射频功率放大器实验虚拟

1、 射频功率放大器实验（虚拟实验）PAGE PAGE 9射频功率放大器实验（虚拟实验） 姓名：徐婧 学号：04011213（一）甲类射频功率放大器电路示波器中的输入输出信号的波形分析：甲类放大器无失真放大了265倍，偏置在1v左右。毫安表中的相应的读数为： 3.442mA 功率表相应读数为： 13.213mW 观察失真电路输入输出波形为：分析：由于输入过大，使得输出超过了最大值，且偏置电压过低，导致产生了截止失真。输入信号提高至60mV,按甲类放大器，输出信号是输入信号的按比例增大的特点，输出应达,所以这时放大器工作在非线性状态，产生了失真。（二）乙类射频功率放大器电路输入输出信号波形的仿真示波

2、器中显示的输入输出信号的波形交越失真交越失真失真分析：由于门槛电压的存在，（NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V），功放管的必须大于它时才有显著变化，当输入电压低于这个数值时，两管都截止，出资安一段死区，如图中标识，这其实是乙类功放中特有的失真现象，上学期模电可有所学习。至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形原因分析：当增大输入电压为8V时，交越失真现象不明显，主要是幅度增大，两管便能在很短的时间内达到门槛电压，这段时间比整个周期来说是可以忽略的，因此交越失真现象也就没有那么明显了，其实如果进一步改变时间轴的精度，还是可以观察到失真现象的。消除交越失真后的波形对照没有加偏置且输入电压

3、为2V的图看，交越失真消失了。输入信号幅值 (V)24566.57电源电压利用系数0.1590.3240.4060.4890.5310.572输出功率 (mW)1.8167.53811.88417.22320.26623.557总的直流功率(mW)14.48629.30436.77644.26848.02051.774两管总耗散 (mW) 12.67021.76624.89227.04527.75428.217效率12.536%25.723%32.315%38.906%42.20345.500%输入信号幅值 (V)8910121314电源电压利用系数0.6550.7380.8210.987输出

4、功率 (mW)30.88639.21048.53170.163失真失真总的直流功率(mW)59.28866.80874.33489.436两管总耗散(mW)28.40227.59825.80319.273效率52.095%58.691%65.289%78.451%当输入幅值过大时出现的失真波形：两管管耗与电源电压利用系数的关系图分析：实验时调整赋值时，用示波器监视出波形，发现当输入信号赋值为13，14V时，输出波形明显失真，可知输入信号幅值不能无限增大；功放效率最大78.451%（输入信号幅值为12V时）；两个管子的总耗散功率并不是随着输入信号幅值的增大而不断增大的，从曲线可以看出是先增大后减

5、小，其最大值为28.4mW左右；由之前的模电课的理论可知，总管耗的最大值既不出现在静态，也不出现在最大输出功率时，而是在0.64=7.68V时，由表中数据=7V时，=28.217mW, =8V时，=28.402mW, =9V时，=27.598mW。联系曲线的趋势，可知最大功耗就应该出现在78V之间；此外，还知道最大管耗的计算式为,与推出的28.4mW左右很接近，可知仿真比较准确。思考题：（1）答： 可以，当静态工作点处于交流负载中线时，输出最大的电压和电流，此时电路的输出功率也就最大。 ,所以实际上只要调节电阻满足上述条件时，均可以达到静态工作点的目的，只是由于电阻比较多，一旦不固定而是随便调

6、试比例关系的话很难控制，所以实验中才会只改变可变电阻，并不是只有这一种方法，而是这样调节比较简单。（2）答： MOS管的为负温度系数，随温度升高而减小，这使功率管升温以后仍然能够保证安全工作，而BJT的为正温度系数，如果不采用复杂的保护电路，则升温后功率管将会被烧坏，并且MOS管功耗小，工作频率高，激励功率小，功率增益高，易于集成。（3）答：可以采用单电源互补推挽电路OTC最大输出功率为原来的一半。电路除了由于电容的存在使放大器的带宽和频响受到相当大的影响以外，单电源供电情况下正负半周流过负载电流也不一样，造成了输出波形的失真。附录：matlab程序代码：clc;x=0.159,0.324,0.406,0.489,0.531,0.572,0.655,0.738,0.821,0.987;y=12.670,21.766,24.892,27.045,27.754,28.21