桂林电子科技大学教学实践部电子电路实验教学中心 通信电子电路实验报告
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
电子电路实验教学中心-高电信号实验室制
实验
高频丙类功率放大器设计
时间：第 周 星期 节 课号：
院系专业：
姓名： 学号： 座号：
============================================================================================
一、实验目的
1、理解掌握高频丙类功率放大器的工作原理；
2、掌握功率放大器输出功率、直流功率、效率的计算；
3、掌握高频谐振功率放大器的计算和设计方法；
4、提高高频电路综合设计能力。
二、实验预习
1、下图所示谐振功率放大器中，已知VCC＝24V，PO ＝5W，θ＝700，ξ＝0.9，试求该功率放大器的ηC 、PD 、PC 、iCmax和谐振回路谐振电阻Re 。
2、谐振功率放大器原来工作在临界状态，若谐振回路的外接负载电阻RL（如上图所示）增大或减小，放大器的工作状态如何变化？IC0、Ic1m 、Po 、PC 将如何变化？
.
Word 资料 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。 .
Word 资料
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RW1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。匹配时，51Ω负载上得到最大不失真功率为200mW左右，二次谐波抑制优于20dB，三级总增益不小于20dB，末级集电极到负载上的净效率可达30%左右，考虑滤波匹配网络的插入损耗，集电极效率可达40%以上。开关K8只有在接通后才能使功放达到预定效率，但实验时，为了使R16对末级管子T3起到限流保护作用，K8不要接通，而R16上的电压降也不必扣除，这只使功放总效率略有降低。电源开关K7用于防止稳压电源开机或关机时电压上冲导致末级功放管损坏。
第38卷第2期
Vol.38No.2长春师范大学学报JournalofChangchunNormalUniversity2019年2月
Feb.2019
高频谐振丙类功率放大器仿真分析
韩新风ꎬ王玉莲ꎬ张永锋
(安徽科技学院电气与电子工程学院ꎬ安徽凤阳２３３１００)
[摘 要]高频谐振丙类功率放大器是高频电路中非常重要的功能电路之一ꎮ该电路的工作状态有
欠压、过压和临界三种ꎮ电路的工作状态除了受三极管参数影响外ꎬ还受到了电路中其他各元件参
数的影响ꎮ本文根据高频谐振丙类功率放大器的要求ꎬ设计了一个高频功率放大电路ꎬ并利用Ｍｕｌ￣
ｔｉｓｉｍ１３.０软件进行仿真实验ꎮ实验获得了大量的数据和图形ꎬ根据这些实验结果ꎬ结合高频功率放
大器的工作原理ꎬ阐述了随着电路中各元件参数的变化ꎬ电路的工作状态、集电极电流和负载电压
等参数的变化过程ꎮ
[关键词]高频谐振丙类功率放大器ꎻ仿真分析ꎻ集电极电流ꎻ负载电压
[中图分类号]ＴＮ７２２ [文献标志码]Ａ [文章编号]２０９５－７６０２(２０１９)０２－００１９－０８
高频功率放大器(简称高频功放)主要用于放大高频信号或高频已调波(即窄带)信号ꎬ采用选频网络作
为负载回路[１]ꎬ解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗变换等问题ꎬ因而高频功率放大器通常又称为谐振功
率放大器ꎮ高频功率放大器的另一个作用是可以构成高电平调幅电路ꎬ利用调制信号控制放大器的输出ꎬ既
可以实现调幅ꎬ又能够兼顾功率和效率ꎮ因此ꎬ有必要对高频功率放大器的调制特性进行讨论[２]ꎮ根据放大
器电流导通角大小的不同将其分为甲类、乙类和丙类等类型[３]ꎮ在实际应用中ꎬ为了使得高频谐振功率放大
器能兼顾高的输出功率和高的集电极效率ꎬ一般将电路设置为丙类工作状态[４]ꎬ即半通角θ
Ｃ<９０°ꎬ且通常θ
Ｃ
为６０°~８０°时效果较好[５]ꎮ丙类功率放大电路优点在于其效率高达到８０％ꎬ所以适合作为主要的功率放大
级[６]ꎮ本文在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１３.０软件平台上构建了高频谐振丙类功率放大电路ꎬ并对电路的特性进行了仿真
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。
