第一篇：實驗七 丙類功率放大器實驗

實驗七 丙類功率放大器實驗

一、實驗?zāi)康模?/p>

1.了解諧振功率放大器的基本工作原理，初步掌握高頻功率放大電路的計算和設(shè)計過程；

2.了解電源電壓與集電極負(fù)載對功率放大器功率和效率的影響。

二、預(yù)習(xí)要求：

1.復(fù)習(xí)諧振功率放大器的原理及特點；

2.分析圖7-7所示的實驗電路，說明各元件的作用。

三、實驗電路說明：

本實驗電路如圖7-7所示。

圖7-7 本電路由兩級組成：Q1等構(gòu)成前級推動放大，Q2為負(fù)偏壓丙類功率放大器，R4、R5提供基極偏壓（自給偏壓電路），L1為輸入耦合電路，主要作用是使諧振功放的晶體三極管的輸入阻抗與前級電路的輸出阻抗相匹配。L2為輸出耦合回路，使晶體三極管集電極的最佳負(fù)載電阻與實際負(fù)載電阻相匹配。R14為負(fù)載電阻。

四、實驗儀器： 1.雙蹤示波器 2.萬用表

3.實驗箱及丙類功率放大模塊 4．高頻信號發(fā)生器

五、實驗內(nèi)容及步驟；

1.將開關(guān)撥到接通R14的位置，萬用表選直流毫安的適當(dāng)檔位，紅表筆接P2，黑表筆接P3；

2.檢查無誤后打開電源開關(guān),調(diào)整W使電流表的指示最?。〞r刻注意監(jiān)控電流不要過大，否則損壞晶體三極管）；

3.將示波器接在TP1和地之間，在輸入端P1接入8MHz幅度約為500mV的高頻正弦信號，緩慢增大高頻信號的幅度，直到示波器出現(xiàn)波形。這時調(diào)節(jié)L1、L2，同時通過示波器及萬用表的指針來判斷集電極回路是否諧振，即示波器的波形為最大值，電流表的指示I0為最小值時集電極回路處于諧振狀態(tài)。用示波器監(jiān)測此時波形應(yīng)不失真。4.根據(jù)實際情況選兩個合適的輸入信號幅值，分別測量各工作電壓和峰值電壓及電流，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)分別計算：

1）電源給出的總功率； 2）放大電路的輸出功率； 3）三極管的損耗功率； 4）放大器的效率。

六、實驗報告要求：

1.根據(jù)實驗測量的數(shù)值，寫出下列各項的計算結(jié)果: 1）電源給出的總功率；

2）放大電路的輸出功率； 3）三極管的損耗功率； 4）放大器的效率。

2.說明電源電壓、輸出電壓、輸出功率的關(guān)系。

第二篇：丙類功率放大器實驗

實驗三 丙類功率放大器實驗

一、實驗?zāi)康模?/p>

1.了解諧振功率放大器的基本工作原理，初步掌握高頻功率放大電路的計算和設(shè)計過程；

2.了解電源電壓與集電極負(fù)載對功率放大器功率和效率的影響。

二、實驗電路說明：

本實驗電路如圖3-1所示。

圖3-1 本電路由兩級組成：Q1等構(gòu)成前級推動放大，Q2為負(fù)偏壓丙類功率放大器，R4、R5提供基極偏壓（自給偏壓電路），L1為輸入耦合電路，主要作用是使諧振功放的晶體三極管的輸入阻抗與前級電路的輸出阻抗相匹配。L2為輸出耦合回路，使晶體三極管集電極的最佳負(fù)載電阻與實際負(fù)載電阻相匹配。R14為負(fù)載電阻。

四、實驗儀器： 1.雙蹤示波器 2.萬用表

3.實驗箱及丙類功率放大模塊 4．高頻信號發(fā)生器

五、實驗內(nèi)容及步驟；

1.將開關(guān)撥到接通R14的位置，萬用表選直流毫安的適當(dāng)檔位，紅表筆接P2，黑表筆接P3；

2.檢查無誤后打開電源開關(guān),調(diào)整W使電流表的指示最小（時刻注意監(jiān)控電流不要過大，否則損壞晶體三極管）；

3.將示波器接在TP1和地之間，在輸入端P1接入8MHz幅度約為500mV的高頻正弦信號，緩慢增大高頻信號的幅度，直到示波器出現(xiàn)波形。這時調(diào)節(jié)L1、L2，同時通過示波器及萬用表的指針來判斷集電極回路是否諧振，即示波器的波形為最大值，電流表的指示I0為最小值時集電極回路處于諧振狀態(tài)。用示波器監(jiān)測此時波形應(yīng)不失真。4.根據(jù)實際情況選兩個合適的輸入信號幅值，分別測量各工作電壓和峰值電壓及電流，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)分別計算：

1）電源給出的總功率； 2）放大電路的輸出功率； 3）三極管的損耗功率； 4）放大器的效率。

六、實驗報告要求：

1.根據(jù)實驗測量的數(shù)值，寫出下列各項的計算結(jié)果: 1）電源給出的總功率；

2）放大電路的輸出功率； 3）三極管的損耗功率；

4）放大器的效率。

2.說明電源電壓、輸出電壓、輸出功率的關(guān)系。

第三篇：實驗一 高頻丙類功率放大器要點

實驗一 高頻丙類功率放大器

在高頻范圍內(nèi)為獲得足夠大的高頻輸出功率, 必須采用高頻放大器, 高頻功率放大器主 要用于發(fā)射機的未級和中間級, 它將振蕩產(chǎn)生的信號加以放大, 獲得足夠高頻功率后, 再送 到天線上輻射出去。另外,它也用于電子儀器作未級功率放大器。

高頻功率放大器要求效率高, 輸出功率大。丙類放大器它是緊緊圍繞如何提高它的效率 而進(jìn)行的。高頻功率放大器的工作頻率范圍一般為幾百 kHz — 幾十 MHz。一般都采用 LC 諧 振網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載, 且一般都是工作于丙類狀態(tài), 如果要進(jìn)一步提高效率, 也可工作于丁類或戊 類狀態(tài)。

一、實驗?zāi)康募耙?一 實驗?zāi)康?/p>

1.進(jìn)一步了解高頻丙類功率放大器的工作原理和調(diào)試技術(shù)。2.熟悉負(fù)載變化對放大器工作狀態(tài)的影響及各指標(biāo)的測試方法。

3.掌握輸入激勵電壓, 集電極電壓, 基極偏置電壓變化對放大器工作狀態(tài)的影響。(二 實驗要求

1.認(rèn)真閱讀本實驗教材及有關(guān)教材內(nèi)容。2.熟悉本實驗步驟,并畫出所測數(shù)據(jù)表格。3.熟悉本次實驗所需儀器使用方法。(三 實驗報告要求

