非线性丙类功率放大器实验报告.docx

非线性丙类功率放大器实验报告姓名 学号 班级 日期非线性丙类功率放大器实验一、 实验目的1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性 以及负载改变时的动态特性2. 了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对 功率放大器工作状态的影响3. 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点二、 实验基本原理非线性丙类功率放大器的电流导通角° < 90o,效率可达到80%，通常 作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率特点：非线性丙 类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率 的1%或更小)，基极偏置为负值，电流导通角90为了不失真地放大 信号，它的负载必须是LC谐振回路丙类功率放大器丙类功率放大器的基极偏置电压Vbe是利用发射极电流的直流分量IEO (~ICo)在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路当放 大器的输入信号v'为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波利用 iC谐振回路LC的选频作用可输出基波谐振电压vc1,电流ic1图8-3画出了丙 类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系分析可得下列基本 关系式：V 二 I Rc 1m c1m 0式中，V 为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；I 为集电c1m c1m极基波电流振幅； R 为集电极回路的谐振阻抗。

01 1 1 V 2P = — V I = 12 R = c1mC 2 c1m c1m 2 c1m 0 2 R0式中，PC为集电极输出功率P 二 VID CC CO式中，PD为电源VCC供给的直流功率；ICO为集电极电流脉冲iC的直流 分量放大器的效率耳为1^1«丿“炎町怕齐殍槻集 电极| 吃Ji ＜波恥_ 1 V I耳= • ―c1m • ―dm2 V ICC CO负载特性当放大器的电源电压+VCC，基极偏压Vb，输入电压（或称激励电压）vsm 确定后，如果电流导通脚选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的 等效负载电阻Rq谐振功率放大器的交流负载特性如图8-4所示ic（欠压）过压）（临界）CESCCVCCVC3t图8-4谐振功放的负载特性由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性转移点A时，管子的集电 极电压正好等于管子的饱和压降VCEs，集电极电流脉冲接近最大值Icm此时，集电极输出的功率PC和效率都较高，此时放大器处于临界工作状态Rq所对应的值称为最佳负载电阻，用R0表示，即Q (V - V )2R 二一CC CES——0 2 P0当Rq

当Rq>R0时， 放大器处于过压状态，如 B 点所示，集电极电压虽然比较大，但集电极电 流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高为了兼顾输出功率和效率 的要求，谐振功率放大器通常选择在临界工作状态判断放大器是否为临界 工作状态的条件是：V — V 二 VCC cm CES本实验电路原理图如下图所示，J5该实验电路由两级功率放大器组成其中Q3 (3DG12)、T6组成甲类功 率放大器，工作性放大状态，其中rA3、r14、r15组成静态偏置电阻， 调节RA3可改变放大器的增益W1为可调电阻，调节W1可以改变输入信号 幅度，Q4 (3DG12)、T4组成丙类功率放大器R16为射极反馈电阻，T4为 谐振回路，甲类功放的输出信号通过r13送到Q4基极作为丙放的输入信号, 此时只有当甲放输出信号大于丙放管Q4基极一射极间的负偏压值时，Q4才 导通工作与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1拨码开关 的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值三、 实验仪器高频电子线路实验箱 双踪示波器； 高频信号发生器； 万用表实验内容与步骤1. 测试调谐特性在前置放大电路出入J3处输入频率f =10.7MHz(V ~50mV)的高频信p-p号，调节W］和中周T6,使TP6处信号的电压幅值为2V左右，S］全部拔下, 改变输入信号频率，从9MHz〜15MHz (以1MHz为步进)记录TP6处的输 出电压值，填入下表。

fi9MHz10MHz11MHz12MHz13MHz14MHz15MHzV0(V)1・162.721・10.80.660.55当输入激励电压频率达到谐振频率时，输出电压达到最大值2. 测试负载特性在前置放大电路中输入J3处输入频率f = 10.7MHz (Vp-p~50mV)的 高频信号，调节W1使TP6处信号约为2V,调节中周使回路调谐(调谐标 准：TH4处波形为对称双峰)将负载电阻转换开关S1依次从1—4拨动，用示波器观测相应的Vc值 和Ve波形，分析负载对工作状态的影响Vb=2V f= 10.7MHz VCC = 5Vb CCRl（Q）100330820ooVcP-P（V）3.243.63.8VeP-P（V）0.450.460.50.48随着Rl的增大，非线性丙类功率放大器从欠压状态变为临界状态，最厂(V - V )2后变为过压状态最佳负载电阻R =—CC CES 当Rt < R0时，0 2 P L 00放大器处于欠压状态，集电极输出电流虽然较大，但集电极电压较小，因此输出功率和效率都较小当Rl>R0时，放大器处于过压状态，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。

五、 实验注意事项实验时，应注意三极管金属外壳的升温情况，必要时，可暂时降低高讯仪输 出电平六、 思考题1、 丙类放大器的特点是什么？为什么要用丙类放大器？答：(1)特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的 通带宽度只有其中心频率的 1％或更小)，基极偏置为负值，电流导通角°< 90为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路2)非线性丙类功率放大器的电流导通角° < 90效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率2、 影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么？ 答：基极电流、基极电压、谐振阻抗七、 实验体会通过此次实验，我了解了非线性丙类功率放大器的工作原理，熟悉了高 频实验箱、示波器等仪器的操作，一方面加深了我对课本理论知识的理解 另一方面，提高了我的实验动手操作能力，为知识的学以致用打下了一定的 基础本次实验也培养了我独立分析问题，解决问题的能力，当实验中遇到 问题时，能够及时冷静下来，结合相关知识，找出问题出现的原因。