丙类功放 效率

图1 谐振功率放大器原理电路 1 丙类功率放大器原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。

如图１所示。

它是无线电发射机中的重要组成部分。

根据放大器电流导通角c θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。

电流导通角c θ愈小，放大器的效率η愈高。

如甲类功放的︒=180c θ，效率η最高也可达到50%，而丙类功放的︒<90c θ，效率η也可达到80%。

甲类功率放大适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。

丙类功率放大器通常作为末级功率功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

本实验所使用的电路为丙类谐振功率放大器，实验所研究的是丙类功率放大器的工作原理及基本特性。

1.1丙类谐振功率放大器的功率与效率功率放大器是依靠激励信号对放大管电流的控制，起到集电极电源的直流功率变换成负载回路的交流功率的作用。

在同样的直流功率的条件下，转换的效率越高，输出的交流功率越大。

1.1.1集电极电源cc V 提供的直流功率cc cc I V P ==式中0c I 为余弦脉冲的直流分量。

)(00c cm c I I θα=式中，cm I 为余弦脉冲的最大值；)(0c θα为余弦脉冲的直流分解系数。

式中，bz U 为晶体管的导通电压；bb U 为晶体管的基极偏置；bm U 为功率放大器的激励电压振幅。

1.1.2集电极输出基波功率式中，cm U 为集电极输出电压振幅；m c I 1为余弦电流脉冲的基波分量；p R 为谐振电阻。

bmbbbz c U V U -=arccosθpcm P m c m c o R U R I I U P cm 2211212121===u CCU BB U)(11c cm m c I I θα= p m c cm R I U 1=1.1.3集电极效率c η式中, 为集电极电压利用系数；)(1c θα为余弦脉冲的基波分解系数。

功率放大器的设计原则是在高效率下取得较大的输出功率。

1.原理说明利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。

它是无线电发射机中的重要组成部件。

根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。

电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。

如甲类功放的θ=180o ，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o ,效率η可达到80%。

甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。

丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

1.1高频功放的主要技术指标1.1.1 功率关系：功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率O P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。

根据能量守衡定理：1o C P P P =+直流功率： 输出交流功率：2211111222c c c c L L U P U I I R R =⋅== C U -----回路两端的基频电压 c1I ----- 基频电流 L R ----回路的负载阻抗。

1.1.2 放大器的集电极效率1101122c c o CC c U I P P U I ηξγ⋅===⋅ 其中集电极电压利用系数：1c c L CC CCU I RU U ξ== 0o c CCP I U =⋅波形系数：1100()()c c I I αθγαθ==为通角 θ 的函数；θ 越小γ越大。

1.1.3 谐振功率放大器临界状态的计算临界状态下，若已知电源电压Ucc ，BB U 三极管的参数C g ，'U BB ，设电压利用系数为 ξ，集电极的导通角为θ。

丙类功率放大器仿真分析摘要：本文利用proteus软件，对高频丙类功率放大器进行仿真分析，通过仿真结果分析电路特性，使电路得到进一步完善。

加深理解高频丙类功率放大器工作原理。

关键词：proteus 丙类功率放大仿真1.引言根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管集电极电流导通角θ的范围，可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。

电流导通角越小，放大器的效率越高，丙类功率放大器的导通角θ < 9o0，其效率可达85% ，所以高频功率放大器一般选择丙类工作状态。

本文利用proteus软件对丙类功率放大器电路进行仿真，通过仿真结果与理论相对照方式加深对高频丙类功率放大器电路的理解。

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3.丙类功率放大器的基本理论图1是丙类谐振功率放大器的原理电路，l、c组成并联谐振回路，作为集电极负载回路，负载回路既可以实现选频滤波的功能，又实现阻抗匹配。

放大器的工作状态由偏置电压vbb的大小决定，当vbb<vbe（on）时为丙类状态。

3.1工作原理若激励电压us=umcosωt ，且vbb<vbe（on），则电路工作在丙类状态。

ube= vbb +us = vbb + umcosωt电路的工作波形如图 2所示。

晶体管的集电极电流ic为周期性的余弦脉冲。

实际上工作在丙类状态的晶体管各极电流ib、ic、ie 均为周期性余弦脉冲，均可以展开为傅立叶级数。

甲类,乙类,甲乙类,D类功放比较甲类、乙类、丙类功率放大器的特点甲类功率放大器，是指当输入信号较小时，在整个信号周期中，晶体管都工作于它的放大区，电流的导通角为180度，适用于小信号低频功率放大，且静态工作点在负载线的中点。

