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1、非线性丙类功率放大器实验报告姓名 学号 班级 日期非线性丙类功率放大器实验一、实验目的1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性 以及负载改变时的动态特性。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功率、效率与特点。二、实验基本原理非线性丙类功率放大器的电流导通角 90o,效率可达到80%，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。特点：非线性丙 类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率 的1%或更小)，基极偏置为负值，电流导通角90。，为了
2、不失真地放大 信号，它的负载必须是LC谐振回路。丙类功率放大器丙类功率放大器的基极偏置电压Vbe是利用发射极电流的直流分量IEO (ICo)在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放 大器的输入信号v为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。利用 iC谐振回路LC的选频作用可输出基波谐振电压vc1,电流ic1。图8-3画出了丙 类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本 关系式：V 二 I Rc 1mc1m 0式中，V为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；I 为集电c1mc1m极基波电流振幅； R 为集电极回路的谐振阻抗。0111 V 2P = V
3、I = 12 R =c1mC 2 c1m c1m 2 c1m 02 R0式中，PC为集电极输出功率P 二 VID CC CO式中，PD为电源VCC供给的直流功率；ICO为集电极电流脉冲iC的直流 分量。放大器的效率耳为11丿“炎町怕齐殍槻集 电极|吃Ji 波恥_ 1 V I耳= c1m dm2 V ICC CO负载特性当放大器的电源电压+VCC，基极偏压Vb，输入电压（或称激励电压）vsm 确定后，如果电流导通脚选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的 等效负载电阻Rq。谐振功率放大器的交流负载特性如图8-4所示ic（欠压）过压）（临界）CESCCVCCVC3t图8-4谐振功放的负载特性由
4、图可见，当交流负载线正好穿过静态特性转移点A时，管子的集电 极电压正好等于管子的饱和压降VCEs，集电极电流脉冲接近最大值Icm。此时，集电极输出的功率PC和效率都较高，此时放大器处于临界工作状态。Rq所对应的值称为最佳负载电阻，用R0表示，即Q(V - V )2R 二一CCCES02 P0当RqR0时， 放大器处于过压状态，如 B 点所示，集电极电压虽然比较大，但集电极电 流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。为了兼顾输出功率和效率 的要求，谐振功率放大器通常选择在临界工作状态。判断放大器是否为临界 工作状态的条件是：V V 二 VCC cm CES本实验电路原理图如下图所示，J5该实
5、验电路由两级功率放大器组成。其中Q3 (3DG12)、T6组成甲类功 率放大器，工作在线性放大状态，其中rA3、r14、r15组成静态偏置电阻， 调节RA3可改变放大器的增益。W1为可调电阻，调节W1可以改变输入信号 幅度，Q4 (3DG12)、T4组成丙类功率放大器。R16为射极反馈电阻，T4为 谐振回路，甲类功放的输出信号通过r13送到Q4基极作为丙放的输入信号, 此时只有当甲放输出信号大于丙放管Q4基极一射极间的负偏压值时，Q4才 导通工作。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1拨码开关 的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。三、实验仪器高频电子线路实验箱 双踪示波器； 高频
6、信号发生器； 万用表。实验内容与步骤1. 测试调谐特性在前置放大电路出入J3处输入频率/ =10.7MHz(V 50mV)的高频信p-p号，调节W和中周T6,使TP6处信号的电压幅值为2V左右，S全部拔下, 改变输入信号频率，从9MHz15MHz (以1MHz为步进)记录TP6处的输 出电压值，填入下表。fi9MHz10MHz11MHz12MHz13MHz14MHz15MHzV0(V)1162.72110.80.660.55当输入激励电压频率达到谐振频率时，输出电压达到最大值。2. 测试负载特性在前置放大电路中输入J3处输入频率/ = 10.7MHz (Vp-p50mV)的 高频信号，调节W1
7、使TP6处信号约为2V,调节中周使回路调谐(调谐标 准：TH4处波形为对称双峰)。将负载电阻转换开关S1依次从14拨动，用示波器观测相应的Vc值 和Ve波形，分析负载对工作状态的影响。Vb=2V f= 10.7MHz VCC = 5VbCCRl（Q）100330820ooVcP-P（V）3.243.63.8VeP-P（V）0.450.460.50.48随着Rl的增大，非线性丙类功率放大器从欠压状态变为临界状态，最厂(V - V )2后变为过压状态。最佳负载电阻R =CCCES 。 当Rt R0时，放大器处于过压状态，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。五、实验注意事项实验时，应注意三极管金属外壳的升温情况，必要时，可暂时降低高讯仪输 出电平。六、思考题1、丙类放大器的特点是什么？为什么要用丙类放大器？答：(1)特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的 通带宽度只有其中心频率的 1或更小)，基极偏置为负值，电流导通角 90。，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。(2)非线性丙类功率放大器的电流导通角 90。，效率可达到80%，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。2、影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么？ 答：基极电流、基极电压、谐振阻抗。七、实验体会
