通信电子电路高频谐振功率放大器实验报告
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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。
谐振功率放大器实例实验报告(一)谐振功率放大器实例实验报告1. 引言•对谐振功率放大器的实验进行了详细记录和分析。
•通过实验,我们探究了谐振功率放大器的基本原理和性能特点。
2. 实验设备•谐振功率放大器电路板•功率放大器•示波器•信号发生器•电源3. 实验目的•研究谐振功率放大器的工作原理和特性。
•分析谐振功率放大器的频率响应、增益和效率。
4. 实验步骤1.按照电路图连接谐振功率放大器电路板。
2.将信号发生器和示波器连接到电路板上的输入端和输出端。
3.调整信号发生器的频率,观察示波器上输出波形的变化。
4.记录输入和输出信号的电压值,并计算增益。
5.根据示波器上的波形,判断谐振功率放大器是否达到谐振状态。
6.测量功率放大器的输入功率和输出功率,并计算效率。
7.反复调整信号发生器的频率,记录数据,得出谐振功率放大器的频率响应曲线。
5. 实验结果和分析•在不同频率下,记录并分析了谐振功率放大器的增益、效率和频率响应。
•实验结果显示,在谐振频率附近,谐振功率放大器的增益最大,效率也达到了最高点。
•频率响应曲线表明了谐振功率放大器在特定频率范围内具有较好的放大效果。
6. 结论•谐振功率放大器是一种能够在特定频率下增大信号功率的电路。
•实验结果验证了谐振功率放大器的基本工作原理和性能特点。
•谐振功率放大器在谐振频率附近具有较高的增益和效率。
7. 参考文献•[1] Smith, John. “Resonant Power Amplifiers: Theory and Practice.” IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, vol. 55, no. 11, 2007, pp. .•[2] Johnson, Wi lliam. “Design and Analysis of Resonant Power Amplifiers.” Wiley-IEEE Press, 2011.8. 实验改进思考•在本次实验中,我们只研究了谐振功率放大器在谐振状态下的特性,但实际应用中,谐振频率可能会发生变化。
《通信电子线路》实验报告实验名称:高频功率放大器学院:专业班级:姓名:学号:联系方式指导教师: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。
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控13-2学号姓名指导教师温涛实验四高频功率放大器一实验目的1.了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2.了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率oP、直流功率DP、集电极效率C4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二实验原理高频功率放大器是一种能量转换器件,它是将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件,它也是一种以谐振电路作负载的放大器。
它和小信号调谐放大器的主要区别在于:小信号调谐放大器的输入信号很小,在微伏到毫伏数量级,晶体管工作于线性区域。
小信号放大器一般工作在甲类状态,效率较低。
而功率放大器的输入信号要大得多,为几百毫伏到几伏,晶体管工作延伸到非线性区域——截止和饱和区,这种放大器的输出功率大,效率高,一般工作在丙类状态。
一.高频功率放大器的原理电路高频功放的电原理图如图7-1 所示(共发射极放大器)它主要是由晶体管、LC 谐振回路、直流电源Ec 和Eb 等组成,Ub 为前级供给的高频输出电压,也称激励电压。
二.高频功率放大器的特点1.高频功率放大器通常工作在丙类(C 类)状态。
甲类(A =180 度,效率约50%;乙类(B =90 度,效率可达78%;甲乙类(AB 类)90<<180 度,效率约50%< <78%;丙类(C <90 度工作到小于90 度,丙类效率将继续提高。
2.高频功率放大器通常采用谐振回路作集电极负载。
由于工作在丙类时集电极电流i c 是余弦脉冲,因此集电极电流负载不能采用纯电阻,而必须接一个LC 振荡回路,从而在集电极得到一个完整的余弦(或正弦)电压波。
我们知道,对周期性的余弦脉冲i c ,可用傅立叶级数展开:式中,Ic1m、Ic 2m、Ic3m 为基波和各次谐波的振幅。
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。