1.寫出本次實驗原理及原理圖。

2.認(rèn)真整理記錄的測試數(shù)據(jù)及繪出相應(yīng)曲線圖。

3.對測試結(jié)果與理論值進(jìn)行比較分析,找出產(chǎn)生誤差的原因,提出減少實驗誤差 的方法。

4.詳細(xì)記錄在調(diào)諧和測試過程中發(fā)生的故障和問題,并進(jìn)行故障分析,說明排除 過程和方法。

5.本次實驗收獲,體會以及改進(jìn)意見。

二、實驗儀器及實驗板 1.雙蹤示波器(CA8020 一臺 2.高頻信號發(fā)生器(XFG-7 一臺

3.晶體管直流穩(wěn)壓電源 一臺 4.數(shù)字萬用表 一塊 5.超高頻毫伏表(DA22 一臺 6.直流毫安表 一塊 7.高頻丙類功率放大器實驗板 一塊

三、實驗原理及公式推導(dǎo)

高頻諧振放大器的主要作用是使電路輸出功率大, 效率高;主要特點是用諧振回路來實 現(xiàn)阻抗變換,并且為了提高效率常工作在丙類狀態(tài)。

高頻功率放大器一般有兩種:窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。前者由于頻 帶比較窄, 故常用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路, 所以又稱為諧振功率放大器。而寬帶高頻功率放 大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其它寬帶高頻功率放大器, 以高效率, 小失真得到較大 輸出功率。因此一般都工作在丙類狀態(tài)。其導(dǎo)通角小于 π,其通角小于 π/2。

如圖 1所示是丙類功率放大器原理圖。圖中 LC 諧振回路為集電極的負(fù)載, c E 為集電極 直流電源, b E 為基極負(fù)偏置電源。b U 是高頻輸入信號, t U U bm b ωcos =

可見,只有輸入信號電壓足夠大時,即 b b b E E U '+>(b E '為晶體管截止偏壓 時晶體管 才導(dǎo)通。顯然電流的通角 <π/2, 集電極電流 C I 呈脈沖形狀, 這個電流經(jīng)集電極諧振回路選 出 C I 的基波分量 1C I ,再經(jīng)過變壓器耦合,在 L R 上得到一個放大的基波功率,從而實現(xiàn)了 丙類功率放大。

高頻功率放大器是由輸入回路,晶體管、負(fù)載和電源幾部分組成。1.高頻丙類功率放大器的輸出功率和效率。

為了便于計算脈沖電流 c i , 將晶體管的動態(tài)轉(zhuǎn)移特性曲線 be c U i-用折線 m g 表示。如圖 2所示。

由圖 2可知: cos('(b b bm m b be m c E E t U g E U g i '-+=-=ω(1 m g 為跨導(dǎo)。當(dāng) θω=t 時, 0=c i =θc o s bm b b U E E-'(2 當(dāng) 0=t ω時 , 1((max bm b b bm m b b bm m c c U E E U g E E U g i i-'-='-+== = cos 1(θ-bm m U g(3 由(1(2(3式得出 :θ

θ

ωcos 1cos cos max--? =t i i c c(4 因為丙類工作狀態(tài)的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖,是以 ω為角頻率的周期性函數(shù)。故 可用付里葉級數(shù)求系數(shù)方法來表示它的直流、基波分量,各次諧波分量的數(shù)值。

由付氏級數(shù)的系數(shù)求得: cos 1(cos sin 21max 0θπθ θθωπ π π--== ?-c c c i t d i I cos 1(cos sin cos 1 max 1θπθ θθωωπ

π π--== ?-c c m c i t td i I ] cos 1(1([ cos cos(sin2cos 1 2max θπθθθωωπ π π---== ?-n n n n n i t td n i I c c cnm 上述三 式可寫成:(0max 0θαc c i I =(1max 1θαc m c i I =(max θαn c cnm i I =(,(,(10θαθαθαn 為余弦脈沖電流 c i 的分解系數(shù)。因此 c i 分解為付氏級數(shù)為:

t n I t I t I I i cnm m c m c c c ωωωcos 2cos cos 210++++=

在功率放大器中, 主要研究它的輸出功率和效率。為什么要工作于丙類狀態(tài), 從三極管 輸出功率來看: dt E i P c c ?-= θ θπ 210 直流電源供給功率:0c c dc I E P = 三級管輸出功率:e m c e m c out R U R I P 2 121212 1== e R 為 L R 折合到集電極諧振回路初級的阻抗。集電極效率:(2 1 2121101011θξεηg I I I I E U P P c m c c m c c m c dc out ====

m c U 1為集電極基波電壓振幅,(1θg 為波形參數(shù), ξ為集電極電源電壓利用系數(shù)。為

了得到足夠大的輸出功率,應(yīng)使它工作在臨界狀態(tài)。使 c m c E U =1,即 1=ξ。θ θθθ θθξ

ηcos sin cos sin 21212 1 0101--= =?=c m c c m c I I I I 可以看出減少管耗 c P , 或者提高 ξ和(1θg 都可以提高放大器的效率。這是因為:(1要減少集電極損耗功率 c P ,則要求減少 ce U。當(dāng)管內(nèi)有較大電流 c i 時, ce U 應(yīng)盡 量減少,最好在 c i 整個流通時間內(nèi) ce U 均很小,或者當(dāng) ce U 較大時,要盡量減少集電極電流

c i。

(2要提高集電極效率,則要求提高集電極電壓利用系數(shù) ξ。m c U 1增大, ξ可增大, 因為 m c U 1增大使 ce U 減小。(t U E U m c c ce ωcos 1-= ,所以,當(dāng) c i 較大時, ce U 的減少使 得管子集電極損耗 c P 減少,從而提高效率。

圖 3 甲、乙、丙類三種工作狀態(tài)

(3要提高效率,也可增大(1θg。θ的減少,可使(1θg 增大,于是提高效率。θ減 少,意味著減少 c i 與 ce U 均不為零的時間,這可用甲、乙、丙 3種工作狀態(tài)的集電極電壓、電流波形來說明,如圖 3所示。

甲類在一個周期中都有 c i 流通,因而 ce U 正半周,也有 c i ,所以管耗大,效率低。乙類 c i 只有半個周期流通,而且,當(dāng)放大器的負(fù)載為電阻時, c i 流通半周正好與 ce U 負(fù)

半周相對應(yīng),此時, ce U 小,因而效率比甲類高。

丙類工作時波形, c i 流通時間小于半個周期, 當(dāng)集電極諧振回路對激勵信號諧振時, c i 僅在 ce U 負(fù)半周瞬時值較大時流過,此時 ce U 較小,所以丙類比乙類效率高。當(dāng) 2π

θ<,是否可能接近于零,得到最高效率呢?

