5高频电子技术实验五、高频功率放大器

高频功率放大器实训报告《高频电子线路》实训报告题目：高频谐振功率放大器的性能研究设计过程：1．高频功率放大器简介高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。

低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。

例如，自20至20000Hz，高低频率之比达1000倍。

因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。

高频功率放大器的工作频率高（由几百Hz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。

例如，调幅广播电台（535－1605kHz的频段范围）的频带宽度为10kHz，如中心频率取为1000kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。

中心频率越高，则相对频宽越小。

因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。

由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。

2.高频功率放大器的分类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。

谐振功率放大器的特点：①放大管是高频大功率晶体管，能承受高电压和大电流。

②输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配。

③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态。

④输入余弦波时，经过放大，集电极输出电压是余弦脉冲波形。

3.功率放大器的三种工作状态高频功率放大器的效率是一个突出的问题，其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。

高频功率放大器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过设计和搭建高频功率放大器电路，实现对输入信号的放大，并验证其放大性能和稳定性。

二、实验原理。

高频功率放大器是一种能够对高频信号进行放大的电路。

其主要原理是利用晶体管等元件对输入的高频信号进行放大，从而得到输出信号。

在实际搭建电路时，需要考虑元件的参数选取、电路的稳定性以及功率放大器的线性度等因素。

三、实验器材。

1. 信号发生器。

2. 高频功率放大器电路板。

3. 示波器。

4. 直流稳压电源。

5. 电阻、电容等元件。

四、实验步骤。

1. 将高频功率放大器电路板搭建好，并连接好电源和信号源。

2. 调节信号发生器的频率和幅度，输入合适的高频信号。

3. 使用示波器观察输入和输出信号的波形，记录波形的幅度和相位差。

4. 调节输入信号的幅度，观察输出信号的变化情况。

5. 测量输入和输出信号的电压、功率等参数，分析功率放大器的放大性能。

五、实验结果与分析。

通过实验观察和测量，我们得到了高频功率放大器的输入和输出信号波形，并记录了其幅度和相位差。

同时，我们还对输入和输出信号的电压、功率等参数进行了测量和分析。

通过对实验数据的分析，我们可以得出高频功率放大器的放大性能和稳定性。

六、实验结论。

根据实验结果和分析，我们得出了关于高频功率放大器的结论。

我们验证了高频功率放大器对输入信号的放大效果，并对其性能进行了评估。

同时，我们也发现了一些问题和改进的方向，为今后的研究和实验提供了指导和思路。

七、实验总结。

本次实验通过搭建高频功率放大器电路，验证了其放大性能和稳定性。

我们不仅掌握了高频功率放大器的原理和实验方法，还积累了实验数据和分析经验。

通过本次实验，我们对高频功率放大器有了更深入的了解，为今后的学习和研究打下了良好的基础。

八、参考文献。

[1] 《电子电路实验指导书》。

[2] 《电子技术基础》。

[3] 《电路原理与设计》。

以上就是本次高频功率放大器实验的报告内容，谢谢阅读。

高频电子线路实验报告（实验5 高频功率放大器）班级：姓名：学号：实验五高频功率放大器一、实验目的：1．了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的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。

本实验单元模块电路如图5－1所示。

该实验电路由两级功率放大器组成。

其中VT1（3DG12）、XQ1与C15组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R2、R12、R13、VR4组成静态偏置电阻，调节VR4可改变放大器的增益。

XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3（3DG12）组成丙类功率放大器。

VR6为射极反馈电阻，调节VR6可改变丙放增益。

甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号（由短路块J5连通）。

当短路块J5置于开路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管VT3截止，只有当甲放输出信号大于丙放管VT3的be间的负偏压值时，VT3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S5拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。

四、实验步骤：1．本实验要用到“振荡器与频率调制”、“前置放大”、“功率放大”等三个电路模块。

在实验箱上找到这三个模块的位置。

2．在“振荡器与频率调制”模块中：将拨位开关S2的4拨向ON（即：工作在“晶体振荡器”状态）；将S4的2拨向ON；将S3全拨向下方；用示波器在右下角J6端口观察输出波形并记录：f1= ，V P-P1= 。