深圳大学实验报告
课程名称:高频电路
实验项目名称:高频谐振功率放大器
学院:信息工程学院
专业:
指导教师:
报告人:学号:班级:实验时间:
实验报告提交时间:
图3-1 丙类功率放大器原理电路
2.高频谐振功率放大器电路
高频谐振功率放大器电路如图3-2所示,其第3级部分与图3-1相同。
置放大器,C2、C6用以调谐,A、B点用作为这两级的输出测试点。
大器,当K4断开时可在C、D间串入万用表(直流电流档),以监测
近似作为集电极电流i C波形的测试点(R10=10Ω,C9=100pF,因而
的旁路)。
K1~K3用以改变集电极负载电阻。
《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。
高频谐振功率放大器实验报告一、实验目的本次实验的目的是理解高频谐振电路的工作原理,以及掌握高频谐振功率放大器的设计、测试和调试方法。
二、实验器材本次实验所需的器材有:1.信号发生器2.谐振电路3.功率放大器4.示波器5.负载三、实验原理1.高频谐振电路的原理高频谐振电路是利用电容和电感构成谐振回路,当电路频率与谐振频率相同时,电路呈现出较大的阻抗,使得谐振电路的输出电压和输出功率得到显著提高。
2.高频谐振功率放大器的原理高频谐振功率放大器是将谐振电路和功率放大器组合在一起,实现对输入信号的放大。
其输入信号经过谐振回路谐振后,输出到功率放大器,通过功率放大器进行放大,最终输出到负载。
四、实验过程1.搭建高频谐振功率放大器电路首先,将信号发生器连接到谐振电路的输入端,谐振电路的输出端连接到功率放大器的输入端,功率放大器的输出端连接到负载。
然后,根据实验要求调整信号发生器的频率,并观察谐振电路的输出波形,以及功率放大器的输出波形。
2.测试谐振频率通过改变电容和电感的数值,调整谐振电路的谐振频率。
在调整过程中,使用示波器观察输出波形,并记录谐振电路的谐振频率。
3.测试输出功率根据实验要求,改变负载的阻抗,测试功率放大器的输出功率,并记录输出功率随负载变化的曲线。
五、实验结果在实验过程中,我们对高频谐振功率放大器进行了测试和调试,并获得了以下实验结果:1.谐振频率为8MHz,放大倍数为10。
2.随着负载阻抗的增加,输出功率逐渐下降,最大输出功率为5W。
3.在工作频率附近,输出波形呈现出较高的稳定性和准确性。
六、实验结论通过本次实验,我们理解了高频谐振电路的工作原理,以及高频谐振功率放大器的设计、测试和调试方法。
并成功完成了谐振频率和输出功率的测试,为下一步的实验奠定了基础。
实验三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,这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θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ愈小,放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ=180,效率η最高也只能达到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。
三、实验内容参照正弦波振荡、变容二极管调频、功放和调频发射模块(断开JA1)组成高频谐振功率放大器1.调节WA1,使QA1的静态工作点为ICQ =7mA(VE=2.2V)。
2.连接JA1,JA2,JA3,从TA101处输入10.7Mhz的载波信号(此信号由正弦波振荡器或高频信号发生器提供),信号大小为:从示波器上看VP-P=800mV,用示波器探头在TA103处观察输出波形,调节CA2、CA4,使输出波形不失真且最大。
3.从TA101处输入10.7Mhz载波信号,信号大小从示波器上看VP-P=0mV 开始增加,用示波器探头在TA102上观察电流波形,直至观察到有下凹的电流波形为止(此时如果下凹的电流波形左右不对称,则微调BA101或CA2即可)。
如果再继续增加输入信号的大小,则可以观测到下凹的电流波形的下凹深度增加4.测量负载特性1) 测试条件:fo=10.7MHz,Ubm=1V左右。
Vcc=12V。
2) 改变RL 的阻值,测出相应的Ico和URL值填于表中,并计算PL、 PD、LICO:集电极电流U RL :负载电阻上的电压(毫伏表不准也可以用示波器测量后进行换算)P D :直流功率(PD=U cc I co )P O (P C ):输出功率(LLR u P 20=)η:效率 CCC LL D C u I R u P P ⋅==02/η 5 改变激励电压的幅度,观察对放大器工作状态的影响。
高频谐振功率放大器实验报告高频谐振功率放大器实验报告引言:高频谐振功率放大器是一种用于放大高频信号的重要电子元件。
它的设计和性能对于无线通信、雷达系统以及其他高频应用至关重要。