當(dāng) θ→ 0時,使得輸出功率也顯著下降,為了兼顧輸出功率和不使激勵功率過大,因而 θ不能太小,從而限制效率提高。一般情況下 ππθ18

73-= 時,相應(yīng)的集電極效率較大, η在 80%-90%之間。

2.丙類功率放大器的負(fù)載特性 丙類功率放大器的負(fù)載特性是指在 c E、b E、bm U 不變的條件下,各種電流輸出電壓, 功率和效率等隨 e R 變化的曲線。

因為高頻功率放大器的工作狀態(tài)取決于 e R、bm U、b E 和 c E 四個參數(shù)。如果保持 bm U、b E 和 c E 不變,則工作狀態(tài)僅取決于 e R。(1負(fù)載變化對工作狀態(tài)的影響

如果保持 bm U、b E 和 c E 不變則 e R 變化影響工作狀態(tài)的變化如圖 4所示。

從圖 4看出: ① 動特性表示 e R 較小時,這時 m c U 1也較小,動態(tài)負(fù)載線 1A 在線性放大區(qū),這種狀態(tài) 稱為欠壓狀態(tài)。在欠壓狀態(tài), c i 呈余弦脈沖。

② 動特性隨 e R 增加,動態(tài)負(fù)載線 2A 在臨界線上,稱這種狀態(tài)為臨界狀態(tài),此時 c i 還 是呈余弦脈沖。

③ 動特性隨 e R 繼續(xù)增大, 3A 進(jìn)入飽和區(qū),此時 c i 呈凹脈沖,這種狀態(tài)稱過壓狀態(tài), 在過壓狀態(tài),隨 e R 增大, c i 的幅度也迅速下降,但它的基波輸出電壓振幅基本不變,即 c m c E U ≈1。

(2負(fù)載 e R 變化對 0c I、cm I、m c U

1、out P、0P 和 η的影響。當(dāng)維持 bm U、b E 和 c E 不變時, 放大器 0c I、cm I、m c U

1、out P、0P 和 η隨負(fù)載阻抗 e R 變化。因為 e m c m c R I U 11=。如圖 5:

在欠壓區(qū):m c I 1與 0c I 基本不變, 僅隨 e R 增加略有下降, m c U 1也隨 e R 增加而直線增加, c P 管耗下降。把放大器看成恒流源。

在過壓區(qū):m c U 1幾乎不變, 0c I 和 m c I 1則隨 e R 的增大也急劇下降。把放大器看成恒壓 源。

從圖 5看出:集電極電源輸入功率 00c c I E P =。由于 c E 不變,因而 0P 與 e R 關(guān)系曲線 和 0c I 曲線的形狀相同。放大器輸出功率 m c m c out U I P 112 1= , out P 與 e R 關(guān)系是根據(jù) m c U

1、m c I 1兩條曲線相乘求出 來。

在臨界狀態(tài)時, out P 達(dá)到最大值,放大器效率也較高。這就是希望放大器工作在臨界工 作狀態(tài)的原因。

集電極損耗功率 out c P P P-=0,故 c P 曲線由 0P 與 out P

曲線相減得出。

在欠壓區(qū),當(dāng) e R 減小, c P 上升很快;當(dāng) e R =0時, c P 達(dá)到最大值, 可能使晶體管燒壞。(這種情況是短路放大器的效率 0 P P out =η,在欠壓狀態(tài)時, 0P 變化小,所以 η隨 out P 增加 而增加,到臨界狀態(tài)后, out P 下降沒有 0P 快,在過壓狀態(tài)時, out P 主要是隨 m c I 1急劇下降而 下降,因而 η也略有下降,故在靠近臨界的弱過壓狀態(tài) η出現(xiàn)最大值。

3.放大器各級電壓對工作狀態(tài)的影響(1 bm U 對工作狀態(tài)的影響

在討論激勵電壓幅度 bm U 的變化對放大器工作狀態(tài)影響,設(shè) c E、b E、e R 不變。當(dāng) bm U 較小時, bm b be U E U +=max 也較小,從 be c U i-動態(tài)特性看出:放大器工作在欠 壓狀態(tài),集電極電流為尖頂余弦脈沖。

當(dāng) bm U 增大時, max c I、m c I 1也增大,引起 e m c c ce R I E U 1-=的減少。從而使放大器由 欠壓狀態(tài)過渡到過壓狀態(tài)。

如圖 6所示:

(a 為 be c U i-此稱平面上 c i 的動特性。(b 為集電極電流脈沖波形。

(c m c I1、0c I、bm m c U U-1的關(guān)系。

從圖 6可看出:在欠壓狀態(tài)時,隨著 bm U 的增加,將引起 max c i 增加,于是 m c I1、0c I 和 m c U 1與 bm U 幾乎成正比增加。在過壓狀態(tài)時,隨著 bm U 的繼續(xù)增加,雖然電流脈沖高度繼 續(xù)增大,但其凹度增大。所以 m c I1、0c I 在過壓區(qū)增加不大。在欠壓區(qū), m c U 1與 bm U 成線性 關(guān)系。

(2 b E 變化對工作狀態(tài)影響(設(shè) c E、bm U、e R 不變

由于 bm b be U E U +=max。所以 b E 變化與 bm U 變化一樣,都要引用 max be U 的變化。當(dāng) c E、bm U、e R 不變時, b E 減小相當(dāng)于 bm U 的增大。這樣,當(dāng) b E 反向偏置向正向偏置變化 時, max c i 增大,放大器從欠壓狀態(tài)轉(zhuǎn)入過壓狀態(tài)。因此, b E 變化對集電極電流脈沖波以及 0c I , m c I 1和 m c U 1的影響與 bm U 變化

引起的影響類似。如圖 7,在欠壓狀態(tài)改變 b E , 可控制 高頻輸出電壓,這就是基極偏壓調(diào)幅的原理。

54321b b b b b E E E E E <<<<

(3集電極電源 c E 對放大器的影響

設(shè) b E、bm U、e R 不變。當(dāng) b E、bm U 不變時, bm b be U E U +=max 也不變,若 e R 不變, 則 ce c U i-坐標(biāo)平面上的 c i 的動特性的斜率也不變。

假設(shè)放大器原來工作在臨界狀態(tài),則當(dāng) c E 增大, c i 動特性向右平行移動,放大器將工 作與欠壓狀態(tài)。反之, c E 減小, c i 動特性向左平行移動,放大器工作于過壓狀態(tài)。如圖 8所示。

當(dāng) 2c c E E >時,放大器工作在欠壓狀態(tài)。由于 max be U 不變,所以 c E 減小而使得 cem U 減小 時, max c i 略有下降, θ變化也很小,故 m c I1、0c I 隨 c E 減小而略有下降。這樣,欠壓狀態(tài), c E 對 m c I 1不能有效控制。