3．在“前置放大”模块中：将左上角J15的跳线帽短接到最左边ZD位置，用示波器在右下角J26端口观察输出波形并记录：f2= ，V P-P2= ，计算“前置放大”模块的放大倍数A前置= 。

城南学院通信电路实习报告姓名学号同组者指导老师代玲莉实习时间2015年11月23日至2015年12月6日目录第一章：引言 (4)第一节：实习目的 (4)第二节：实习要求 (4)第三节：实习平台 (4)第二章：电路板设计 (5)第一节：Protel 99 SE (5)第二节：电子元件 (5)第三节：设计步骤 (5)第三章：元器件与焊接技术 (12)第一节：元器件测量与了解 (12)第二节：焊接技术 (12)第三节：焊接过程 (13)第四章：电路的调制与检测 (16)第一节：高频小信号放大器电路的调制 (16)第二节：信号输入 (16)第三节：电源输入 (16)第四节：输出检测 (16)第五节：调节输出 (16)第六节：结果分析 (17)第五章：问题与分析 (17)第六章：实习心得 (18)第一章引言《通信电子电路》是通信工程的专业课程，以基础技能训练和能力培养为主线，从培养学生动手能力，培养工程技术实际应用型人才入手，强化综合性、实际性。

第一节实习目的通过实习使学生掌握通信电子电路的实际开发所要掌握技术，培养其动手能力，观察能力，分析和解决实际问题的能力，巩固、加深理论课知识，增加感性认识，进一步加深对通信电子电路应用的理解，提高对电路制造调试能力和系统设计能力。

提高对常见电路故障的分析和判断能；培养学生严肃认真、实事求是的科学态度，理论联系实际的工作作风和辩证思维能力第二节实习要求1.掌握发射系统电路和接收系统电路的基本组成。

2.理解各个单元模块的工作原理，和调试方法。

3.掌握电路印刷板的设计与开发方法。

4.掌握实际电路的制作技术与焊接工艺。

5.掌握单元电路和系统电路的调试技术。

6.能对简单的高频电子电路进行设计、制作及调试。

第三节实习平台实习平台主要利用软件protel99se。

它是一款设计电路原理图和PCB的专业软件拥有功能强大、界面简洁等特点，同时protel99se软件具有丰富的设计功能，能进行原理图的设计、印制电路板的设计、PCB板的设计等功能，还可以设计32个信号层，16个地电层，16个机械层，是目前网络上最流行的电路板设计软件。

深圳大学实验报告课程名称：高频电路实验项目名称：高频功率放大器实验电路学院：专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：2019年4月22日星期一实验报告提交时间：2019年5月6日星期一教务部制、激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响对放大器工作状态的影响E对放大器工作状态的影响（2）集电极电源电压CL R 分别为0.336K Ω、1.007KΩ、4.000KΩ、功放调谐特性测试 f(MHz) 5.3 5.5 5.7 5.9 6.1 6.3 6.5 6.7 6.9 7.1 7.3 Vc(Vpp) 1.84 1.70 1.681.541.521.481.401.321.281.241.12可观察到，随着bm U 的增大， cm U 也增大，当bm U 增大到一定程度，c U 波形出现凹陷，依然增大。

时放大器工作在欠压状态，C E 等于2C E 时放大器工作在临界状态，时放大器工作在过压状态，当C E 由大变小时放大器的工作状态由欠压进入过压，弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。

）负载电阻L R 变化对放大器工作状态的影响增加，动态负载线的斜率逐渐减小，cm U 逐渐增大，放大器工作状态由欠压到临界，幅值比欠压时略小，当C R 继续增大，cm U 进一步增大，放大器进入过压状态，此时动态负载线与饱和线相交，此后电流c i 随cm U 沿饱和线下降，电流波形顶端下凹。

可知，随着输入频率的增大，输出电压值随之减小指导教师批阅意见：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。

1-3 小信号调谐放大器一 .实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理；3.掌握测量放大器幅频特性的方法；4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响；5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。

二 . 实验内容1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性；2.用示波器测量输入、输出信号幅度，并计算放大器的放大倍数；3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；4.用示波器观察放大器的动态范围；5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。

