射频功率放大器实验（虚拟实验）

1、射频功率放大器实验（虚拟实验） 姓名： 学号：（一）甲类射频功率放大器电路示波器中的输入输出信号的波形分析：示波器上的读数显示，输入电压的峰峰值约为39.62Mv,输出电压峰值约为10.3V,放大了约为300倍，输出接近电源电压，工作在大信号极限运用状态，这时候的输出波形还没有失真。毫安表中的相应的读数为： 940.279uA 功率表相应读数为： 27.676mW 940.279uA*12V/27.676mW=40.769% 观察失真电路输入输出波形为：分析： 当输入信号提高到60mv时，按照甲类放大器，输出信号是输入信号的按比例增大的特点，输出应达（11.23v/39.45mv）*60mv=

2、17v>电源电压12v，所以这时放大器工作在非线性状态，产生了失真。（二）乙类射频功率放大器电路输入输出信号波形的仿真示波器中显示的输入输出信号的波形失真分析：由于门槛电压的存在（NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V），功放管的iB必须大于它时才有显著变化，当输入电压低于这个数值时，两管都截止，出现一段死区，这其实是乙类功放中特有的失真现象。至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形原因分析：当增大输入电压到8V时，交越失真现象不明显，是因为当幅度增大，两管就能在很短的时间内达到门槛电压，这段时间相比整个周期来说是可以忽略的，因此叫越失真现象就变得不明显。此时如果进一步改变时间轴的

3、精度，依旧可以看到失真现象。 消除交越失真后的波形输入信号幅值 (V)24566.57电源电压利用系数0.160.3240.4070.4890.5310.573输出功率 (mW)1.7967.49511.83017.15820.19523.480总的直流功率(mW)14.39229.26836.70844.20447.95651.708两管总耗散 (mW) 12.59621.77324.87827.04627.76128.228效率12.5%25.5%32.2%38.8%42.1%45.4%输入信号幅值 (V)8910121314电源电压利用系数0.6560.7380.8220.987输出功率

4、 (mW)30.79839.11148.42170.030总的直流功率(mW)59.21866.73274.2589.836两管总耗散(mW)28.4227.62125.82919.806效率52.0%58.6%65.2%77.9%当输入幅值过大时出现的失真波形：两管管耗与电源电压利用系数的关系图分析：实验时调整幅值时，用示波器监视输出波形，发现当输入信号幅值为12.8v时，输出波形明显失真。可知输入信号幅值不能无限增大；功放效率最大77.9%（输入信号幅值为12V时）；两个管子的总耗散功率并不是随着输入信号幅值的增大而不断增大的，从曲线可看出是先增大后减小，其最大值为28.5Mw左右；总管耗

5、Pc的最大值既不出现在静态，也不出现在最大输出功率时,而是在0.64Vcc=7.68V时,由表中数据U=7V时,pc=28.228Mw, U=8V时,pc=28.42Mw, U=9V时,pc=27.621Mw,联系曲线趋势，可知最大功耗就应出现在78V之间；此外，还知道最大管耗的计算式为,与推知的28.5MW左右很接近，可知仿真比较准确。思考题：（1）上述A类功放设计时，推荐可变电阻调至70%。能否进一步调整偏置电路（包括可变电阻外的其他电阻），使得获得更好的静态工作点，使得在输出波形不失真的情况下，获得更高的效率？答： 可以，当静态工作点处于交流负载线中点时，输出最大的电压和电流，此时电路的

6、输出功率也就最大。,所以实际上只要调节电阻满足上述条件时，均可以达到调节静态工作点的目的，只是由于电阻比较多，一旦不固定而是随便调的话比例关系很难控制，所以试验中才会只改变可变电阻，并不是只有这一种方法，而是这样调节比较简单。（2）将B类功放中的BJT管换为相应的MOS管后，相关的仿真结果会产生哪些不同，并对原因做探讨。用MOS管设计B类功放比用BJT管有哪些优点？答： Mos管的为负温度系数，随温度升高而减小，这使功率管温升以后仍能保证安全工作，而BJT的为正温度系数，如果不采用复杂的保护电路，则温升后功率管将被烧坏，并且mos管功耗小，工作频率高，激励功率小，功率增益高，易于集成。（3）在上述B类功放中采用了双电源供电电路，若采用单电源供电，如何实现，会有什么不同？答：可以采用