當(dāng) 2c c E E <時, 工作在過壓狀態(tài)。集電極電流脈沖的凹度就越深, 這樣, m c I1、0c I 隨 c E 降低而明顯減小, 并且 c E =0時, m c I1、0c I 均為 0。由于過壓狀態(tài)改變 c E 能明顯改變 m c I 1的 大小,從而也能改變高頻輸出電壓 m c U 1,這就是集電極調(diào)幅的原理。

通過上述分析,得出下列結(jié)論: 第一.在欠壓區(qū),輸出功率隨 e R 增大而增大,集電極損耗功率隨 e R 減小而增大,(out c P P P-=0 , 當(dāng) e R 較小時,有可能使 c P 上升超過晶體管的最大管耗 max c P 而損壞晶體 管,因此, 在調(diào)試放大器功率電路時,為了防止集電極諧振回路失諧而損壞晶體管,常采用 降低電源電壓 c E 值的辦法便于放大器工作在過壓狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)試。

第二.在過壓區(qū), 0c I 隨 e R 的減少而迅速增加,這對集電極諧振回路的調(diào)諧提供了一個標(biāo) 準(zhǔn)。在調(diào)諧時,適當(dāng)降低 c E 的值,使放大器工作在過壓狀態(tài)。調(diào)節(jié)諧振回路,當(dāng) 0c I 為最小 時,說明電路諧振于工作頻率。

四、實驗電子線路

如圖 9所示,輸入信號頻率為 4MHz ,電源電壓為 c

E =15V,輸入信號由高頻信號發(fā)生器 產(chǎn)生,經(jīng)過 BG1,BG2三極管放大推動未級功放管 BG3。BG1集電極輸出信號經(jīng) L1、C7、C8組成的 T 型匹配電路接 BG3基極。輸出是由 L 和 C10組成的諧振回路,諧振于 4MHz 頻率。當(dāng)開關(guān) K1撥在“天線”時 , 其負(fù)載就是天線。當(dāng)開關(guān) K1撥到 R 時,表示以電阻作為輸出負(fù)

載。本實驗要求在 75Ω負(fù)載電阻上,使信號 b U =0.6V,輸出功率最大值。

五、實驗內(nèi)容及步驟(一仔細(xì)閱讀本實驗線路圖;(二熟悉需測試點的位置,高頻信號發(fā)生器輸出 bm U 信號的幅度選在 0.6V 左右;(三丙類功放工作狀態(tài)的調(diào)整

1.將開關(guān) K1撥到“ R ”時, K2撥到“ 4” , 75Ω電阻作為輸出負(fù)載,電源 c E =15V減少 到 10V ,適當(dāng)?shù)臏p小輸入信號幅度,先分別諧振輸出和輸入耦合電路,使放大器滿足諧振和 匹配,可用觀察 0c I 為最小或 L R 上的輸出信號幅度為最大的辦法進(jìn)行調(diào)諧。

2.若電路已調(diào)到諧振,則可將 c E 加大至 15V ,并增加輸入信號幅度或 b U =0.6V,使得

輸出功率最大。L L L R U P 2 =。

(四 研究直流電源電壓 c E 對 L P 的影響。

保持 1c E =12V, 輸入 bm U =0.6V幅度不變。將 c E 由 3V 逐漸增加至 15V, 測出相應(yīng)的 L V 值。填入下表。并作出 c L E P-曲線分析圖與 0c c I E-曲線分析圖。

(五 研究輸入信號幅度 bm U 對 L P 和集電極效率 η的影響。

L R =75Ω、c E =15V不變,改變 bm U 值,測出相應(yīng)的 L V 和 0c I 值;根據(jù)測出的結(jié)果作出

bm U-L P 和 bm U-η曲線圖,并進(jìn)行定性分析。

(六研究 L R 對 L P 的影響

保持 bm U 不變 =0.6V。將開關(guān) K2從“ 1”-“ 8”順次轉(zhuǎn)動;此時 L R 值從小到大,測出相 應(yīng)的 L V 值 , 填入下表并畫 R L-P L 曲線圖。

﹡(七觀察高頻輻射現(xiàn)象

將開關(guān) K1撥至天線,用 75Ω天線代替, 75Ω負(fù)載電阻,觀察天線靠近和遠(yuǎn)離示波器輸 入端。增大或減小輸出功率(改變 bm U 和 c E 時高頻輻射現(xiàn)象。

六、預(yù)習(xí)要求及思考題:

(一復(fù)習(xí)高頻丙類功率放大器的工作原理。(二認(rèn)真閱讀本實驗指導(dǎo)內(nèi)容(三回答下列問題: 1.判斷本實驗電路是屬于窄帶還是寬帶高頻功率放大器,判斷的依據(jù)是什么? 2.本實驗電路應(yīng)工作于 3.高頻功率放大器的工作狀態(tài)取決于 , , 4.輸入電壓為正弦波時, 輸入電流為 輸出電流為 輸出電壓為 5.丙類功放有 , 狀態(tài)稱為恒壓區(qū), 稱為恒流區(qū)。

6.調(diào)諧時, LC 的諧振頻率應(yīng)調(diào)到為。

7.調(diào)諧時即 R L 變化,其它條件不變時,三極管管耗在(欠、過壓狀態(tài)下較大,為保 護(hù)三極管的安全工作,一般采用(減小,增加 Ec 的方法使放大器工作于(欠, 過壓狀態(tài)。調(diào)諧時,負(fù)載兩端電壓 U L 為(最大,最小時,或直流電流 Ic(最 大,最小時,指示調(diào)諧完畢,可恢復(fù)電源電壓正常工作值。

8.在其它條件不變時, Ec 逐漸增加, 放大器的工作狀態(tài)將由 狀態(tài)變化。(過壓,欠壓,臨界。在過壓狀態(tài)時,負(fù)載兩端的電壓 U L 將隨 Ec 的增加而(增 加,減小,基本不變。在欠壓狀態(tài)時,負(fù)載兩端的電壓 U L 將隨 Ec 的增加而(增 大,減小,基本不變。Ico 隨 Ec 的增加而(增大,減小,基本不變。

9.其他條件不變, Ubm 增大時,放大器的工作狀態(tài)由 狀態(tài)(過 壓,欠壓,臨界。在過壓狀態(tài)時,負(fù)載兩端的電壓 U L 隨 Ubm 的增加而(增加,減 小,基本不變。Ico 的值隨 Ubm 的增加而(增加,減小,基本不變。在欠壓狀態(tài) 下, U L 隨 Ubm 的增加而(增加,減小,基本不變。Ico 的值隨 Ubm 的增加而(增加,減小,基本不變。