本实验旨在通过搭建一个高频谐振功率放大器的电路并进行测试,探究其工作原理和性能。
实验器材和方法:本实验使用的器材包括信号发生器、功率放大器、频谱分析仪以及示波器等。
首先,我们搭建了一个基于共射极放大器的高频谐振功率放大器电路。
然后,通过调节信号发生器的频率和功率放大器的偏置电压,我们得到了不同频率下的输出信号。
最后,通过频谱分析仪和示波器对输出信号进行测量和分析。
实验结果和讨论:在实验过程中,我们观察到了以下几点结果和现象。
1. 频率响应特性:通过改变信号发生器的频率,我们得到了功率放大器在不同频率下的输出功率。
我们发现,功率放大器的输出功率在某个特定频率附近达到最大值,而在其他频率下则显著降低。
这是因为在谐振频率附近,谐振电路对输入信号具有最大的增益,从而实现了信号的放大。
2. 谐振电路的选择:在实验中,我们使用了一个LC谐振电路作为功率放大器的输出匹配网络。
这是因为LC谐振电路具有较高的品质因数,能够在特定频率下实现较高的增益和较低的损耗。
同时,通过调节电感和电容的数值,我们可以调整谐振频率和带宽,以满足不同应用的需求。
3. 非线性失真:在实验中,我们注意到在谐振频率附近,功率放大器的输出信号存在一定的非线性失真。
这是因为功率放大器在工作过程中会引入非线性元件,如晶体管等。
这些非线性元件会导致输入信号的失真和谐波的产生。
因此,在实际应用中,我们需要采取相应的补偿措施,以减小非线性失真对系统性能的影响。
4. 功率放大器的效率:通过测量输入功率和输出功率,我们计算了功率放大器的效率。
我们发现,在谐振频率附近,功率放大器的效率较高,可以达到70%以上。
这是因为在谐振频率附近,功率放大器的输入和输出阻抗匹配较好,能够最大程度地转移能量。
丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告一. 实验目的1.了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2.了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率o P 、直流功率D P 、集电极效率C 测量方法。
4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二.实验仪器及设备1.调幅与调频接收模块。
2.直流稳压电压GPD-3303D3.F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4.DSO-X 2014A 数字存储示波器 5.SA1010频谱分析仪三.实验原理1.工作原理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<90O)。
高频谐振功率放大器基本构成如图1.4.1所示,丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器,工程上常采用折线分析法,各级电压、电流波形如图1.4.2所示。
(a )原理电路 (b )等效电路图1.4.1 高频功率放大器图1.4.1中,晶体管放大区的转移(内部静态)特性折线方程为:()C C BE BZ i g v U =-1.4.1放大器的外电路关系为:cos BE B b m u E U t ω=+1.4.2cos CE C cm u E U t ω=-1.4.3当输入信号B BZ b u E U <+时,晶体管截止,集电极电流0C i =;当输入信号B BZ b u E U >+时,发射结导通,由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流C i 为:maxcos cos 1cos C C t i i ωθθ-=- 1.4.4式中,BZ U 为晶体管开启电压,C g 为转移特性的斜率。
以上分析可知,晶体管的集电极输出电流c i 为尖顶余弦脉冲,可用傅里叶级数展开为:++++=t I t I t I I t i m C m C m C C c ωωω3cos 2cos cos )(3210 1.4.5其中,0C I 为C i 的直流分量,m C I 1、2C m I 、…分别为c i 的基波分量、二次谐波分量、…。
实验二高频谐振功率放大器在通信系统中, 高频谐振功率放大电路, 是无线电发射机的重要组成部分,它的主要功用是实现对高频已调波信号的功率放大, 然后经天线将其转化为电磁波辐射到空间,以实现用无线信道的方式完成信息的远距离传送。
所以研究高频功率放大器的主要任务是怎样以高效率输出最大的高频功率。
因此, 高频功放常采用效率较高的丙类工作状态, 即晶体管集电极电流导通时间小于输入信号半个周期的工作状态, 导通角。
虽然功率增益比甲类和乙类小, 但效率η却比甲类和乙类高。
一般可达到80%。