乙类功率放大是指其集电极电流只能在半个周期内导通，导通角为90度。

丙类功率放大是指其集电极电流导通时间小于半个周期的放大状态，导通角小于90度，丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。

低频功率放，其负载是阻性，只能在甲类或甲乙类（丙类）推挽工作，高频谐振攻放，工作在丙类。

1、A类功放（又称甲类功放）A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。

当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。

当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。

A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。

但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。

当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。

A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。

A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。

因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。

一部25W的A 类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。

所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。

实验三 丙类高频功率放大器实验一． 实验目的1．通过实验，加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。

2．研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性，观察三种状态的脉冲电流波形。

3．了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。

4．掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。

二。

预习要求：1．复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。

2．熟悉并分析图3所示的实验电路，了解电路特点。

三．电路特点及实验原理简介在高频范围内为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频放大器，高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级，它将振荡产生的信号加以放大，获得足够高频功率后，再送到天线上辐射出去。

另外，它也用于电子仪器作未级功率放大器。

高频功率放大器要求效率高，输出功率大。

丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。

高频功率放大器的工作频率范围一般为几百kHz —几十MHz 。

一般都采用LC 谐振网络作负载，且一般都是工作于丙类状态，如果要进一步提高效率，也可工作于丁类或戊类状态。

1．电路特点本电路的核心是谐振功率放大器，在此电路基础上，将音频调制信号加入集电极回路中，利用谐振功率放大电路的集电极调制特性，完成集电极调幅实验。

当电路的输出负载为天线回路时，就可以完成无线电发射的任务。

为了使电路稳定，易于调整，本电路设置了独立的载波振荡源。

2．高频谐振功率放大器的工作原理参见图1。

谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器，它是在无线电发送中最为重cR L要、最为难调的单元电路之一。

根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。

丙类功率放大器导通角θ＜900，集电极效率可达80%，一般用作末级放大，以获得较大的功率和较高的效率。

图1中，Vbb 为基极偏压，Vcc为集电极直流电源电压。

为了得到丙类工作状态，Vbb应为负值，即基极处于反向偏置。

u b为基极激励电压。

图2示出了晶体管的转移特性曲线，以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。

一、实验目的1.高频丙类功率放大器的设计2.用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试3.测量高频功率放大器的主要技术指标4.观察高频丙类功率放大器的负载特性5.研究输入信号幅度的变化对功率放大器的输入功率、输出功率、总效率的影响6.研究直流电源电压对高频丙类功率放大器工作状态的影响二、实验原理1、利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振放大器。

如:图 1 谐振高频功率放大器原理图所示。

它是无线发射机中的重要组成部件。

根据放大器电流导通角C θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。

电流导通角愈小，放大器的效率愈高。

如甲类功放的导通角0=180c θ，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的导通角c θ0≤90,效率η可达到80%。

甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。

丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

本课设使用的是丙类功率放大器，研究的是是丙类功率放大器的功率及效率。

2、丙类谐振功率放大器的效率与功率功率放大器是依据激励信号放大电路对电流的控制，起到把集电极电源直流功率变换成负载回路的交流功率的作用。

在同样的直流功率作用条件下，转换的功率越高，输出的交流功率越大。

集电极电源0V 提供的直流功率：式中C0I 为余弦脉冲的直流分解系数。

C0cm c I I ()αθ=图1 谐振高频功率放大器原理图D C0CCP =I U式中，CM I 为余弦脉冲的最大值；0C αθ（）为余弦脉冲的直流分解系数。

式中，BB U '为晶体管的导通电压；BB V 为晶体管的基极偏置；bm V 为功率放大器的激励电压振幅。

集电极输出基波功率：式中C U 为回路两端的基频电压，C1I 为余弦电流脉冲基频电流，L R 为回路的谐振阻抗。

集电极效率：式中，ε为集电极电压利用系数；1()c θα为余弦脉冲的基波分解系数。

功率放大器的设计原则是在高效率下取得较大的输出功率。

实验 丙类高频谐振功率放大器利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，它是无线电发射机中的重要单元电路。

根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管集电极电流导通角θ的范围可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。