10.其它條件不變時, R L 變化, 放大器的工作狀態(tài)由 到 狀態(tài)(過 壓,欠壓,臨界。

七、實驗報告要求: 1.分別列出所測數(shù)據(jù)(表格形式。并用坐標(biāo)紙畫出所對應(yīng)的曲線。

2.對所得出的曲線的特性進(jìn)行分析, ,即變化參數(shù)對工作狀態(tài)的影響。3.對實驗中所遇到的問題進(jìn)行分析,總結(jié)。

第四篇：高頻功率放大器實驗

實驗報告

課程名稱：

高頻電子線路實驗

指導(dǎo)老師：

韓杰、龔淑君

成績：__________________ 實驗名稱：

高頻功率放大器

實驗類型：

驗證型實驗

同組學(xué)生姓名：

_

一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿?/p>

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)——輸出功率、中心頻率、末級集電極效率、穩(wěn)定增益或輸入功率、線性動態(tài)范圍等基本概念，掌握實現(xiàn)這些指標(biāo)的功率放大器基本設(shè)計方法，包括輸入、輸出阻抗匹配電路設(shè)計，回路及濾波器參數(shù)設(shè)計，功率管的安全保護(hù)，偏置方式及放大器防自激考慮等。

2、掌握高頻功率放大器選頻回路、濾波器的調(diào)諧，工作狀態(tài)（通角）的調(diào)整，輸入、輸出阻抗匹配調(diào)整，功率、效率、增益及線性動態(tài)范圍等主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法和技能。

二、實驗原理

高頻功率放大器實驗電路原理圖如下圖圖1所示。電路中電阻、電容元件基本上都采用貼片封裝形式。放大電路分為三級，均為共射工作，中心頻率約為10MHz。

圖1 高頻功率放大器

第一極（前置級）管子T1采用9018或9013，工作于甲類，集電極回路調(diào)諧于中心頻率。第二級（驅(qū)動級）管子T2采用3DG130C，其工作狀態(tài)為丙類工作，通角可調(diào)。通角在45°~60°時效率最高。調(diào)整RW1時，用示波器在測試點P2可看到集電極電流脈沖波形寬度的變化，并可估測通角的大小。第二級集電極回路也調(diào)諧于中心頻率。第三級（輸出級）管子T3也采用3DG130C，工作于丙類，通角調(diào)在60°~70°左右。輸出端接有T形帶通濾波器和π型阻抗變換器，具有較好的基波選擇性、高次諧波抑制和阻抗匹配性能。改變短路器開關(guān)K1~K4可觀看濾波器的失諧狀態(tài)，為保證T3管子安全，調(diào)整時應(yīng)適當(dāng)降低電源電壓或減小激勵幅度。改變K5、K6可影響T3與51Ω負(fù)載的匹配狀態(tài)。匹配時，51Ω負(fù)載上得到最大不失真功率為200mW左右，二次諧波抑制優(yōu)于20dB，三級總增益不小于20dB，末級集電極到負(fù)載上的凈效率可達(dá)30%左右，考慮濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的插入損耗，集電極效率可達(dá)40%以上。開關(guān)K8只有在接通后才能使功放達(dá)到預(yù)定效率，但實驗時，為了使R16對末級管子T3起到限流保護(hù)作用，K8不要接通，而R16上的電壓降也不必扣除，這只使功放總效率略有降低。電源開關(guān)K7用于防止穩(wěn)壓電源開機或關(guān)機時電壓上沖導(dǎo)致末級功放管損壞。

三、主要儀器設(shè)備

10MHz高頻功率放大器實驗板、BT3C（或NW1252）掃頻儀、高頻信號發(fā)生器（QF1056B或EE1461）、示波器、超高頻毫伏表（DA22）、直流穩(wěn)壓電源（電壓5~15V連續(xù)可調(diào)，電流1A）、500型萬用表（或數(shù)字萬用表

四、實驗內(nèi)容和步驟

主要測試指標(biāo)：功率、效率、線性動態(tài)范圍 實驗準(zhǔn)備與儀器設(shè)置

1、實驗板：

? 開關(guān)K7用于防止穩(wěn)壓電源開機或關(guān)機時電壓上沖導(dǎo)致末級功放管損壞，所以穩(wěn)壓電源開機或關(guān)機前，開關(guān)K7必須置于關(guān)閉（向下）；

? 短路開關(guān)置于K1、K3、K6、K9、K10，否則濾波器失諧，影響T3與51Ω負(fù)載的匹配狀態(tài)，從而影響實驗結(jié)果。

2、電源：

? 為保證T3管子安全，電源電壓最高不超過+15V，實驗時設(shè)置為+14.5V~+15V。

實驗內(nèi)容與步驟

4）用信號源及示波器測功放輸出功率及功率增益

（1）適當(dāng)改變信號幅度（200~300mV左右），使51Ω負(fù)載上得到額定功率200mW。

（2）在測試點P2觀察電流脈沖，寬度應(yīng)為周期的1/3左右。

（3）從輸入輸出信號幅度求得功放的（轉(zhuǎn)換）功率增益。

（4）比較濾波器輸入輸出幅度，估計濾波器插入衰減。

5）用雙蹤示波器觀察電流電壓波形

（1）比較功放末級發(fā)射極電流脈沖波形和負(fù)載上基波電壓波形的相位。（2）比較功放第二級發(fā)射極電流脈沖波形與集電極電壓基波波形的相位，并分別畫出波形。

6）高頻功放效率（主要是末級）的調(diào)試與測量

（1）用示波器觀看第二級發(fā)射極電阻電流脈沖寬度。

（2）用示波器在第三級功放發(fā)射極電阻上觀看其電流脈沖波形。

8）功放線性觀察

(1)調(diào)幅波通過功率放大器

將中心頻率為10MHz、調(diào)制度為60%的調(diào)幅信號電壓加到功放輸入端，適當(dāng)調(diào)整輸入信號幅度（200mV），使51Ω負(fù)載上輸出調(diào)幅波峰值功率不超過功放額定功率200mW，用雙蹤

示波器比較輸入、輸出調(diào)幅波的波形并加以說明。

(2)調(diào)頻波通過功率放大器

將中心頻率為10MHz的調(diào)頻波（頻偏60KHz）輸入功放，調(diào)節(jié)信號幅度使負(fù)載上調(diào)頻信號功率不超過功放額定功率，比較輸入、輸出調(diào)頻波的波形并加以說明。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

1、用信號源及示波器測功放輸出功率及功率增益

（1）適當(dāng)改變信號幅度（200~300mV左右），使51Ω負(fù)載上得到額定功率200mW。

本次實驗采用的電路板，當(dāng)輸入信號幅度為350mv時，51Ω負(fù)載上可以達(dá)到200mW的額定功率，此時負(fù)載兩端輸出電壓峰峰值為9.02V。