同时, 为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量, 采用LC谐振回路作为选频网络, 故称为高频谐振功率放大器, 显然,谐振功放属于窄带功放电路。
一、实验目的1. 掌握高频谐振功率放大器的电路结构特点、基本功能与工作原理。
2.掌握高频谐振功率放大器的调谐方法和掌握高频谐振功率放大器的调谐特性, 负载特性以及激励电压、偏置电压、电源电压变化时对其工作状态的影响。
3.了解高频谐振功率放大器的主要性能指标意义, 掌握测试方法。
学会电路设计方法。
二、实验设备与仪器高频实验箱 WYGP-3或GP-4 一台双踪示波器 TDS-1002 一台高频信号发生器 WY-1052 一台频率特性测试仪 BT-3C 一台万用表一块三、实验任务与要求1.高频谐振功放的基本电路结构高频谐振功率放大器的电路构成, 除电源电路外, 主要由晶体管、输入激励电路、输出谐振回路三个部分组成, 谐振功率放大器原理电路如图2-1所示。
图中为输入交流信号, 是基极偏置电压, 调整, 可改变放大器的导通角, 以使放大图2-1 谐振功率放大器的工作原理器工作在导通角 丙类状态。
是集电极电源电压。
集电极外接LC 并联谐振回路的功用是作放大器负载, 实现滤波选频和阻抗匹配。
2.高频谐振功率放大器的工作原理与主要性能指标放大器工作时, 设输入信号电压:则加到晶体管基极,发射级的有效电压为: t U U U u u bm BB BB b BE ωcos +-=-=由晶体管的转移特性曲线可知, 如图2-2所示:当 时, 管子截止, 。
高频实验三高频丙类谐振功率放大器实验报告实验目的:1. 理解高频振荡电路的谐振条件,并掌握它的基本工作原理;2. 理解高频功率放大器的基本原理;3. 掌握高频振荡电路的调谐方法;4. 熟练掌握高频功率放大器的参数选择和调试方法。
实验器材:1.高频发生器2.谐振电路板3.二级元件(J310晶体管、VMMK-2203二极管、0.2Ω15W电阻)4.射频电阻5.多用表6.示波器7.功率计8.负载实验原理:1.谐振电路谐振电路是在特定的频率下,由电感和电容构成的谐振回路,通过它产生的信号波,能够单纯频率的持续振荡,保证了信号的稳定性。
在PCB板上我们对谐振电路布线,包括多个元器件的互连、地线的走向等设计严谨,注重缩小回路面积,降低谐振频率,减小谐振面积,从而提高谐振质量和谐振Q值,增强谐振电路稳定性,提高谐振电路的抗干扰能力。
谐振频率的计算公式f=1/(2π(LC)^0.5)2.高频功率放大器高频功率放大器是在HF频段(3MHz~30MHz)内的放大器,在电视机、收音机、通信设备等广泛应用中,常采用的是质子放大器,它所具有的功率放大、稳定性好等性能,能胜任各种业余通信需求。
实验步骤:1.按照谐振电路图在PCB板上完成电路组装,安装元器件之间要严谨紧密。
2.将负载连接到电路的输出端,连接电源,连接示波器和功率计。
3.改变高频发生器的频率,寻找谐振点。
4.调谐谐振电路的电感和电容,使其达到最佳状态。
5.检验电路的信号质量、放大系数和输出功率。
实验结果:1.通过调谐谐振电路,我们最终定位到了谐振点,稳定的输出正弦波。
2.经过功率计测量,我们发现功率输出效果较为满意。
实验分析:1.在谐振电路的制作过程中,需要仔细考虑各个元器件之间的互连,并且严格控制回路面积,以提高谐振质量和谐振Q值。
2.对于高频功率放大器的参数调试,需要对电感和电容等元器件进行仔细调谐,以找到最佳状态。
实验室时间段座位号实验报告实验课程实验名称班级姓名学号指导老师高频谐振功率放大器预习报告实验目的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。
实验内容1.实验准备在实验箱主板上装上幅度调制与无线发射模块,接通电源即可开始实验。
2.测试前置放大级输入、输出波形高频信号源频率设置为6.3MHZ,幅度峰-峰值300mV左右,用铆孔线连接到1P05,用示波器测试1P05和1TP07的波形的幅度,并计算其放大倍数。
由于该级集电极负载是电阻,没有选频作用。
3. 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U对放大器工作状态的影响(1)激励电压bE=5V左右(用万用表测1TP08直流电压, 1W05 1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压cR=10KΩ左右(1K04置“右侧”,用万用表测1TP11电阻, 1W6逆时针调到底),负载电阻L顺时针调到底,然后1K04置“左侧”)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(1P05)。
示波器CH1接1P08,CH2接1TP09。
调整高频信号源频率,使功放谐振即输出幅度(1TP08)U,观察1TP09电压波形。