三 .实验步骤1.实验准备在实验箱主板上插装好无线接收与小信号放大模块，插好鼠标接通实验箱上电源开关，此时模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。

2.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。

扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。

点测法采用示波器进行测试，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路谐振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。

(1)扫频法，即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。

利用本实验箱上的扫频仪测试的方法是：用鼠标点击显示屏，选择扫频仪，将显示屏下方的高频信号源(此时为扫频信号源)接入小信号放大的输入端(1P1), 将显示屏下方的“扫频仪”与小信号放大的输出(1P8) 相连。

按动无线接收与小信号放大模块上的编码器(1SS1),选择1K2指示灯闪亮，并旋转编码器(1SS1) 使1K2指示灯长亮，此时小信号放大为单调谐。

显示屏上显示的曲线即为单调谐幅频特性曲线，调整1W1、1W2曲线会有变化。

用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图：图1-5 扫频仪测量的幅频特性(2)点测法，其步骤如下：① 通过鼠标点击显示屏，选择实验项目中“高频原理实验”,然后再选择“小信号调谐放大电路实验”,通过选择“小信号调谐放大”后，显示屏上显示小信号调谐放大器原理电路图。

实验报告课程名称：高频电子线路实验指导老师：韩杰、龚淑君成绩：__________________ 实验名称：高频功率放大器实验类型：验证型实验同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、了解高频功率放大器的主要技术指标——输出功率、中心频率、末级集电极效率、稳定增益或输入功率、线性动态范围等基本概念，掌握实现这些指标的功率放大器基本设计方法，包括输入、输出阻抗匹配电路设计，回路及滤波器参数设计，功率管的安全保护，偏置方式及放大器防自激考虑等。

2、掌握高频功率放大器选频回路、滤波器的调谐，工作状态（通角）的调整，输入、输出阻抗匹配调整，功率、效率、增益及线性动态范围等主要技术指标的测试方法和技能。

二、实验原理高频功率放大器实验电路原理图如下图图1所示。

电路中电阻、电容元件基本上都采用贴片封装形式。

放大电路分为三级，均为共射工作，中心频率约为10MHz。

图1 高频功率放大器第一极（前置级）管子T1采用9018或9013，工作于甲类，集电极回路调谐于中心频率。

第二级（驱动级）管子T2采用3DG130C，其工作状态为丙类工作，通角可调。

通角在45°~60°时效率最高。

调整R W1时，用示波器在测试点P2可看到集电极电流脉冲波形宽度的变化，并可估测通角的大小。

第二级集电极回路也调谐于中心频率。

第三级（输出级）管子T3也采用3DG130C，工作于丙类，通角调在60°~70°左右。

输出端接有T形带通滤波器和π型阻抗变换器，具有较好的基波选择性、高次谐波抑制和阻抗匹配性能。

改变短路器开关K1~K4可观看滤波器的失谐状态，为保证T3管子安全，调整时应适当降低电源电压或减小激励幅度。

改变K5、K6可影响T3与51Ω负载的匹配状态。

一、实验目的1．通过实验，加深对丙类功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙类功率放大器的调谐特性。

2．掌握输入激励电压，集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。

3．通过实验进一步了解调幅的工作原理。

二、实验任务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．测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；4．观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程；5．观察功放基极调幅波形。

三、实验仪器高频功率放大与发射实验模块、双踪示波器、万用表、频率计、高频信号源四、实验电路五、实验步骤（简单描述）及测量结果1．激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响 （1）激励电压b U 对放大器工作状态的影响开关11K01置“on ”，11K03置“右侧”，11K02往下拨。

保持集电极电源电压c E =6V （用万用表测11TP03直流电压，调11W01等于6V ），负载电阻L R =8K Ω（11K04置“off ”，用万用表测11TP06电阻，调11W02使其为8K Ω，然后11K04置“on ”）不变。