电流导通角θ越小，放大器的效率η越高。

如甲类功放的θ=1800，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ<900，其效率η可达85%。

甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器，丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

本次实验主要研究以甲类谐振功率放大器为推动级，以丙类谐振功率放大器为末级的混合功率放大器。

一、实验目的1、熟悉丙类高频功率放大器的工作原理，初步了解工程估算的方法。

2、学习丙类高频谐振功率放大器的电路调谐及测试技术。

3、研究丙类高频谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。

4、理解基极偏置电压、集电极电源电压、激励电压对放大器工作状态的影响。

5、了解丙类高频谐振功率放大器的设计方法。

二、实验仪器1、高频实验箱 1台2、高频信号发生器 1台3、双踪高频示波器 1台4、扫频仪 1台5、万用表 1块6、高频功率放大器实验板 1块 三、预习要求1、复习高频谐振功率的工作原理及四种特性。

2、分析实验电路，理解各元件的作用及各组成部分的工作原理。

四、实验内容1、电路调谐及调整(调谐技术)。

2、静态测试(测试静态工作点)。

3、动态测试(研究负载特性)。

五、实验原理实验电路如图2-1所示，它是由两级小信号谐振放大器组成的推动级和末级丙类谐振功率放大器构成，其中VT1和VT2组成甲类功率放大器，晶体管VT3组成丙类谐振功率放大器，这两类功率放大器的应用十分广泛，下面简要介绍它们的工作原理及基本计算方法。

(一)、甲类功率放大器 1、静态工作点如图2-1所示，晶体管VT1组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。

其中R 1和R 2为基极偏置电阻；R 5为直流负反馈电阻；它们共同组成分压式偏置电路以稳定放大器的静态工作点。

实验一：高频丙类功率放大器前言在高频范围内为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频放大器，高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级，它将振荡产生的信号加以放大，获得足够高频功率后，再送到天线上辐射出去。

另外，它也用于电子仪器作未级功率放大器。

高频功率放大器要求功率高，输出功率大。

丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。

高频功率放大器的工作频率范围一般为几百KHZ—几十MHZ。

一般都采用LC 谐振网络作负载，且一般都是工作于丙类状态，如果要进一步提高效率，也可工作于丁类或戊类状态。

一．实验目的及要求（一）实验目的1．进一步了解高频丙类功率放大器的工作原理和调试技术。

2．熟悉负载变化对放大器工作状态的影响及各指标的测试方法。

3．掌握输入激励电压，集电极电压，基极偏置电压变化对放大器工作状态的影响。

（二）实验要求1．认真阅读本实验教材及有关教材内容2．熟悉本实验步骤，并画出所测数据表格。

3．熟悉本次实验所需仪器使用方法。

（三）实验报告要求1．写出本次实验原理及原理框图2．认真整理记录测试数据及绘出相应曲线图。

3．对测试结果与理论值进行比较分析，找出产生误差的原因，提出减少实验误差的方法。

4．详细记录在调谐和测试过程中发生的故障和问题，并进行故障分析，说明排除过程和方法。

5．本次实验收获，体会以及改进意见。

二．实验仪器及实验板1．双踪示波器（CA8020）一台2．高频信号发生器（XFG-7）一台3．晶体管直流稳压电源一块4．数字万用表一块5．超高频毫伏表（DA22）一台6．直流毫安表一块7．高频丙类功率放大器实验板一块三．实验原理及公式推导高频谐振放大器的主要作用是使电路输出功率大，效率高；主要特点是用谐振回路来实现阻抗变换，并且为了提高效率常工作在丙类状态。

高频功率放大器一般有两种：1.窄带高频功率放大器；2. 宽带高频功率放大器。

前者由于频带比较窄，故常用选频网络作为负载回路，所以又称为谐振功率放大器。

A 类、
B 类、AB 类、
C 类、
D 类五种功放
1、A 类功放(又称甲类功放)
A 类功放输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态，也就是说不管
有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。

当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。

当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。

A 类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真(Switching Distortion)，即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。

但这种设计有利有弊，A 类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。

当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。

转自21ic 基础知识
A 类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。

A 类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A 类功放必须采用大型散热器。

因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。

一部25W 的A 类功放供电器的能力
至少够100 瓦AB 类功放使用。

所以A 类机的体积和重量都比AB 类大，这。