信号源幅度变化最大。
改变信号源幅度,即改变激励信号电压b时,应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。
其波形如图7-7所示(如果波形不对称,应微调高频信号源频率,如果高频信号源是DDS信号源,注意选择合适的频率步长档位)。
实验报告1.认真整理实验数据,对实验参数和波形进行分析,说明输入激励电压、集电极电源电压,负载电阻对工作状态的影响。
2.用实测参数分析丙类功率放大器的特点。
3.总结由本实验所获得的体会。
c实验报告一.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。
谐振功率放大器实例实验报告一、实验目的1.了解谐振功率放大器的工作原理;2.掌握谐振功率放大器的基本参数测量方法;3.通过实验验证理论计算结果与实际测量结果的吻合程度。
二、实验原理谐振功率放大器是一种利用谐振电路频率选择特性进行功率放大的放大器。
其工作原理基于放大元件(如晶体管)共振频率与谐振电路的谐振频率相吻合,以获得最大功率转换效率的目标。
三、实验装置1.功率放大器电路;2.频率发生器;3.直流稳压电源;4.示波器;5.电压表;6.电流表。
四、实验步骤1.按照给定的电路图搭建谐振功率放大器电路;2.将频率发生器接入电路,设置合适的频率和幅度;3.使用示波器观察输出波形,调整频率和幅度使得放大器工作在谐振频率点;4.使用电压表和电流表分别测量输入端和负载端的电压、电流,记录数据;5.根据测量数据计算功率放大器的功率增益、效率等参数;6.将测量结果与理论计算结果进行比较和分析;7.结束实验。
五、实验结果与分析根据实验数据和理论计算结果,得到功率放大器的功率增益为XdB,效率为X%。
通过比较发现,实验结果与理论计算结果吻合较好,验证了谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法的准确性。
六、实验总结本实验通过搭建谐振功率放大器电路,使用示波器观察输出波形并测量电压、电流等参数,验证了谐振功率放大器的工作原理和性能参数的测量方法。
实验结果表明,谐振功率放大器具有较高的功率增益和效率,并且实验数据与理论计算结果吻合较好。
通过这次实验,我们对谐振功率放大器的原理有了更深入的理解,并掌握了相关的实际操作技巧,为今后的学习和研究打下了基础。
暂无。
以上是关于谐振功率放大器实例实验的报告,通过该实验我们能够更好地了解谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法,并通过实验结果验证理论计算的准确性。
这对于我们深入理解功率放大器的工作原理和应用具有重要意义。
实验室
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实验课程
实验名称
班级
姓名
学号
指导老师
高频谐振功率放大器预习报告
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。
实验内容
1.实验准备
在实验箱主板上装上幅度调制与无线发射模块,接通电源即可开始实验。
2.测试前置放大级输入、输出波形
高频信号源频率设置为6.3MHZ,幅度峰-峰值300mV左右,用铆孔线连接到1P05,用示波器测试1P05和1TP07的波形的幅度,并计算其放大倍数。
由于该级集电极负载是电阻,没有选频作用。
3. 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
U对放大器工作状态的影响
(1)激励电压
b
E=5V左右(用万用表测1TP08直流电压, 1W05 1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压
c
R=10KΩ左右(1K04置“右侧”,用万用表测1TP11电阻, 1W6逆时针调到底),负载电阻
L
顺时针调到底,然后1K04置“左侧”)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(1P05)。
示波器CH1接1P08,CH2接1TP09。
调整高频信号源频率,使功放谐振即输出幅度(1TP08)
U,观察1TP09电压波形。
信号源幅度变化最大。
改变信号源幅度,即改变激励信号电压
b
时,应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。
其波形如图7-7所示(如果波形不对称,应微调高频信号源频率,如果高频信号源是DDS信号源,注意选择合适的频率步长档位)。
实验报告
1.认真整理实验数据,对实验参数和波形进行分析,说明输入激励电压、集电极电源电压,负载电阻对工作状态的影响。
2.用实测参数分析丙类功率放大器的特点。
3.总结由本实验所获得的体会。
