高頻試驗(yàn)報(bào)告_高頻諧振功率放大器

1、實(shí)驗(yàn)2高頻諧振功率放大器實(shí)驗(yàn)名稱局頻諧振功率放大器所屬課程高頻電子線路成績(jī)?cè)u(píng)定電子信息工程專業(yè)電子班頭驗(yàn)桌編號(hào)4實(shí)驗(yàn)日期2014年11月22日指導(dǎo)教師*學(xué)生姓名*學(xué) 號(hào)*、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篿進(jìn)一步理解諧振功率放大器的工作原理及負(fù)載阻抗，激勵(lì)電壓和集電極電源電壓變化對(duì)其工作狀態(tài)的影響。2、掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性和負(fù)載特性。八實(shí)驗(yàn)原理（實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)思想、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)電路）（重點(diǎn)）（1）諧振功率放大器1實(shí)驗(yàn)原理：利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角0的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型的功率放大器。電流導(dǎo)通角B愈小，放大器的效率n愈高。如甲類功放的

2、0 =180。,效率n最高也只能達(dá)到50%而丙類功放的0V 90o,效率n可達(dá)到80%甲類功率放大器適合作為中間級(jí)或輸出功率較小的末級(jí)功率放大器。丙類功率放大器通常作為末級(jí)功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。甲類功率放大器丙類功率放大器高頻功率放大器2、實(shí)驗(yàn)電路:5Or1W信輸出11O P TO 1L4irlLo 1 2Lo嚴(yán)1 11o p TF-J音頻號(hào) 信輸入(2)丙類功率放大器1、丙類功放的基極、集電極電流和電壓波形根據(jù)調(diào)諧功率放大器在工作時(shí)是否進(jìn)入飽和區(qū)，可將放大器分為欠壓、過壓和臨界三種工作狀態(tài)若在整個(gè)周期內(nèi)，晶體管工作不進(jìn)入飽和區(qū),也即在任何時(shí)刻都工作在放大區(qū),稱放大器工作在欠壓

3、狀態(tài)；若剛剛進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣，稱放大器工作在臨界狀態(tài)；若晶體管工作時(shí)有部分時(shí)間進(jìn)入飽和區(qū)，則稱放大器工作在過壓狀態(tài)。放大器的這三種工作狀態(tài)取決于電源 電壓、偏置電壓、激勵(lì)電壓幅值 以及集電極等效負(fù)載電阻2、負(fù)載特性A時(shí)，管子的集電極電壓正好由圖可見，當(dāng)交流負(fù)載線正好穿過靜態(tài)特性曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等于管子的飽和壓降 uCES集電極電流脈沖接近最大值Icm3、激勵(lì)電壓幅值 Ubm變化對(duì)工作狀態(tài)的影響Ucm3 | wt. I Iu bm變化對(duì)工作狀態(tài)的影響由圖可以看出，當(dāng)Ubm增大時(shí)，Umax、也增大；當(dāng)Ubm增大到一定程度，放大器 的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，電流波形出現(xiàn)凹陷，但此時(shí)Ucm還會(huì)增大（如Uc

4、m3 ）。4、電源電壓EC變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響在Eb、Ubm、RC保持恒定時(shí)，集電極電源電壓 EC變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響如下：EC 改變時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的影響由圖可見，EC變化，Ucemin也隨之變化，使得U cemin和U ces的相對(duì)大小發(fā)生變化。當(dāng)EC較大時(shí)，Ucemin具有較大數(shù)值，且遠(yuǎn)大于 Uces,放大器工作在欠壓狀態(tài)。隨著Ec減小，Ucemin也減小，當(dāng)U cemin接近Uces時(shí)，放大器工作在臨界狀態(tài)。EC再減小，U cemin小于U ces日寸，放大器工作在過壓狀態(tài)。圖 2-9中，EC > Ec2時(shí)，放大器工作在欠壓狀態(tài)；EC = EC2時(shí)，放大器工作在臨界狀態(tài)；

5、EC<Ec2時(shí)，放大器工作在過壓狀態(tài)。即當(dāng)Ec由大變小時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，i c 波形也由余弦脈沖波形變?yōu)橹虚g凹陷的脈沖波。3、 實(shí)驗(yàn)器材（實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器及型號(hào)、材料及特殊環(huán)境要求）1） ）高頻實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2） 高頻電壓表（選項(xiàng)）一臺(tái)3） 雙蹤示波器（100MHz ） 臺(tái)4） 萬用表一塊5） 調(diào)試工具一套6） 高頻信號(hào)源（ 最大功率10dBm, 最高頻率100MHz ） 一臺(tái)4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與測(cè)試數(shù)據(jù)（實(shí)驗(yàn)步驟、程序、調(diào)試方法、中間結(jié)果、異?；蝈e(cuò)誤處理等）（ 1 ） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 、觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，并分析其特點(diǎn)；2 、測(cè)試丙類功放的調(diào)諧特性；3 、測(cè)

6、試負(fù)載變化時(shí)三種狀態(tài)（欠壓、臨界、過壓）的余弦電流波形；4 、觀察激勵(lì)電壓、集電極電壓變化時(shí)余弦電流脈沖的變化過程；5 、觀察功放基極調(diào)幅波形。（ 2） 實(shí)驗(yàn)步驟：1 、 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：在實(shí)驗(yàn)箱主板上裝上高頻功率放大與射頻發(fā)射模塊，接通電源即可開始實(shí)驗(yàn)。2 、 測(cè)試前置放大級(jí)輸入、輸出波形高頻信號(hào)源頻率設(shè)置為6.3MHZ, 幅度峰-峰值300mV 左右，用鉚孔線連接到11P01 , 模塊 上開關(guān)11K01 至“OFF ”，用示波器測(cè)試11P01 和 11TP02 的波形的幅度，并計(jì)算其放大倍數(shù)。6.56V答： 11P01 波形的幅度是：0.516V ；11TP02 波形的幅度是：放大倍數(shù)：12.7

