實驗二 高頻功率放大器

1、實驗二 高頻功率放大器【實驗?zāi)康摹縧 通過實驗，加深對丙類功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性。l 掌握輸入激勵電壓，集電極電源電壓及負(fù)載變化對放大器工作狀態(tài)的影響。l 通過實驗進(jìn)一步了解調(diào)幅的工作原理?！緦嶒瀮?nèi)容】l 觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，并分析其特點；l 測試丙類功放的調(diào)諧特性；l 測試負(fù)載變化時三種狀態(tài)（欠壓、臨界、過壓）的余弦電流波形；l 觀察激勵電壓、集電極電壓變化時余弦電流脈沖的變化過程；l 觀察功放基極調(diào)幅波形?！緦嶒炿娐贰俊緦嶒灢襟E】l 實驗準(zhǔn)備 在實驗箱主板上裝上高頻功率放大與射頻發(fā)射模塊，接通電源即可開始實驗。 l 測試前置放大級輸入、

2、輸出波形高頻信號源6.3Mhz，幅度300mV VPP，連接到11P01，模塊上開關(guān)11K01至“off”，用示波器測試11P01和11P02的波形的幅度，并計算其放大倍數(shù)。11P0111TP02放大倍數(shù)A電壓300mV1.480V4.933l 激勵電壓、電源電壓及負(fù)載變化對丙類功放工作狀態(tài)的影響 1）激勵電壓Ub對放大器工作狀態(tài)的影響 開關(guān)11K01置“on”，11K03置“右側(cè)”，11K02往下?lián)?。保持集電極電源電壓=6V （用萬用表測11TP03直流電壓，調(diào)11W01等于6V），負(fù)載電阻=8K （11K04置“off”， 用萬用表測11TP06電阻，調(diào)11W02使其為8K ，然后11K0

3、4置“on”）不變。 高頻信號源頻率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰峰值），連接至功放模塊輸入端（11P01）。示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。調(diào)整高頻信號源頻率，使功放諧振即輸出幅度（11TP03） 最大。改變信號源幅度，即改變激勵信號電壓Ub，觀察11TP04電壓波形。信號源幅度變化時，應(yīng)觀察到欠壓、臨界、過壓脈沖波形。其波形如圖2-1所示（如果波形不對稱，應(yīng)微調(diào)高頻信號源頻率，如果高頻信號源是DDS信號源，注意選擇合適的頻率步長檔位）。 圖2-1 三種狀態(tài)下的電流脈沖波形理論應(yīng)該觀察到的波形如下圖：實際觀察到的波形如下圖欠壓臨界弱過壓過壓2）集電極電源電壓 Ec 對

4、放大器工作狀態(tài)的影響 保持激勵電壓 Ub （11TP01電壓為200mv峰峰值）、負(fù)載電阻 Rl =8K 不變，改變功放集電極電壓Ec （調(diào)整11W01電位器，使Ec 為510V變化），觀察11TP04電壓波形。調(diào)整電壓Ec 時，仍可觀察2-1波形，但此時欠壓波形幅度比臨界時稍大。理論應(yīng)該觀察到的波形如下圖：實際觀察到的波形如下圖：欠壓臨界弱過壓過壓3）負(fù)載電阻 R L 變化對放大器工作狀態(tài)的影響 保持功放集電極電壓E c =6V，激勵電壓（11TP01點電壓、150mv峰峰值）不變，改變負(fù)載電阻R L（調(diào)整11W02電位器，注意11K04至“on”），觀察11TP04電壓波形。同樣能觀察到圖

5、2-1的脈沖波形，但欠壓時波形幅度比臨界時大。測出欠壓、臨界、過壓時負(fù)載電阻的大小。測試電阻時必須將11K04撥至“off”，測完后再撥至”on”。理論應(yīng)該觀察到的波形如下圖：實際觀察到的波形如下圖：（電阻見實驗總結(jié)）欠壓臨界弱過壓過壓l 功放調(diào)諧特性測試 11K01置“on”，11K02往下?lián)埽?1K03置“左側(cè)”，拔掉11K05跳線器。前置級輸入信號幅度峰峰值為800mV（11TP01）。頻率范圍從5.1MHZ-7.3MHZ，用示波器測量11TP03 的電壓值，并填入表2-1，然后畫出頻率與電壓的關(guān)系曲線。表2-1f（Mhz）5.15.35.55.75.96.1Vc(Vp-p)7.8008

6、.4009.0009.2009.0008.800f（Mhz）6.36.56.76.97.17.3Vc(Vp-p)7.9407.4407.1906.9406.9406.940l 功放調(diào)幅波的觀察 保持上述4的狀態(tài)，調(diào)整高頻信號源的頻率，使功放諧振，即使11TP03點輸出幅度最大。然后從11P02輸入音頻調(diào)制信號，用示波器觀察11TP03的波形。此時該點波形應(yīng)為調(diào)幅波，改變音頻信號的幅度，輸出調(diào)幅波的調(diào)制度應(yīng)發(fā)生變化。改變調(diào)制信號的頻率，調(diào)幅波的包絡(luò)亦隨之變化。理論應(yīng)該觀察到的波形如下圖：實際觀察到的波形如下圖：【實驗總結(jié)】l 對實驗參數(shù)和波形分析，說明說明輸入激勵電壓、集電極電源電壓，負(fù)載電阻對

7、工作狀態(tài)的影響。² 輸入激勵電壓對當(dāng)工作狀態(tài)的影響:增大輸入激勵電壓Ub時，放大器工作狀態(tài)由欠壓狀態(tài)臨界狀態(tài)弱過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)變化。² 集電極電源電壓對工作狀態(tài)的影響:當(dāng)減小Ec時,放大器工作狀態(tài)由欠壓狀態(tài)臨界狀態(tài)弱過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)變化。增加Ec可以提高集電極電壓利用系數(shù)，提升集電極電壓輸出功率。 ² 負(fù)載電阻對工作狀態(tài)的影響：隨著R從小變大，放大器將由欠壓狀態(tài)臨界狀態(tài)弱過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)變化。過壓區(qū)與欠壓區(qū)，集電極輸出功率都比較小，只有工作在臨界狀態(tài)才能使高頻功率放大器有足夠大的功率。l 用實測參數(shù)分析丙類功率放大器的特點。 輸出功率P=（12Uc）22RL欠壓臨界過壓RL()2305262765P(mW)15.820.93.04丙類功率大器的特點：² 臨界狀態(tài)才能使高頻功率放大器有足夠大的功率；² 輸出端負(fù)載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實現(xiàn)放大器輸出端負(fù)載的匹配；² 基極偏置電路為晶體管發(fā)射結(jié)提供負(fù)偏壓，使電路工作在丙類狀態(tài)；² 丙類功放的導(dǎo)通角90°,效率n可達(dá)到80%。l 總結(jié)由本實驗所獲得的體會。通過本次實驗我掌握了丙類功率放大器的基本工作原理、丙類放大器的調(diào)諧特性以及負(fù)載變化時的動態(tài)特性。