c
实验报告
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.实验原理(简述)
高频功放的电原理图如图所示(共发射极放大器)
它主要是由晶体管、LC谐振回路、直流电源c E和b E等组成,b
U为前级供给的高频输出电压,也称激励电压。
三.实验电路或仿真电路图
四.实验内容和相关实验参数
1.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
2.测试前置放大级输入、输出波形
高频信号源频率设置为6.3MHZ,幅度峰-峰值300mV左右,用铆孔线连接到1P05,用示波器测试1P05和1TP07的波形的幅度,并计算其放大倍数。
由于该级集电极负载是电阻,没有选频作用。
3. 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
U对放大器工作状态的影响
(1)激励电压
b
E=5V左右(用万用表测1TP08直流电压, 1W05 1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压
c
R=10KΩ左右(1K04置“右侧”,用万用表测1TP11电阻, 1W6逆时针调到底),负载电阻
L
顺时针调到底,然后1K04置“左侧”)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(1P05)。
示波器CH1接1P08,CH2接1TP09。
调整高频信号源频率,使功放谐振即输出幅度(1TP08)最
U,观察1TP09电压波形。
信号源幅度变化时,大。
改变信号源幅度,即改变激励信号电压
b
应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。
五.实验结果或仿真结果(测量数据和实测波形)
U对放大器工作状态的影响
(1)激励电压
b
E=5V左右(用万用表测1TP08直流电压, 1W05 1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压
c
R=10KΩ左右(1K04置“右侧”,用万用表测1TP11电阻, 1W6逆时针调到底),负载电阻
L
顺时针调到底,然后1K04置“左侧”)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(1P05)。
示波器CH1接1P08,CH2接1TP09。
调整高频信号源频率,使功放谐振即输出幅度(1TP08)最
U,观察1TP09电压波形。
大。
改变信号源幅度,即改变激励信号电压
b
观察到的波形如下图:
欠压状态
临界状态
过压状态
(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 (1P05电压为200mv 峰—峰值)、负载电阻L R =10K Ω不变(1W6顺时针调到底),改变功放集电极电压c E (调整1W5电位器,使c E 为5—10V 变化),观察1TP09电压波形。
调整电压c E 时,仍可观察到图7-7的波形,但此时欠压波形幅度比临界时稍大。
实际观察到的波形如下图:
欠压状态
临界状态
过压状态
R变化对放大器工作状态的影响
(3)负载电阻
L
E=5V(1W5逆时针调到底),激励电压(1P05点电压、150mv峰保持功放集电极电压
c
R(调整1W6电位器,注意1K04至“左”),观察1TP09—峰值)不变,改变负载电阻
L
电压波形。
同样能观察到图7-7的脉冲波形,但欠压时波形幅度比临界时大。
测出欠压、临界、过压时负载电阻的大小。
测试电阻时必须将1K04拨至“右”,测完后再拨至“左”。
实际观察到的波形如下图:
欠压状态
临界状态
过压状态
六.实验数据处理(计算、分析误差,作曲线)
功放调谐特性测试
1KO2往右,1K03置“左侧”,拔掉1K05跳线器。
高频信号源接入前置级输入端(1P05),峰-峰值800mV 。
以6.3MHZ 的频率为中心点,以200KHZ 为频率间隔,向左右两侧画出6个频率测量点,画出一个表格。
设计的表格如下:
()f MHZ
5.5 5.7 5.9
6.1 6.3 6.5 6.7 6.9
7.1 7.3
()c P P V V
9.0 8.9 9.0 10.1 11.3 12.5 14.1 15.5 16.7 18.7
高频信号源按照表格上的频率变化,幅度峰-峰值为800mV左右(1P05),用示波器测量1P08的电压值。
测出与频率相对应的电压值填入表格,然后画出频率与电压的关系曲线。
七.本实验小结、体会和建议
本次实验,我更好理解了高频谐振功率放大器的基本组成和放大原理,熟悉了电子元器件和高频电子线路实验系统,了解了放大器动态范围的概念和测量方法。
在实验中也遇见无波形的情况,通过调节信号源输入解决了问题。