实验二 高频功率放大器

实验二高频功率放大器【实验目的】通过实验，加深对丙类功率放人器基本工作原理的理解，掌握丙类功率放人器的调谐特性。掌握输入激励电压，集电极电源电压及负载变化对放人器工作状态的影响。通过实验进一步了解调幅的工作原理。【实验内容】观察高频功率放大器丙类工作状态的现彖，并分析其特点；测试丙类功放的调谐特性；测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程；观察功放基极调幅波形。【实验电路】‘I•订ICISIIMSmuIIM1IU‘I•订ICISIIMSmuIIM1IU号徐【实验步骤】实验准备在实验箱主板上装上高频功率放大与射频发射模块，接通电源即可开始实验。测试前置放大级输入、输出波形高频信号源6.3Mhz,幅度300mVVPP,连接到11P01,模块上开关11K01至"off”，用示波器测试11P01和11P02的波形的幅度，并计算其放人倍数。11P01UTP02放大倍数A电压300mV1.480V4・933•激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响1）激励电压Ub对放人器工作状态的影响开关11K01置"on",11K03置“右侧"，11K02往下拨。保持集电极电源电压二6V（用万用表测UTP03直流电压，调11W01等于6V）,负载电阻二8KQ（11K04置“off”，用万用表测11TP06电阻，调11W02使其为8KQ,然后11K04置&"）不变。高频信号源频率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰一峰值），连接至功放模块输入端（llPOl）o示波器CH1接11TPO3,CH2接nTP04。调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（11TP03）最人。改变信号源幅度，即改变激励信号电压Ub,观察11TP04电压波形。信号源幅度变化时，应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。其波形如图24所示（如果波形不对称，应微调高频信号源频率，如杲高频信号源是DDS信号源，注意选择合适的频率步长档位）。临界弱过压忙过压临界弱过压忙过压图21三种状态卜的电流脉冲波形理论应该观察到的波形如卜•图:

11TP0311TP04欠压状态波形临界状态波形过压状态波形实际观察到的波形如卜图11TP0311TP04欠压状态波形临界状态波形过压状态波形实际观察到的波形如卜图2）集电极电源电压Ec对放人器工作状态的影响保持激励电压Ub（11TP01电压为200mv峰一峰值）、负载电阻R1二8KQ不变，改变功放集电极电压Ec（调整11W01电位器，使Ec为5—40V变化），观察11TP04电压波形。调整电压Ec时，仍可观察2-1波形，但此时欠压波形幅度比临界时稍大。理论应该观察到的波形如卞图：实际观察到的波形如卜图:临界状态波形过压状态波彩

实际观察到的波形如卜图:临界状态波形过压状态波彩3）负载电阻Rl变化对放大器工作状态的影响保持功放集电极电压Ec二6V,激励电压（"TP01点电压、150mv峰一峰值）不变，改变负载电阻Rl（调整11W02电位器，注意11K04至“on”）,观察11TP04电压波形。同样能观察到图2/的脉冲波形，但欠压时波形幅度比临界时人。测出欠压、临界、过压时负载电阻的大小。测试电阻时必须将11K04拨至“off”，测完后再拨至”on”o理论应该观察到的波形如下图：11TP03AAAA/I ・\/\/\/\/VVVV一uu」11TP04过压状态波形实际观察到的波形如卜图：（电阻见实验总结）

过压状态波形•功放调谐特性测试UK01置“on”，11K02往下拨，MK03置“左侧"，拔掉11K05跳线器。前置级输入信号幅度峰一峰值为800mV(11TPO1)o频率范闱从5.1MHZ-73MHZ,用示波器测量11TP03的电压值，并填入表2J,然后画出频率与电压的关系曲线。表2Jf(Mhz丿5.15・35.55.75・96.1Vc(Vp-p)7.8008.4009.0009.2009.0008.800f(Mhz丿6.36.56.76.97.17.3Vc(Vp-p)7.9407.4407.1906.9406.9406.940•功放调幅波的观察

保持上述4的状态，调整高频信号源的频率，使功放谐振，即使11TP03点输出幅度最人。然后从21P02输入音频调制信号，用示波器观察11TP03的波形。此时该点波形应为调幅波，改变音频信号的幅度，输出调幅波的调制度应发生变化。改变调制信号的频率，调幅波的包络亦随之变化。理论应该观察到的波形如卜•图：①正弦波调幅②三角波调幅③方波调幅1仃①正弦波调幅②三角波调幅③方波调幅1仃P03 1仃P03 11TP03实际观察到的波形如卜图:KIGOC 9. KIGOC 9. ■[(xxxxx^-i

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：A\AAAA?—J一・・•c=a).r; I■Pl■J ■■【实验总结】•对实验参数和波形分析，说明说明输入激励电压、集电极电源电压，负载电阻对工作状态的影响。输入激励电压对当工作状态的影响:增大输入激励电压Ub时，放人器工作状态由欠压状态f临界状态f弱过压状态f过压状态变化。集电极电源电压对工作状态的影响：当减小Ec时,放人器工作状态由欠压状态f临界状态一弱过压状态〜过压状态变化。增加Ec可以提高集电极电压利用系数，提升集电极电压输出功率。负载电阻对工作状态的影响：随着R从小变人，放人器将由欠压状态〜临界状态〜弱过压状态〜过压状态变化。过压区与欠压区，集电极输出功率都比较小，只有工作在临界状态才能使高频功率放大器有足够大的功率。•用实测参数分析丙类功率放大器的特点。输出功率P仝二欠压临界过压RL(Q)2305262765P(mW)15.820.93.04丙类功率人器的特点：◊临界状态才能使高频功率放大器有足够人的功率：◊输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配；◊基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态；◊丙类功放的导通角eW90。,效率n可达到80%。•总结由本实验所荻得的体会。通过本次实验我掌握了丙类功率放大器的基本工作原理、丙类放人器的