高频功率放大器(2)

实验二高频功率放大器一、实验目的：1．了解丙类功率放大器的基本工作原理，调谐特性以及负载变时的动态特性。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和电源电压Vcc变化时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特点、功率、效率。二、实验内容：1．观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点2．测试丙类功放的调谐特性3．测试丙类功放的负载特性4．观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。三、实验基本原理：丙类功率放大器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。丙放的三种工作状态：特点：欠压：晶体管工作在放大区和截止区，ic波形为尖顶余弦脉冲，输出功率与效率均较小，集电极好散功率大，输出电压不稳定。过压：晶体管会工作到饱和区，ic波形为双峰凹顶曲线，输出电压稳定。临界：晶体管工作在临界区。ic波形为尖顶余弦脉冲，输出功率与效率均较大，应力求丙放工作在此状态。调谐特性：回路从谐振至失谐。过压→临界→欠压负载特性：欠压→临界→过压*在欠压区ic随负载电阻增大，略有下降，但在过压区，ic波形凹陷程度随着负载电阻增大而加深。放大特性：随着输入信号电压幅值Ubm的增大，ic的幅度和宽度均增加，，放大器由欠压进入到过压工作状态，进入过压后随着Ubm增大ic脉冲宽度增大，且凹陷加深电源电压对工作状态的影响：随着电源电压的增大，过压→临界→欠压LC振荡器前置放大甲放J15(ZD)J4J6J24J26J7J8丙放J9J13J5J3S2=1,s4=4s3全断，CT1,CT3调频，VR2,VR5调幅VR10改变增益VR4改变甲放增益VR6改变丙放增益，CT2调节谐振频率。S5改变丙放负载0.3V，10MHZ0.8V6VUOUE,双峰波形甲放丙放LC振荡器：信源，S2控制振荡方式，S4控制振荡负载电阻。CT1,CT3调节振荡频率，VR2,VR5调节振荡输出大小幅度。S2控制振荡方式，=1，取LC振荡方式S4，控制振荡负载电阻CT1,CT1调节振荡频率VR2,VR5调节振荡幅度大小J6信号输出端口前置放大：VT5,VT6组成前置放大，VR10调节电压放大增益，其余电阻组成静态偏置电阻J15将ZD连接，输入端引入振荡信号调节前置电压放大增益J26前置放大输出VT1，甲放J4将IN处连接，前置放大输出信号输入甲放J7，甲放输入信号观测端VR4调节甲放增益VR6，调节丙放增益VT3，丙放CT2，调节谐振频率S5控制丙放负载甲放：VT1，XQ1与C15组成甲类功率放大器，R2、R12、R13、VR4组成静态偏置电阻，调节VR4可改变放大器的增益。丙放：XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3（3DG12）组成丙类功率放大器。甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号）。VR6为射极反馈电阻，调节VR6可改变丙放增益。S5控制负载电阻值，即可改变回路Q值。CT2调节谐振频率。只有当甲放输出信号大于丙放管VT3be间的负偏压值时，VT3才导通工作。四、实验步骤：1．了解丙类工作状态的特点对照系统框图搭建电路。将功放电源开关S1拨向右端（+12V），负载电阻转换开关S5全部拨向开路，信号源由调频与震荡模块中的振荡器产生。S2=1,S4=4，,即工作在LC振荡状态。S3全断开，CT1,CT3调信号频率，VR2,VR5调增益。使得在J6处观测得到约为0.3V、10MHZ振荡输出。将短路块J15连通在“ZD”下横线处，LC振荡器将信号输出给前置放大电路。在J24观察前置放大电路输入，J26观察前置放大电路输出幅度约为0.8V的震荡波，VR10调节前置放大电路增益。短路块J4连在下横线处，前置放大将信号输出至甲放电路。J7观察甲放输入信号，J8观察甲放输出信号约为6V。调整VR4可改变甲放电路增益。将短路块J5,连在下横线处,J10接入C.DL横线处，甲放电路将信号输出至丙放电路。VR6调节丙放电路增益，CT2调整谐振频率。S5改变丙放负载。*（备选方案）或从高频小信号源模块输入0.8V，10MHz高频信号给甲放电路J7处，调节甲放VR4使JF.OUT（J8）为6伏左右。示波器接丙放输出端J13上,可看到放大输出信号振幅也随输入信号变化，当输入电压振幅减小到一定值时，可看到输出电压为0，记下此时输入电压幅值。由此可看出丙类工作状态的特点。2．测试调谐特性使电路正常工作，从前置放大模块中J24处输入0.3V左右的高频信号，调节前置放大模块中VR10使甲放输入信号J7为1—2伏（J7处短路块置于下画线），调节VR4使丙放输入信号J9为6伏左右（此时J5短路块置于下画线），S5仍全部开路，改变输入信号频率，记下输出电压值。3．测试负载特性将功放电源开关拨向左端（+5V），使Vcc＝5V，S5全断开，将J5短路块置于下画线处，从前置放大模块中J24处输入0.3V左右的10MHz高频信号，调节前置放大模块中VR10使甲放输入信号J7为1—2伏（J7处短路块置于下画线），J9处输入Vb＝6伏左右，调整回路电容CT2使回路调谐，同时结合调节VR6（以示波器显示J3处波形为对称的双峰为调谐的标准）。然后将负载电阻转换开关S5依次从1→4拨动，用示波器测量相应的(J3)Vc值和(J13)Ve波形，描绘相应的ie波形，分析负载对工作状态的影响3．观察激励电压变化对工作状态的影响先将ie波形调到凹顶脉冲，然后改变Ub由大到小变化（即减小输入信号），用示波器观察ie波形的变化。4．观察电源电压Vcc变化对工作状态的影响将ie波形调到凹顶脉冲波形，改变Vcc从5V至12V变化，用示波器观察ie波形的变化。