當(dāng)輸入信號幅度為350mW時，負(fù)載兩端波形如下所示：

由圖可知此時波形峰峰值為9.02V，與理論計算的9.03V十分接近，所以實驗數(shù)據(jù)可靠。

（2）測試點P2的電流脈沖： 已測：頻率為10MHz，周期為T=100ns，電流脈沖寬度為43ns，約為周期的1/3。

（3）功放的（轉(zhuǎn)換）功率增益：

∵VPP-in=300mV*2=0.6V

Vpp-out=9.03V

又輸入輸出阻抗匹配

2Vpp9.032?out∴功率增益：A?10?lg2?10?lg?23.55dB2Vpp?in0.6

上述結(jié)果滿足實驗原理中三級總增益不小于20dB的結(jié)論。

（4）比較濾波器輸入輸出幅度，估計濾波器插入衰減。

濾波器輸入：信號峰峰值= 2.01V

濾波器之后的輸出峰峰值=1.27V 插入損耗為：20*lg（1.27/2.01）=-3.99db

2、用雙蹤示波器觀察電流電壓波形。

（1）功放末級發(fā)射極電流脈沖波形的相位與負(fù)載上基波電壓波形的相位比較：

由上圖可知，兩者之間的相位差約為180度。

（2）功放第二級發(fā)射極電流脈沖波形與集電極電壓基波波形的相位比較：

根據(jù)波形比較可知，兩者之間的波形相位相差180度。

3、高頻功放頻率（主要是末級）的調(diào)試與測量

（1）第二級發(fā)射極電阻電流脈沖寬度：

第二級發(fā)射極電流脈沖寬度約為42ns

（2）第三級功放發(fā)射極電阻上觀察電流脈沖波形：

4、功放線性觀察：

（1）輸入、輸出調(diào)幅波的波形：

如圖可以看出，輸出調(diào)幅波與輸入調(diào)幅波相比較，可知輸入調(diào)幅波通過高頻功放之后波形產(chǎn)生了很大的失真。

（2）輸入、輸出調(diào)頻波的波形：

如圖所示，通過高頻功率放大器之后調(diào)頻波的輸入輸出波形并沒有太大的差別（均為正弦波），只是輸出波形稍微有些失真，但是并不明顯。

六、實驗結(jié)果與分析

1、用信號源及示波器測功放輸出功率及功率增益

實驗中，通過調(diào)節(jié)變阻器的值調(diào)節(jié)電路，最終當(dāng)輸入信號幅度取到300mV時，51Ω負(fù)載上得到的功率為200mW。由于實驗中T2管子工作狀態(tài)為丙類，即為C類高頻功放，導(dǎo)通角約為60度，因此在發(fā)射極P2測試點測得的電流脈沖為周期T的1/3左右（60°/180°=1/3）。比較濾波器的輸入輸出波形可以看出，功率增益為23.55dB，滿足三級功放的功率增益不小于20dB，插入的濾波器可以將C類放大器引起的非線性失真補償，這是因為T形帶通濾波器和π型阻抗變換器具有較好的基波選擇性、高次諧波抑制和阻抗匹配性能，但同時付出了增加插入損耗的代價。實驗中測得濾波器的插入損耗為

dB。

2、用雙蹤示波器觀察電流電壓波形

比較功放第2級發(fā)射極P2電流脈沖波形與集電極P3電壓基波波形的相位，發(fā)現(xiàn)相位差約為180度，這與三極管的反相特性吻合；當(dāng)比較功放末級發(fā)射極P4電流脈沖波形與負(fù)載上基波電壓波形的相位，發(fā)現(xiàn)相差也為180度。

3、高頻功放頻率的調(diào)試與測量

通過觀察高頻功放末級發(fā)射極上電流脈沖波形，發(fā)現(xiàn)仍然存在失真，脈沖寬度約為一周期的0.4，但是信號的幅度與第二級發(fā)射極電流脈沖來講已經(jīng)被放大了。

4、功放線性觀察

試驗中分別觀察了調(diào)幅波通過高頻功放與調(diào)頻波通過高頻功放之后的失真，發(fā)現(xiàn)調(diào)幅失真度比調(diào)頻的失真度要大很多，這是因為實驗中T2T3均為C類放大器，是屬于非線性放大器，不適合放大為非恒定包絡(luò)的已調(diào)信號。對于普通調(diào)幅波信號，C類放大器對幅度不同的輸入信號的導(dǎo)通角不同，輸出電流基波分量的幅度與導(dǎo)通角成非線性關(guān)系，使得輸出電壓幅度的包絡(luò)與輸入電壓包絡(luò)不成正比，從而產(chǎn)生較大失真，而調(diào)頻信號適合使用C類高頻功放，因此輸入輸出波形沒有太大差別。

八、思考題

1、簡述放大器分類以及各類放大器的區(qū)別與應(yīng)用？

答：功率放大器根據(jù)輸出功率與效率不同，分為A、B、C、D、E等幾類。

按照信號一周期內(nèi)晶體管的導(dǎo)通情況，即按導(dǎo)通角的大小，功率放大器可分為A、B、C三類。在信號一周期內(nèi)管子均導(dǎo)通，導(dǎo)通角為180°，稱為A類放大器，理想效率為50%，負(fù)載為電阻。一周期內(nèi)只有一半導(dǎo)通的稱為B類放大器，導(dǎo)通角為90°，理想效率為78.5%，電路一般采用兩個管子輪流導(dǎo)通的推挽形式。AB類放大器介于A、B類兩者之間，導(dǎo)通角為90°~180°，理想效率為50%~78.5%，電路同樣采用推挽形式。而導(dǎo)通時間小于一半周期的成為C類放大器，即導(dǎo)通角小于90°，理想效率大于78.5%。

如果按照晶體管的等效電路分，則A、B、C屬于一大類，它們的晶體管都等效為一個受控電流源。而D、E屬于另一類功放，它們的晶體管被等效為受輸入信號控制的開關(guān)，導(dǎo)通角都近似為90°，都屬于高效率的非線性功率放大器。

對于音頻功率放大器，目前使用最多的是AB 類功放，這類功放優(yōu)點是音質(zhì)較好，缺點是它的平均效率不高，大約40%左右，在大音量時整機溫升較高。因此許多電子工作者設(shè)計了其他種類的音頻功率放大器，如G類功放。G類功率放大器設(shè)計基本思想是，當(dāng)功放輸出幅度較小時功放末級供電采用低電壓，當(dāng)輸出幅度升高時功放末級供電采用較高一些電壓，如輸出幅度繼續(xù)升高時，功放末級供電再用更高一些電壓，這樣就減小了信號小幅度下的管耗，大大提高了整機效率。采用數(shù)字切換電源方式的G類功放的功率管功耗很低，帶來的好處是整機發(fā)熱大大降低，提高了電路的可靠性，減小了電源的功率和功率管散熱片的大小，而音質(zhì)又與AB 類功放差不多，是很值得推廣的一種音頻功率放大器。

