丙类高频功率放大器实验

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。

丙类高频功率放大器实验报告一、实验目的1.了解和熟悉丙类放大器、高频功率放大器及其工作原理；2.掌握丙类高频功率放大器电路的设计和调试方法；3.实现一个丙类高频功率放大器的设计和调试。

二、实验原理1.丙类放大器丙类放大器是一种功率放大器，其输出信号的一个部位接近正弦波而另一部分则大约失真。

丙类放大器又称为开关放大器，工作原理如下：（1）若输入的信号为负半周期，管子导通，输出便接近0V；（2）若输入信号为正半周期，管子截止，输出电压取决于负载电路。

（3）由于丙类放大器的输出电压只在正半周期时才产生，故功率效率可达90%以上，但其输出信号存在失真，因此丙类放大器多用于功率放大应用中。

2.高频功率放大器高频功率放大器的特点是恢复时间低，速度快、功率输出大，其主要应用在收音机、电视机、雷达、电子计算机等电子设备中，其原理如下：高频功率放大器具有放大频率宽、能量转换效率高、输入输出匹配好、频率稳定性好、体积小、功率大等特点。

其主要应用在无线通信、信号干扰、雷达和通信等电子设备中。

三、设计内容1.电路图设计高频功率放大器电路调试原理如下：（1）采用驱动单一管子的电路，以避免传输相位问题，同时减少了对驱动器电路的要求。

（2）采用变压器耦合方式，从低频端口把信号发送到功率放大器，减少了对驱动信号源的要求。

（3）采用反馈电路，对稳定性及主动去谐增益方面起到较好的作用。

2.实验步骤（1）根据所设计的电路图，依据实际元器件参数选择合适型号、参数元器件进行组装，拼装好整个高频放大器的主板电路。

（2）在采用反馈电路的前提下，测试电路器件的频率特性，应适当减小反馈电压以提高增益。

（3）根据反馈电路实验条件测量出高频功率放大器的输出功率、增益、谐波失真等有关参数，得出实验结果。

四、实验结果及分析高频功率放大器的实验结果及分析如下：1.功率输出本次实验所测试电路的功率输出可达到40W的功率输出。

2.增益本次实验所测试电路的增益为30dB左右，符合预期结果。

实验一高频丙类功率放大器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。

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图。

2．认真整理记录的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 一台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：窄带高频功率放大器和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。

实验3 丙类高频功率放大器仿真高频功率放大电路通常在发射机末级功率放大器和末前级功率放大器中，主要对高频信号的功率进行放大，使其达到发射功率的要求。

在硬件实验中，我们已经对高频功率放大器的幅频特性、负载特性及电路效率进行了测试。

在仿真实验中，我们将对放大器的其它特性进行进一步的仿真研究。

一、实验电路：电路特点：晶体管基极加0.1V的负偏压，电路工作在丙类，负载为并联谐振回路，调谐在输入信号频率上，起滤波和阻抗变换作用。

二、测试内容（一）高频功率放大电路原理仿真1、集电极电流Ic与输入信号之间的非线性关系晶体管工作在丙类的目的是提高功率放大电路的效率，此时晶体管的导通时间小于输入信号的半个周期。

因此，集电极电流Ic将是周期的余弦脉冲序列。

（1）、当输入信号的振幅有效值为0.75V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析。

设置：起始时间为0.03S，终止时间为0.03005S，输出变量为I(V3)仿真分析。

记录并分析实验结果。

（2）、当输入信号振幅为1V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析，设置同上。

记录并分析实验结果，指出输出信号波形顶部凹陷失真的原因是什么？2、输入信号与输出信号之间的线性关系将电路中R1改取30K，重复上述过程，使用示波器测试电路输出电压波形。

记录并分析实验结果，指出输出信号波形与步骤1的实验结果有何区别？为什么？（二）高频功率放大电路外部特性仿真测试1、调谐特性调谐特性指在R1、V1、V BB、Vcc不变的条件下，高频功率放大电路的Ico、Ieo、Uc等变量随C变化的关系。

将C1改用可变电容器，调C1使电路处于谐振状态（C1=50%），回路阻抗最大，呈纯阻，电流最小，此时示波器显示输出信号幅度最大，电流表显示电流最小值；当改变C1值，回路失谐，回路阻抗变小，回路电流变大,输出波形出现失真。

