高频谐振功率放大器.doc

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 高频电路 实验项目名称： 高频谐振功率放大器 学院： 信息工程学院 专业： 集成电路 指导教师： 报告人： 学号： 班级： 02 实验时间： 2013.04.22 实验报告提交时间： 2013.05.06 教务处制一、实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统 2．熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。

3．了解集电极电源电压VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响二、实验内容 1．用示波器监测两级前置放大器的调谐2．观察谐振功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲3．观察并测量集电极电源电压VCC变化对谐振功率放大器工作的影响4．观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响 三、实验原理1．高频谐振功率放大器原理图3-1 丙类功率放大器原理电路高频谐振功率放大器原理电路如图3-1所示图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，对信号中心频率谐振L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波C8还起隔直流作用R12是放大器集电极负载2．高频谐振功率放大器电路高频谐振功率放大器电路如图3-2所示，其第3级部分与图3-1相同BG1、BG2是两级前置放大器，C2、C6用以调谐，A、B点用作为这两级的输出测试点。

BG3为末级丙类功率放大器，当K4断开时可在C、D间串入万用表（直流电流档），以监测IC0值同时，E点可近似作为集电极电流iC波形的测试点（R10=10Ω，C9=100pF，因而C9并未对R10构成充分的旁路）K1~K3用以改变集电极负载电阻四、实验步骤 1．实验准备⑴ 在箱体右下方插上实验板2（丙类高频功率放大电路单元）接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮⑵ 把实验板2右上方的电源开关（K5）拨到上面的ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验⑶ AS1637输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波，并连接到实验板2的输入（IN）端上2．两级前置放大器调谐先将C、D两点断开（K4置“OFF”位置）然后把示波器高阻（带钩）探头接A点，（监测第1级输出），调C2使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振 再把示波器高阻（带钩）探头接B点，（监测第2级输出），调C6使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振需要时，亦可把示波器探头接在B点上，再反复调节C2、C6，使输出幅度最大3．末级谐振功率放大器（丙类）测量⑴ 谐振功率放大器工作状态观察① 实验准备(ⅰ) 接通开关K4（拨到“ON”）；(ⅱ) 示波器CH1连接到实验板2的OUT点上；(ⅲ) 示波器CH2以高阻（带钩）探头连接到E点上。

② 逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT点）和集电极电流波形（E点）可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大，说明放大器工作于欠压状态③ 当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷，说明放大器已进入到过压状态⑵ 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响① VIp-p(AS1637输出信号)为100mV时的测量(ⅰ) 取R12=120W (接通K1，断开K2、K3) 时的测量用示波器观察功放级的输入、输出电压波形（B点、OUT点），并测量输入、输出电压峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值IC0，并把结果填入表3.1中测量IC0的方法是：在C、D两点间串入万用表（直流电流，200mA档），再断开K4，便可读得IC0值，然后接通K4，取走表笔ⅱ) 取R12=75W时的测量：接通K2，断开K1、K3，重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响ⅲ) 取R12=50W时的测量：接通K3，断开K1、K2，再重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。

② VIp-p为200mV时的测量：重复①⑶ 集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响实验板2右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V电源（相应指示灯点亮），重做⑵，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表3.1说明：① 表中“计算”列内各符号的含义如下：Ic1m ——集电极电流基波振幅；Po——集电极输出功率；PD——集电极直流电源供给功率；Pc——集电极耗散功率；hc——集电极效率② 作计算时应注意：在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值，而在教材的计算公式中则常用振幅值，两者相差一倍五、数据记录及处理：测试条件实测计算Vbp-p (V)Vcp-p (V)Ic0(mA)Ic1m(mA)Po(mW)PD(mW)Pc(mW)hcVCC=12VVIp-p=100mVR12=120W1.886.2022.7625.840.04273.1233.114.7R12=75W1.925.4021.143648.6253.7205.119.2R12=50W1.984.8020.404857.6244.8187.223.5VIp-p=200mVR12=120W4.7620.470.885433.5849.6413.151.0R12=75W4.9618.467.9122.7564.3814.8250.569.3R12=50W5.1215.264.7152577.6776.4198.874.4VCC=5VVIp-p=100mVR12=120W0.9040.7131.352.970.5306.756.227.9R12=75W0.9040.5921.323.950.5846.66.028.8R12=50W0.9040.5021.255.020.636.255.6210.08VIp-p=200mVR12=120W1.352.626.7310.97.1533.6526.521.25R12=75W1.352.166.2314.47.7831.1523.3725.0R12=50W1.371.805.78188.128.920.828.0数据分析（各变量对功率放大器工作的影响）：变量变化Ic1mPoPDhcVbm增大增大增大增大增大Vcc增大增大增大增大增大R增大减小减小增大减小五、实验结论与心得： 本实验测试了不同因素对丙类功率放大器的影响，其中Vbm与Vcc与其工作状态（输出功率等）成正比，集电极负载R与其工作状态成反比； 理论上丙类功率放大器的最高效率为78.5%，但实验中所能达到的最高效率只有74.4%，接近理想中的数据，说明实验还算成功，通过其他数据可见，现实中的功率放大器受其他的影响因素（散热功能与元件自身性质等）较大，以后再功率放大器的制作中应该注意各方面元件的协调。

指导教师批阅意见：成绩评定 指导教师签字：年 月 日备注：。