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实验二高频功率放大器一、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化时的动态特性。
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皿皿皿皿皿响。
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、测试饼类功放的调谐特性。
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、实验基本原理功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等工作方式，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，并将大功率的输出信号馈送到天线幅射出去。
功率放大器实际是一个能量转换器，即把电源共给的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为放大器的效率。
为了获得较大的输出功率和效率，其工作状态通常为丙类工作状态。
功率放大器的主要特征是三价钴胺工作在非线性状态。
为了不失真地放大信号，它的负载必须是谐振回路。
集电极负载是一个高Q的LC并联震荡贿赂。
直流供电电路为各级提供适当的工作状态和能源。
由于基极未提供直流偏置电压，其工作状态为丙类工作状态。
集电极电流为余弦脉冲状，但由于在集电极电路内采用的是并联谐振回路使回路谐振于基频，那么它对基频呈现很大的纯电阻阻抗，而对谐波的阻抗很小，可视为短路，因此并联谐振电路由于通过集电极电流所产生的电位降Vc也几乎只含有基频。
这样，集电极电流的失真虽然很大，但由于下周六的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。
本实验单元模块电路如图2-1所示。
该实验电路由两级功率放大器组成。
其中VT1(3DG12入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为静态偏置电阻。
XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3(3DG12)组成丙类放功率大器。
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)。
高频实验箱实验讲义教材编写组实验2 高频功率放大及调幅电路—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●谐振功率放大器的基本工作原理（基本特点，电压、电流波形）●谐振功率放大器的三种工作状态●集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响2．做本实验时所用到的仪器：●③号实验板《调幅与功率放大器电路》●双踪示波器●万用表●直流稳压电源●高频信号源二、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。
三、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。
四、基本原理1．丙类调谐功率放大器基本工作原理放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类及丙类等不同类型。
功率放大器电流导通角θ越小，放大器的效率则越高。
丙类功率放大器的电流导通角θ<90°,效率可达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。
为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC 谐振回路。
由于丙类调谐功率放大器采用的是反向偏置，在静态时，管子处于截止状态。
只有当激励信号b u 足够大，超过反偏压b E 及晶体管起始导通电压i u 之和时，管子才导通。
这样，管子只有在一周期的一小部分时间内导通。
所以集电极电流是周期性的余弦脉冲，波形如图2-1所示。
t图2-1 折线法分析非线性电路电流波形根据调谐功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种工作状态。
若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，也即在任何时刻都工作在放大区，称放大器工作在欠压状态；若刚刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态；若晶体管工作时有部分时间进入饱和区，则称放大器工作在过压状态。
⾼频功率放⼤器思考题与习题填空题1为了提⾼效率第⼆章⾼频功率放⼤器思考题与习题⼀、填空题2-1、为了提⾼效率，⾼频功率放⼤器多⼯作在或状态。
2-2、为了兼顾⾼的输出功率和⾼的集电极效率，实际中通常取θc = 。
2 -3、根据在发射机中位置的不同，常将谐振功率放⼤器的匹配⽹络分为、、三种。
⼆思考题2-1、谐振功率放⼤器⼯作于⽋压状态。
为了提⾼输出功率，将放⼤器调整到临界状态。
可分别改变哪些参量来实现？当改变不同的量时，放⼤器输出功率是否⼀样⼤？2-2、为什么⾼频功率放⼤器⼀般要⼯作于⼄类或丙类状态？为什么采⽤谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在⼯作频率？2-3、为什么低频功率放⼤器不能⼯作于丙类？⽽⾼频功率放⼤器可以⼯作于丙类？2-4、丙类⾼频功率放⼤器的动态特性与低频甲类功率放⼤器的负载线有什么区别？为什么会产⽣这些区别？动态特性的含意是什么？2-5、⼀谐振功放的特性曲线如图题2-5所⽰,试为下列各题选取⼀正确答案：(1)该功放的通⾓θ为：(a)θ>90。
； (b)θ=90。
；(c)θ<90o。
(2)放⼤器的⼯作状态系：(a) 由E c、E B决定；(b)由U m、U bm决定；(c)由u BE max、u CE min决定。
(3)欲⾼效率、⼤功率,谐振功放应⼯作于：(a)⽋压状态；(b)临界状态；(c) 过压状态(4)当把图P4.l中的A点往上移动时,放⼤器的等效阻抗是：(a)增⼤；(b)不变；(c)减⼩。
相应的⼯作状态是：(a)向⽋压状态变化；(b)向过压状态变化；〈c〉不变。
图思2-52-6. 采⽤两管并联运⽤的谐振功率放⼤器,当其中⼀管损坏时,发现放⼤器的输出功率约减⼩到原来的1/4,且管⼦发烫,试指出原来的⼯作状态。
2-7⾼频功率放⼤器当u b=U b cosωc t时,uc=U cm cos5ωc t,试回答下列问题：(1)若放⼤器⼯作在⽋压状态,为了使输出功率最⼤,应调整哪⼀个参数?如何调整?(2)若放⼤器⼯作在⽋压状态,在保持P。
第2章 高频功率放大器2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。
只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。
此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。
若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。
因此，回路失谐必须绝对避免。
2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。
若A 点在m axbe u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。
若A 点在m axbe u 的延长线上（实际不存在），动态特性为三段折线组成，则为过压状态。
若A 点在m axbe u 线上，但是在放大区，输出幅度cmU 较小，则为欠压状态。
欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。
临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。
过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。
改变CE 时，CE 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。
改变bmU 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。
改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。
改变P R 时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。
2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。
在过压区中输出电压随CE 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压随BB U 、bmU 改变而变化2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。