7、 ；11P01 和 11TP02 的波形圖如下：3、激勵(lì)電壓、電源電壓及負(fù)載變化對(duì)丙類功放工作狀態(tài)的影響（1 ）激勵(lì)電壓Ub對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響開關(guān)11K01置“ on”，11K03置“右側(cè)”，11K02往下?lián)堋１３旨姌O電源電壓Ec=5V左右（用萬用表測(cè)11TP03直流電壓，11W01逆時(shí)針調(diào)到底），負(fù)載電阻Rl=10Kq左右（11K04置“off ”，用萬用表測(cè)11TP06電阻，11W02順時(shí)針調(diào)到底，然后11K04置“ on ”）不變。高頻信號(hào)源頻率1.9MHZ左右，幅度200mv （峰一峰值），連接至功放模塊輸入端（11P01 ）。示波器CH接11TP03 , CH2接11TP04。

8、調(diào)整高頻信號(hào)源頻率，使功放諧振即輸出幅度 （11TP03 ）最大。改變信號(hào)源幅度，即改變激勵(lì)信號(hào)電壓Ub,觀察11TP04電壓波形。實(shí)際觀察圖形如下欠壓狀態(tài)臨界狀態(tài)（2）集電極電源電壓 Ec對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響若過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)保持激勵(lì)電壓 Ub （11TP01電壓為200mv峰一峰值）、負(fù)載電阻 Rl=10Kq不變（11W02順時(shí)針調(diào)到底），改變功放集電極電壓Ec （調(diào)整11W01電位器，使Ec為5 10V變化），觀察11TP04電壓波形。調(diào)整電壓 Ec時(shí)，仍可觀察到圖2-14的波形，但此時(shí)欠壓波形幅度比臨界時(shí)稍大。實(shí)際觀察到的波形如下圖欠壓臨界（3 ）負(fù)載電阻Rl變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影

9、響保持功放集電極電壓 Ec=5V （ 11W01逆時(shí)針調(diào)到底），激勵(lì)電壓（1仃P(guān)01點(diǎn)電壓、150mv峰一峰值）不變，改變負(fù)載電阻 R （調(diào)整11W0電位器，注意11K04至“ON）,觀察1仃P(guān)04電壓波形。測(cè)出欠壓、臨界、過壓時(shí)負(fù)載電阻的大小。測(cè)試電阻時(shí)必須將11K04撥至“OFF”，測(cè)完后再撥至“ on ”。答：欠壓時(shí)負(fù)載電阻0.004k Q,臨界時(shí)負(fù)載電阻0.222k Q,過壓時(shí)負(fù)載電阻10.45k Q。（4）功放調(diào)諧特性測(cè)試11K01置“ON ,11KO2往下?lián)埽?1K03置“左側(cè)”，拔掉11K05跳線器。高頻信號(hào)源接入 前置級(jí)輸 入端（11P01 ）,峰-峰值600mV以12.9MH

10、Z勺頻率為中心點(diǎn)， 以400KHz八頻率間隔， 向左右兩側(cè)畫出 6個(gè)頻率測(cè)量點(diǎn)，畫出一個(gè)表格。高頻信號(hào)源按照表格上的頻率變化，幅度峰-峰值為左右（11TP01 ）,用示波器測(cè)量1仃P(guān)03的電壓值。測(cè)出與頻率相對(duì)應(yīng)的電壓 值填入如下表格：f(MHZ )10.510.911.311.712.112.512.913.313.714.114.514.915.315.7Vc(Vp -p)6.06.6.7.7.8.8.7.7.6.6.6.5.5.208566271828828204828008868輸出電壓v3.03.3.3.3.4.4.3.3.3.3.3.2.2.10428818541446462414

11、009484畫出頻率與電壓的關(guān)系曲線如下(3) 異?；蝈e(cuò)誤處理：1 、 一 開始波形的出現(xiàn)不是非常明顯，后來稍稍調(diào)整了一下高頻信號(hào)源頻率和幅度，波形就變得非常明顯了。2、在“集電極電源電壓Ec對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過程中，波形變化非常不明顯，多次調(diào)試也是如此。3、 在 “功放調(diào)諧特性測(cè)試”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過程中，即便保持中心頻率改變峰峰值，或者保持峰 峰值改變中心頻率，波形始終沒有出來，所以后來我就同時(shí)調(diào)整了一下中心頻率和峰峰值，當(dāng)以12.9MHZ為中心頻率，以 為峰峰值時(shí)，波形非常清楚，后面我以 400KHz八頻率間隔。 因?yàn)槿粢?200KHZ 為頻率間隔，變化不是很明顯。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論1 、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，輸入激勵(lì)電壓、集電極電源電壓、負(fù)載電阻會(huì)對(duì)放大器工作狀態(tài)有所影響，信號(hào)源幅度變化時(shí)，會(huì)觀察到欠壓、臨界、過壓三種脈沖波形。2 、根據(jù)實(shí)測(cè)參數(shù)分析，可發(fā)現(xiàn)丙類功率放大器的特點(diǎn)：丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高的，且隨RL 的增大，輸出功率也有所增加。丙類功率放大器的電流波形失真太大，因而