通过示波器和电流表观察记录实验结果，并对实验结果进行分析。

使用波特图仪和小信号交流分析方法测试测试并记录电路的调谐特性。

高频电子线路实验报告2——高频丙类功率放大器实验目的：1. 学习高频丙类功率放大器的基本原理。

2. 掌握高频丙类功率放大器的设计方法。

3. 验证高频丙类功率放大器的工作性能。

实验原理：丙类功放器是一种在放大器的输出段设有截止偏压的放大器。

其主要特点是效率高、失真小、输出功率大，因此，在广播、通信、雷达等领域被广泛应用。

实验步骤：1. 按照图1所示连接电路。

2. 调整可变电容器C1的值，使电路在工作频率上谐振。

3. 将信号源接入电路的输入端，调整可变电阻R3的值，使输出端的电压最大。

4. 在三极管的发热体上放置热敏电阻，测量其电阻值，计算其温度。

5. 调整信号源输出频率，测量输出端的电压值，记录数据。

6. 计算电路的功率增益、效率、输出功率等参数。

1. 电源电压：12V2. 工作频率：1MHz3. 可变电容器C1的值：10pF4. 可变电阻R3的值：10kΩ5. 发热体上的热敏电阻电阻值：100Ω6. 发热体温度：25℃7. 输出功率：2.5W8. 功率增益：6dB9. 效率：65%实验分析：1. 在C1的值确定的情况下，可通过变频电源调整工作频率，使电路在工作频率上谐振，从而提高电路的效率。

2. 随着输出功率的增加，三极管发热体的温度也会相应升高，从而导致热敏电阻的电阻值发生变化。

可以通过测量热敏电阻的电阻值，计算发热体的温度。

3. 在理论分析的基础上，通过实验数据对电路性能进行评估，验证了丙类功率放大器的工作性能良好，可以满足实际应用需求。

通过本次实验，我学习了丙类功率放大器的基本原理和设计方法，并通过实验数据验证了其工作性能。

这对我今后从事电子工程相关的工作具有很大的参考价值。

同时，我也意识到在实验过程中需要仔细操作、认真记录数据，以确保实验结果的准确性。

《通信电子线路》实验报告实验名称：高频功率放大器一、实验环境Multisim 14.0二、实验目的1、进一步了解Multisim仿真步骤，熟练操作获取波形2、仿真验证高频功率放大器原理，观察高频功率放大器工作在过压、临界、和欠压状态的波形三、实验原理和设计高频功率放大器工作在三极管截止区，导通角小于90度，属于丙类放大器。

故三极管输出波形为尖顶余弦脉冲序列（临界或欠压）或是凹顶余弦脉冲序列（过压），信号经过选频网络后，能够恢复指定频率的波形信号。

原理图如图2.1所示。

图2.1输出电流Ic和Vce 关系曲线，如图2.2图2.2四、实验步骤1，按照原理图连接电路。

2，计算电路谐振频率，画出幅频响应和相频响应。

3，选择合适的电源电压值，使三极管发射结反偏，集电结反偏。

4，调节基极偏置电压源、信号源幅度、并联回路电阻值和集电极电源，观察输出电压Vc 、输出电流ic波形，判断电路状态五、实验结果及分析1、并联谐振回路的幅频响应和相频响应，如图4.1所示图4.1并联谐振回路谐振频率为11.56MHz，与电路参数计算相吻合。

其0.707带宽为15.65MHz2、输入信号改为f= 11，56MHz，计算频谱如图4.2.1所示图4.2.1输出信号频谱如图4.2.2所示图4.2.23、观察时域波形。

调节参数Vbb= 0.7V反偏，Vi = 0.9Vrms，Vcc = 10V，波形如图4.3.1所示图4.3.1根据三极管特性，发射极反偏时，电流信号Ib需克服Vbb和Vbz才能导通，所以Ib和Ic应为尖顶余弦脉冲。

但是仿真出波形为完整余弦脉冲，不符合理论。

可能的原因有，三极管导通电压参数与理论值差异较大，发射结反偏程度低。

三极管模型不符合实际特性，无截止区。

调节Vbm，使Vi = 1.0V，其余参数不变，观察时域波形，如图4.3.2输出电压Vc产生失真，可能因放大倍数等参数不合适导致。

图4.3.2波形出现尖顶余弦脉冲，电路为欠压状态，导通角2θ=(202.6-188.6)ns * 11.56Mhz*360°= 58.26°，半导通角θ= 29.13°信号电压，ic的频谱如图4.3.3所示图4.3.3继续增大信号电压至1.2V，波形如图4.3.4图4.3.4观察输出波形Ic，类似出现了凹顶余弦脉冲，所以电路处于过压状态，半导通角θ= 28°输入输出信号频谱如图4.3.5.1和4.3.5.2所示图4.3.5.1图4.3.5.2六、小结本次实验验证高频功率放大器的欠压和过压状态，观察欠压状态的尖顶余弦脉冲序列和过压时的凹顶余弦脉冲序列。

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。