 名 0 指导教师 孙 颖 装订线实验名称 高频功率放大器 专业班级 信息13-1班 学号 20131009 姓名 0 成绩 装订线 实验四 高频功率放大器 7-1 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、直流电源和等组成，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。 通角的定义：集电极电流流通角度的一半叫通角。

2、甲类（A类）=180度，效率约50%； 乙类（B类）=90度，效率可达78%； 甲乙类（AB类）90180度，效率约50%78%; 丙类（C类）Ec2时，放大器工作于欠压状态；Ec=Ec2时，放大器工作于临界状态；EcEc2时，放大器工作于过压状态。即当Ec由大变小时，放大器的工作状态由欠压进入过压，波形也由余弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。 7-2 高频功率放大器实验电路 高频功率放大器实验电路如图7-6所示。 7-3 高频功率放大器实验内容和实验步骤 一、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

3、、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。 二、实验步骤 1、实验准备 在实验箱主板上装上高频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，幅值峰-峰值300mV左右，用铆孔连接到11p01，模块上开关11k01至“OFF”，用示波器测试11p01和11TP02的波形的幅值，并计算其放大倍数。由于该集电极负载是电阻，设有选频作用。 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 （1）激励电压Ub对放大器工作状态的影响 开关11k01置“on”，11

4、k03置“右侧”，11k02往下拨。保持集电极电源电压Ec=6v，负载电阻=8K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）最大。改变信号源幅度，即改变激励信号电压Ub，观察11TP04电压波形。信号源幅度变化时，应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。波形如图7-7所示 实际观察到的波形如下图：（上11TOP03,下11TOP04） 过压状态波形弱过压状态波形欠压状态波形临界状态波形（2）集电极电源电压Ec对放大器工作状态的影响 保持

5、激励电压Ub（11TP01电压为200mv峰-峰值）、负载电阻=8K不变，改变功放集电极电压Ec（调整11w01电位器，是Ec为5-10v变化），观察11TP04电压波形。调整电压Ec时，任可观察到图7-7的波形，但此欠压波形幅度比临界时稍大。 实际观察到的波形如下图：（上11TOP03,下11TOP04） 欠压状态波形临界状态波形 过压状态波形 （3）负载电阻变化对放大器工作状态的影响 保持功放集电极电压Ec=6v，激励电压（11TP01电压为150mv峰-峰值）不变，改变负载电阻（调整11w02电位器，注意11k04至“ON”）,观察11TP04电压波形。欠压时的波形幅度比临界时大。测出欠

6、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”，测试后再拨至“on”。 实际观察到的波形如下图：（上11TOP03,下11TOP04）欠压状态波形 临界状态波形过压状态波形4.功放调谐特性测试 11k01置“ON”，11k02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800mv。以6.3 MHZ的频率为中心点，以200KHZ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。设计的表格如下： f（MHZ）5.15.35.55.75.96.16.36.56.76.97.17.37.5Vc（Vp-p）/V4.

7、004.635.035.034.674.230.2284.073.833.753.723.683.72 高频信号源按照表格上的频率变化，幅度峰-峰值为800mv左右（11TP01），用示波器测量11TP03的电压值。测出与频率频率相对应的电压值填入表格，然后画出频率与电压的关系曲线。 3、 实验结果分析（1）电源电压对工作状态的影响:当Vcc时,放大器工作状态由欠压状态临界状态过压状态过渡。高频功率放大器工作在过压状态时，基波电压振幅UC与集电极电源电压Vcc成线性变化。增加Vcc可以提高集电极电压利用系数，提升集电极电压输出功率。当增大输入激励电压Vbb时，放大器工作状态由欠压状态临界状态过

8、压状态过渡。高频功率放大器工作在欠压状态时，基波电压振幅UC与基极偏置电压Ubb成线性变化。随着R从小变大，放大器将由欠压状态临界状态过压状态过渡。过压区与欠压区，集电极输出功率都比较小，要使高频功率放大器给出足够大的功率，只有工作在临界状态才能保持最好的能量关系。结合数据和图形可以看出：RLUC，Ve基本保持不变。基波电压UC为余弦波，当RL下降到一定值时，输出端波形开始产生失真。当RL在过压区时，UC变化减小，随着RL的增大仍有所增加。（2）丙类功率大器是指其集电极电流导通时间小于半个周期的放大状态，导通角小于90度。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。且随着RL的增大，输出功率也有所增加。丙类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。由测得调谐特性数据可知：工作频率高，由实验数据得B=1.3MHZ可知：相对频带很窄。 四、实验