實驗二 高頻功率放大器

一、實驗目的

? ?1.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諧特性以及負載變時的動態特性。

?? 2.了解高頻功率放大器丙類工作的物理過程以及當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、實驗內容

1.觀察高頻功率放大器丙類工作狀態的現象,并分析其特點

2.測試丙類功放的調諧特性

3.測試丙類功放的負載特性

4.觀察電源電壓變化對丙放工作狀態的影響及激勵信號變化、負載變化對工作狀態的影響

三、實驗基本原理

? 丙類功率放大器通常作為發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2-1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,其中R2、R12、R13組成靜態偏置電阻。XQ2與CT2、C6組成的負載回路與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,調節ⅤR6可改變丙放增益。與撥碼開關相連的電阻為負載回路外接電阻,改變S5撥碼開關的位置可改變并聯電阻值即改變回路Q值。當短路塊J5置于開路位置時則丙放無輸入信號,此時丙放項率管T3截止,只有當甲放輸出信號大于丙放管VT3 be間的負偏壓值時,VT3才導通工作。

四、實驗步驟

1.了解丙類工作狀態的特點

1)對照電路圖2-1了解實驗板上各元件的位置與作用

2)將功放電源開關S1撥向右端(+12V),負載電阻轉換開關S5全部撥向開路,示波器開路電纜接于J13與地之間將振蕩器中S4開關“4”撥向“ON”,即工作在晶體振蕩狀態,將短路塊J15連通在“ZD”下橫線處短路塊J4、Js、J10均連在下橫線處,調整VRS、VR10、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,甲放 JEOUT(J8)為3伏左右。若沒有0.8V高頻信號源,可將J4短路塊連通,從前置放大模塊輸入端J24處輸入0.3V、10MHZ信號,調整VR10,使J7處為0.6V。將J5短路環接入1、2間,J10短路環CDL接入橫線處,此時,示波器上可看到放大輸出信號振幅也隨之變化,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J5斷開,使激勵信號Ub=0,則Uo為0,此時負偏壓也為0,由此可看出丙類工作狀態的特點。

2.測試調諧特性

使電路正常工作,從前置放大模塊中J24處輸入0.3V左右的高頻信號,調節前置放大模塊中VR10使前置放大輸出信號J26為0.6-0.8伏(J7處短路塊置于下劃線,J5短路塊置于下畫線).S5仍全部開路,改變輸入信號頻率從4MHz16MHz,記下輸出電壓值。

3.? 測試負載特性

?? ?將功放電源開關撥向左端(+5V),使cc=5V,S5全斷開,將J5短路塊置于下畫線處,從前置放大模塊中J24處輸入0.3V左右的10MHz高頻信號,調節前置放大模塊中R10使甲放輸入信號J7為0.6-0.8伏(J7處短路塊置于下畫線),J9處輸入Vb=3伏左右,調整回路電容CT2使回路調諧,同時結合調節VR6(以示波器顯示J3處波形為對稱的雙峰為調諧的標準)。然后將負載電阻轉換開關S5依次從1-4撥動,用示波器測量相應的Vc值和Ve波形,描繪相應的ie波形,分析負載對工作狀態的影響。

1)先將J15短路環斷開,從J24輸入0.3伏,10MHz高頻正弦信號,調整電位器VR10使J26(FD.OUT)輸出為0.6伏。

2)將J4和J5短路環連通,調整VR6使J13輸出最大正弦信號并保證波形不失寞。

3)將示波器開路電纜接入VT3管發射極J3處,開關S1撥向+5V,調整R6,使其波形為凹頂脈沖。(此時S4全部開路)。

4)將S1電源電壓撥為+5V,J3處ie波形為凹頂脈沖,將S5開關從3--1依次接通,可看到負載變化對波形的影響,即對工作狀態的影響。

其中:V:輸入電壓峰一峰值

Vo:輸出電壓峰一峰值

Io:發射極直流電壓÷發射極電阻值

P:電源給出直流功率(P=Vcc*1o)

Pc:為管子損耗功率(Pc=Icce)

Po:輸出功率(Po=1/2 * (Vo/2)2/RL)

五、實驗結果與數據記錄

直流通路和交流通路：

數據記錄：

表2.1? Vb=3V

f(MHz)	10MHz
Vc(v)	11.48v

表2.3

? f=10MHz

實測

實測計算

Vb

Ve

Vce

Vi

Vo

Io

Ic

P=

Po

Pc

η

? Vcc=12V

甲放

1.23v

0.84v

10.6v

1.16v

1.64v

31mA

31mA

8.44w

4.49w

3.76w

0.533

1.27v

0.58v

10.9v

1.16v

1.88v

25.8mA

25.8mA

8.63w

4.87w

3.52w

0.564

? 丙放

RL=∞

1.35v

1.39v

11.71v

0.72v

0.70v

0.02A

1.1A

13.4w

5.1w

8.3w

0.380

RL=50Ω

1.31V

1.72V

11.67V

0.76V

0.69V

0.09A

1.2A

13.5W

5.4W

8.1W

0.40

六、實驗總結

通過本次實驗，我們了解了丙類功率放大器的基本工作原理，掌握丙類放大器的調諧特性以及負載變時的動態特性。我們也了解到丙類功率放大器通常作為發射機末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的功率。另外，在實驗過程中，我們要注意觀察高頻功率放大器丙類工作狀態的現象，分析其特點，測試丙類功放的相關特性。

總結

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