2、當(dāng)高頻功放負(fù)載電阻發(fā)生短路或開路時，功放管會發(fā)生什么危險？

答：當(dāng)負(fù)載短路時會使功放管燒毀，當(dāng)負(fù)載開路時會使功放管擊穿。

3、當(dāng)高頻功放集電極回路或濾波器電路嚴(yán)重失諧時，功放管可能出現(xiàn)什么危險，為什么？

答：功放管可能因集電極電流過大而燒毀，也可能因集電極脈沖電壓過大而擊穿。具體情況與激勵幅度、信號頻率、回路或濾波器阻抗、Q值、失諧量、阻抗變換比、電源電壓等因素有關(guān)。

4、當(dāng)高頻功放激勵幅度過大或過小時，會產(chǎn)生什么不良后果？

答：若高頻功放管激勵幅度過小時，則輸出功率太小，觀察不明顯，容易與噪聲混淆。若輸入信號激勵過大時則可能會產(chǎn)生波形的失真、模糊等現(xiàn)象，即出現(xiàn)寄生調(diào)制，間歇振蕩或高頻自激等，從而可能使得功放管燒毀或擊穿。

5、調(diào)節(jié)RW1減小功放第二級導(dǎo)通角時，功放總幅頻特性會發(fā)生什么變化，為什么？導(dǎo)通角改變對功放管安全性有什么影響？

答：當(dāng)調(diào)節(jié)RW1減小功放第二級導(dǎo)通角時，可能使功放總特性輸出幅度升高，而帶寬變窄，并在中心頻率的1/

2、1/

3、1/4……處產(chǎn)生增益。因為導(dǎo)通角減小時，管子阻抗升高，從而使得賄賂的損耗減小，Q值升高，進(jìn)而使得功放級等效阻抗升高，電壓增益升高，線性動態(tài)范圍減小，因而出現(xiàn)嚴(yán)重非線性失真，即在中心頻率1/

2、1/3……處出現(xiàn)明顯的高次諧波輸出。這會使得末級功放容易被擊穿，并可能在帶外產(chǎn)生嚴(yán)重的雜波輻射，對其他射頻信號產(chǎn)生干擾。

6、高頻功放電源電壓應(yīng)如何選定？若外接負(fù)載固定為50Ω，為得到最大輸出功率，甲類、乙類高頻功放的輸出阻抗匹配應(yīng)如何考慮？

答：高頻功放電源電壓一般小于BVCEO/2（30/2V=15V），并盡可能采用通用標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，即功放調(diào)諧后，電源電壓最高不超過15V。為了提高功率，功放末級管子T3采用3DG130C，工作于丙類，通角在60°~70°左右，此時集電極匹配負(fù)載阻抗約為（2.5~3）BVCEO/ICM，再將50Ω負(fù)載阻抗轉(zhuǎn)換成這個值即可。末級功放甲類、乙類工作時，上述阻抗括號內(nèi)數(shù)字為1和2。

8、如何提高高頻功放的穩(wěn)定功率增益？

答：根據(jù)公式

功放管穩(wěn)定功率增益與管子的工作點及穩(wěn)定系數(shù)大小有關(guān)，當(dāng)滿足絕對穩(wěn)定條件： |K|>

1、|S11|<

1、|S22|<1時，只要輸入輸出端滿足阻抗共軛匹配，即可達(dá)到最大穩(wěn)定功率增益。然而大多數(shù)管子不滿足絕對穩(wěn)定條件，因而通常只在輸入端實行共軛匹配，而輸出端失配，失配負(fù)載阻抗可能有兩個值，也可能有一個值或者沒有值。如有兩個值，則可根據(jù)其他指標(biāo)作出選擇；如只有一個值，則沒有選擇余地；如沒有穩(wěn)定失配阻抗值，則應(yīng)改變工作點，電源電壓或跟換管子。穩(wěn)定失配負(fù)載電阻為：

式子中Vsat為管子高頻飽和壓降（比直流飽和壓降大很多，測試方法為：輸入額定功率，監(jiān)視輸出電壓或功率，逐漸降低VCC至電壓或功率開始下跌時，記下VCC值，并測出輸出電壓幅值Vom，則Vsat=、VCC-Vom。

9、高頻功放的實際功率增益如何測量？

答：高頻功放的實際功率增益測量,主要是不匹配輸入阻抗實部Rin的測量。方法有開路(高阻為近似開路)法,等效 阻抗置換法及電流取樣法等。

1）開路法最簡單信號源內(nèi)阻Rs通常為50Ω已知，加上額定激勵幅度Uin（注意輸入回路調(diào)諧），再斷開后測信號源開路電勢E，則Rin=UinRs/（E-Uin），Pin=Uin/Rin，實際功率增益Kp=Pout/Pin。

2）等效阻抗置換法稍麻煩，既要保證管子輸入端回路

調(diào)諧，又要調(diào)整等效電阻大小，使電阻上電壓與管子額定輸入電壓幅度相等。

3）電流取樣法需要在輸入端調(diào)諧后串接一個小電阻R，測出電阻兩端電壓差Vin-Vin，求出電流Iin=（Vin-Vin）/R，則Pin=VinIin，實際功率增益Kp=Pout/Pin=PoutR/Uin（Vin-Vin）。

10、怎樣防止高頻功放自激？

答：預(yù)防功放自激措施如下所示。

1）選擇合適的管子參數(shù)（功率PcM、電流IcM、頻率fT、耐壓BVce0等； 2）選擇合適的工作狀態(tài)（電源電壓、導(dǎo)通角（60~70o））； 3）正確選擇電路形式；

4）正確設(shè)計電路參數(shù)，特別是回路阻抗、帶寬及扼流圈電感量等，并根據(jù)絕對穩(wěn)定條件，充分留有穩(wěn)定性余量；

5）準(zhǔn)確測出管子S參數(shù)，并適當(dāng)修正設(shè)計參數(shù)；

6）正確設(shè)計結(jié)構(gòu)布局，充分縮短電路走線和元件引線（特別是管子發(fā)射極引線）長度，減少元件之間的分布電容，級間雙電容寬帶去耦、級間及總體屏蔽，采用大面積地線及就近接地；

7）準(zhǔn)確調(diào)諧頻率和調(diào)整信號激勵幅度；

8）微帶功放要采用較薄、高 εr的氧化鈹陶瓷基板，采用加散熱器、風(fēng)冷等穩(wěn)定措施，進(jìn)行低頻濾波，采用低頻短路負(fù)載等。

11、用3DG130C管設(shè)計一個5MHz高頻功放，負(fù)載為50Ω，輸出功率200mW，功率增益大于20dB，二次諧波抑制優(yōu)于20dB，末級放大器到負(fù)載凈效率大于35%，電源電壓為12~15V。

