高頻試驗報告_高頻諧振功率放大器

1、實驗2高頻諧振功率放大器實驗名稱局頻諧振功率放大器所屬課程高頻電子線路成績評定電子信息工程專業(yè)電子班頭驗桌編號4實驗日期2014年11月22日指導教師*學生姓名*學 號*、實驗目的：i進一步理解諧振功率放大器的工作原理及負載阻抗，激勵電壓和集電極電源電壓變化對其工作狀態(tài)的影響。2、掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性和負載特性。八實驗原理（實驗原理、設計思想、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實驗電路）（重點）（1）諧振功率放大器1實驗原理：利用選頻網(wǎng)絡作為負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最高也只能達到50%而丙類功放的0V 90o,效率n可達到80%甲類功率放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。丙類功率放大器通常作為末級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、實驗電路:5Or1W信輸出11O P TO 1L4irlLo 1 2Lo嚴1 11o p TF-J音頻號 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是否進入飽和區(qū)，可將放大器分為欠壓、過壓和臨界三種工作狀態(tài)若在整個周期內(nèi)，晶體管工作不進入飽和區(qū),也即在任何時刻都工作在放大區(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)；若晶體管工作時有部分時間進入飽和區(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、激勵電壓幅值 以及集電極等效負載電阻2、負載特性A時，管子的集電極電壓正好由圖可見，當交流負載線正好穿過靜態(tài)特性曲線的轉(zhuǎn)折點等于管子的飽和壓降 uCES集電極電流脈沖接近最大值Icm3、激勵電壓幅值 Ubm變化對工作狀態(tài)的影響Ucm3 | wt. I Iu bm變化對工作狀態(tài)的影響由圖可以看出，當Ubm增大時，Umax、也增大；當Ubm增大到一定程度，放大器 的工作狀態(tài)由欠壓進入過壓，電流波形出現(xiàn)凹陷，但此時Ucm還會增大（如Uc

4、m3 ）。4、電源電壓EC變化對放大器工作狀態(tài)的影響在Eb、Ubm、RC保持恒定時，集電極電源電壓 EC變化對放大器工作狀態(tài)的影響如下：EC 改變時對工作狀態(tài)的影響由圖可見，EC變化，Ucemin也隨之變化，使得U cemin和U ces的相對大小發(fā)生變化。當EC較大時，Ucemin具有較大數(shù)值，且遠大于 Uces,放大器工作在欠壓狀態(tài)。隨著Ec減小，Ucemin也減小，當U cemin接近Uces時，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，放大器工作在欠壓狀態(tài)；EC = EC2時，放大器工作在臨界狀態(tài)；

5、EC<Ec2時，放大器工作在過壓狀態(tài)。即當Ec由大變小時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進入過壓，i c 波形也由余弦脈沖波形變?yōu)橹虚g凹陷的脈沖波。3、 實驗器材（實驗所需的主要儀器及型號、材料及特殊環(huán)境要求）1） ）高頻實驗箱一臺2） 高頻電壓表（選項）一臺3） 雙蹤示波器（100MHz ） 臺4） 萬用表一塊5） 調(diào)試工具一套6） 高頻信號源（ 最大功率10dBm, 最高頻率100MHz ） 一臺4、 實驗內(nèi)容與測試數(shù)據(jù)（實驗步驟、程序、調(diào)試方法、中間結(jié)果、異?；蝈e誤處理等）（ 1 ） 實驗內(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；2 、測試丙類功放的調(diào)諧特性；3 、測

6、試負載變化時三種狀態(tài)（欠壓、臨界、過壓）的余弦電流波形；4 、觀察激勵電壓、集電極電壓變化時余弦電流脈沖的變化過程；5 、觀察功放基極調(diào)幅波形。（ 2） 實驗步驟：1 、 實驗準備：在實驗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驗。2 、 測試前置放大級輸入、輸出波形高頻信號源頻率設置為6.3MHZ, 幅度峰-峰值300mV 左右，用鉚孔線連接到11P01 , 模塊 上開關11K01 至“OFF ”，用示波器測試11P01 和 11TP02 的波形的幅度，并計算其放大倍數(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、激勵電壓、電源電壓及負載變化對丙類功放工作狀態(tài)的影響（1 ）激勵電壓Ub對放大器工作狀態(tài)的影響開關11K01置“ on”，11K03置“右側(cè)”，11K02往下?lián)?。保持集電極電源電壓Ec=5V左右（用萬用表測11TP03直流電壓，11W01逆時針調(diào)到底），負載電阻Rl=10Kq左右（11K04置“off ”，用萬用表測11TP06電阻，11W02順時針調(diào)到底，然后11K04置“ on ”）不變。高頻信號源頻率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)整高頻信號源頻率，使功放諧振即輸出幅度 （11TP03 ）最大。改變信號源幅度，即改變激勵信號電壓Ub,觀察11TP04電壓波形。實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)保持激勵電壓 Ub （11TP01電壓為200mv峰一峰值）、負載電阻 Rl=10Kq不變（11W02順時針調(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，仍可觀察到圖2-14的波形，但此時欠壓波形幅度比臨界時稍大。實際觀察到的波形如下圖欠壓臨界（3 ）負載電阻Rl變化對放大器工作狀態(tài)的影

9、響保持功放集電極電壓 Ec=5V （ 11W01逆時針調(diào)到底），激勵電壓（1仃P01點電壓、150mv峰一峰值）不變，改變負載電阻 R （調(diào)整11W0電位器，注意11K04至“ON）,觀察1仃P04電壓波形。測出欠壓、臨界、過壓時負載電阻的大小。測試電阻時必須將11K04撥至“OFF”，測完后再撥至“ on ”。答：欠壓時負載電阻0.004k Q,臨界時負載電阻0.222k Q,過壓時負載電阻10.45k Q。（4）功放調(diào)諧特性測試11K01置“ON ,11KO2往下?lián)埽?1K03置“左側(cè)”，拔掉11K05跳線器。高頻信號源接入 前置級輸 入端（11P01 ）,峰-峰值600mV以12.9MH

10、Z勺頻率為中心點， 以400KHz八頻率間隔， 向左右兩側(cè)畫出 6個頻率測量點，畫出一個表格。高頻信號源按照表格上的頻率變化，幅度峰-峰值為左右（11TP01 ）,用示波器測量1仃P03的電壓值。測出與頻率相對應的電壓 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系曲線如下(3) 異?；蝈e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對放大器工作狀態(tài)的影響”實驗內(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)諧特性測試”實驗內(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，所以后來我就同時調(diào)整了一下中心頻率和峰峰值，當以12.9MHZ為中心頻率，以 為峰峰值時，波形非常清楚，后面我以 400KHz八頻率間隔。 因為若以 200KHZ 為頻率間隔，變化不是很明顯。5、 實驗結(jié)論1 、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，輸入激勵電壓、集電極電源電壓、負載電阻會對放大器工作狀態(tài)有所影響，信號源幅度變化時，會觀察到欠壓、臨界、過壓三種脈沖波形。2 、根據(jù)實測參數(shù)分析，可發(fā)現(xiàn)丙類功率放大器的特點：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