高频信号源频率1.9MHZ 左右，幅度200mv （峰—峰值），连接至功放模块输入端（11P01）。

示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。

调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（11TP03）最大。

改变信号源幅度，即改变激励信号电压b U ，观察11TP04电压波形。

信号源幅度变化时，应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。

其波形如图3-6所示（如果波形不对称，应微调高频信号源频率，因高频信号源是DDS 信号源，注意选择合适的频率步长档位）。

欠压临界弱过压过压图3-6 三种状态下的电流脉冲波形欠压临界 过压（2）集电极电源电压c E 对放大器工作状态的影响保持激励电压b U （11TP01电压为200mv 峰—峰值）、负载电阻L R =8K Ω不变，改变功放集电极电压c E （调整11W01电位器，使c E 为5—10V 变化），观察11TP04电压波形。

《高频电子线路》实训报告一、工作原理1．谐振功放基本电路组成高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路，用于发射机的末级。

主要任务是高效率的输出最大高频功率，馈送到天线辐射出去。

为了提高效率，晶体管发射结采用负偏置，使放大器工作于丙类状态（导通角θ＜90度）。

晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用，谐振回路中LC 是晶体管的负载，电路工作在丙类工作状态。

v b BB CC i 图1.1 高频谐振功率放大基本电路2.谐振功放的三种工作状态 在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进入饱和区，将放大区的工作状态分为三种：①欠压工作状态：集电极最大点电流在临界线的右方②过压工作状态：集电极最大点电流进入临界线之左的饱和区③临界工作状态：是欠压和过压状态的分界点，集电极最大点电流正好落在临界线上。

图1.2谐振电路工作三种状态3.丙类谐振功率放大器的主要技术指标⑴ 输出高频交流功率：222o L L om orms U U P R R == ⑵ 电源电压提供的直流功率D P ：0D C C P E I = ⑶ 集电极效率C η：oc D P P η= 式中，om U 为输出电压振幅, orms U 为输出电压有效值，L R 为负载电阻。

4.电源电压Ec 对工作状态的影响及集电极调制特性维持EB 、Ubm 、RP 不变，放大器的工作状态和性能随EC 变化的特性，称为集电极调制特性。

图1.3 E C对工作状态的影响图1.4集电极调制特性图1.5集电极调幅5.输入信号振幅bm U 对工作状态的影响及基极调制特性与放大特性图1.6 bm U B E （-）对工作状态的影响及放大（或基极调制）特性图1.7基极调幅二、设计过程1.放大器工作状态的确定因为要求获得的效率η>60%，放大器的工作状态采用临界状态，取θ=70°,所以谐振回路的最佳电阻为0202)(P U U R CES CC -==551.25Ω集电极基波电流振幅0012R P I m c =≈0.019A集电极电流最大值为)70(11 αm c cm I I ==0.019/0.436=43.578mA其直流分量为CO I =cm I *)70(0α=43.578*0.253=11.025mA 电源供给的直流功率为PD=Ucc*Ico=132.3mW集电极损耗功率为P= PD – PC =32.3mW转换效率为η= PC / PD =100/132.3=75.6%当本级增益ρA =13dB 即20倍放大倍数，晶体管的直流β=10时， 输入功率为 P1=P0/AP=5mW基极余弦电流最大值为IBM = ICM /β ≈ 4.36Ma基极基波电流振幅)70(11 α⨯=BM M B I I =4.36⨯0.436=1.9mA 所以输出电压的振幅为UBM =2 P1/ IB1M≈5.3V2.谐振回路和耦合回路参数计算丙类功放输入、输出回路均为高频变压器耦合方式，其中基极体电阻Rbb<25Ω, 则输入阻抗436.0)70cos 1(25)()cos 1(11⨯-Ω=⨯-= θαθbb R Z ≈87.1Ω 则输出变压器线圈匝数比为013R R N N L =≈6.4在这里，我们假设取N3=13和N1=2，若取集电极并联谐振回路的电容为C=100pF ，则20)21(1f C L π⨯=≈7.036μH采用Φ10mm×Φ6mm×5mm 磁环来绕制输出变压器，因为有322210)()()(4-⨯⨯⨯=N l A L cm cm μπ其中 μ=100H/m , A=210m m , l =25mm, L =7.036μH ，所以计算得N2=7 三、仿真结果图1.7高频谐振功率放大器仿真电路图1. 高频谐振功率放大器实验电路的调整用高频信号源提供2MHz 的输入信号，幅度在1V 左右，观测到放大后的不失真的输入信号。