答：電路的設(shè)計與本次實驗及其類似，但是幾個元器件的工作參數(shù)發(fā)生了變換，具體參數(shù)如下： 1.第一級

1）管子：9013（fT 300MHz，PcM 700mW，BVce0實測 ≥30V）2）工作狀態(tài)：甲類 2.第二級

1）管子：3DG130C（fT≥300MHz，IcM≥300mA，PcM≥700mW，BVce0≥30V，實測≥30V）

2）工作狀態(tài)：丙類-乙類-甲乙類-甲類連續(xù)可調(diào)。3.第三級

1）管子： 3DG130C（參數(shù)同第二級）2）工作狀態(tài)：

丙類通角：60~70°

集電極負(fù)載：300Ω

最大輸出功率：約300mW

集電極效率：約35% 3）濾波器 ：

最平型帶通T型3級（視諧波抑制指標(biāo)而定）

中心頻率：

5MHz

相對帶寬（2Δf/f。）：約0.05~0.1

終端阻抗:

200~300Ω

插入損耗:

約3~5dB 4)π型導(dǎo)納變換器:

特征阻抗:

約50Ω

第五篇：《高頻實驗》實驗二 高頻功率放大器

實驗二 高頻功率放大器

一、實驗?zāi)康模?/p>

l．了解丙類功率放大器的基本工作原理，掌握丙類放大器的調(diào)諧特性以及負(fù) 載變時的動態(tài)特性。

2．了解高頻功率放大器丙類工作的物理過程以及當(dāng)激勵信號變化和電源電壓 Vcc變化時對功率放大器工作狀態(tài)的影響。

3．比較甲類功率放大器與丙類功率放大器的特點、功率、效率。

二、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．測試丙類功放的負(fù)載特性

4．觀察電源電壓變化對丙放工作狀態(tài)的影響及激勵信號變化、負(fù)載變化對工作狀態(tài)的影響。

三、實驗基本原理：

丙類功率放大器通常作為發(fā)射機末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。本實驗單元模塊電路如圖2—l所示。該實驗電路由兩級功率放大器組成。其中 VT1（3DG12）、XQ1與C15 組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)，其中 R2、R12、R13、VR4組成靜態(tài)偏置電阻，調(diào)節(jié)VR4可改變放大器的增益。XQ2與CT2、C6組成的負(fù)載回路與VT3（3DG12）組成丙類功率放大器。甲類功放的輸出信號作為丙放的輸入信號（由短路塊J5連通）。VR6為射極反饋電阻，調(diào)節(jié)VR6可改變丙放增益。與撥碼開關(guān)相連的電阻為負(fù)載回路外接電阻，改變S5撥碼開關(guān)的位置可改變并聯(lián)電阻值，即改變回路Q值。當(dāng)短路塊J5置于開路位置時則丙放無輸入信號，此時丙放功率管VT3截止，只有當(dāng)甲放輸出信號大于丙放管 VT3 be間的負(fù)偏壓值時，VT3才導(dǎo)通工作。

四、實驗步驟：

1．了解丙類工作狀態(tài)的特點

1）對照電路圖2—l，了解實驗板上各元件的位置與作用。2）將功放電源開關(guān)S1撥向右端（＋12V），負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)S5全部撥向 開路，示波器電纜接于J13與地之間，將振蕩器中 S4開關(guān)“4”撥向“ON”，即工作在晶體振蕩狀態(tài)，將振幅調(diào)制部分短路塊J11連通在下橫線處，將前置放大 部分短路塊J15連通在“ZD”下橫線處，將短路塊J4、J5、J10均連在下橫線處，調(diào) 整VR5、VR11、VR10使J7處為0.8伏，調(diào)VR4、VR6，在示波器上可看到放大后 的高頻信號。（或從J7處輸入0.8V，10MHZ高頻信號，調(diào)節(jié)甲放VR4使JF.OUT（J8）為6伏左右。）從示波器上可看到放大輸出信號振幅隨輸入電壓振幅變化，當(dāng)輸入電壓 振幅減小到一定值時，可看到輸出電壓為0，記下此時輸入電壓幅值。也可將短路環(huán)J5斷開，使激勵信號Ub＝0，則Uo為0，此時負(fù)偏壓也為0，由此可看出丙類工作狀態(tài)的特點。

2．測試調(diào)諧特性

使電路正常工作，從前置放大模塊中J24處輸入0.2V左右的高頻信號，使功

放管輸入信號為 6伏左右，S5仍全部開路，改變輸入信號頻率從4MHZ—16MHZ，記下輸出電壓值。

3．測試負(fù)載特性

將功放電源開關(guān)撥向左端（＋5V），使Vcc＝5V，S5全斷開，將J5短路環(huán)斷開,用信號源在J9輸入Vb＝6伏左右f0＝10MHZ的高頻信號，調(diào)整回路電容CT2使回路調(diào)諧（以示波器顯示J13處波形為對稱的雙峰為調(diào)諧的標(biāo)準(zhǔn)）。

然后將負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)S5依次從l—4撥動，用示波器測量相應(yīng)的Vc值和Ve波形，描繪相應(yīng)的ie波形，分析負(fù)載對工作狀態(tài)的影響。

4．觀察激勵電壓變化對工作狀態(tài)的影響

將示波器接入VT3管發(fā)射極J3處，開關(guān)S1撥向十5V，調(diào)整VR6和VR4，使J3處ie波形為凹頂脈沖。（此時S5全部開路）。然后改變Ub由大到小變化（即減小輸入信號），用示波器觀察ie波形的變化。5．觀察電源電壓VcC變化對工作狀態(tài)的影響

將ie波形調(diào)到凹頂脈沖波形，用示波器在J3處可觀察ie電流波形，此時可比較S1撥向十5V或十12V兩種不同的情況下ie波形的變化。

6．實測功率、效率計算：

將 VCC調(diào)為12V，測量丙放各參量填入表 2—3，并進(jìn)行功率、效率計算。

其中：Vi 輸入電壓峰-峰值

Vo：輸出電壓峰-峰值

Io ：發(fā)射極直流電壓÷發(fā)射極電阻值

P=：電源給出直流功率（P==VCC*I。）

Pc：為管子損耗功率（Pc ＝Ic*Vce）

Po：輸出功率（Po＝1/2*(Vo/2)2/RL）

五、實驗報告要求

1．根據(jù)實驗測量結(jié)果，計算各種情況下Io、Po、P=、η。

2．說明電源電壓、輸入激勵電壓、負(fù)載電阻對工作狀態(tài)的影響，并用實驗參 數(shù)和波形進(jìn)行分析說明。

3．用實測參數(shù)分析丙類功率放大器的特點