高频电子线路高频功率放大器
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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。
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。
课程名称:高频电子线路设计课题:高频谐振功率放大器系别:机电工程学院专业班级:电子信息工程学生姓名:指导教师:设计时间:2009/12/7 —2009/12/12高频谐振功率放大器设计者:指导教师:摘要:本电路主要由谐振回路、耦合回路、基极偏置电路三部分组成。
本电路主要应用于发射机的末级功率放大,突出特点为有较高的输出功率和效率。
关键词:高频;甲类功放;丙类功放;谐振引言: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单元电路。
根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管电流导通角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。
电流导通角越小,放大器的效率越高。
丙类放大器的导通角θ<90%,效率η可达到80%,高频功率放大器一般选择在丙类工作状态。
本设计采用甲类功放输出的最大不失真信号作为激励源,丙类功放作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
1设计任务与要求设计一个高频谐振功率放大器。
=3W ,工作中心频率f0≈6.5MHz ,效率η>50 % ,负技术要求:输出功率P载RL=50Ω,电源电压VCC=9V,2△f0.7=3.25MHz2方案设计与论证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。
根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、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°,效率最高也只能达到50%,而丙类功放的θ<90%,效率η可达到80%。
甲类放大器电流的流通角为180°,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器导通角等于180°;丙类放大器导通角则小于180°。
乙类和丙类都适用于大功率工作。
丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
高频电子线路教学设计第六章高频功率放大器6高频功率放大器6.1 概括为了获取足够大的高频输出功率,也一定采纳高频功率放大器。
比如,绪论中所示发射机方框图的高频部分,因为在发射机里的振荡器所产生的高频振荡功率很小,所以在它后边要经过一系列的放大——缓冲级、中间放大级、未级功率放大级,获取足够的高频功率后,才能馈送到天线上辐射出去。
这里所提到的放大级都属于高额功率放大器的范围。
因而可知,高频功率故大器是发送设施的重要构成部分。
高频功率放大器和低额功率放大器的共同特色都是输出功率大和效率高。
但因为两者的工作频率和相对频带宽度相差很大,就决定了它们之间有着根本的差别:低频功率放大器的工作频次低,但相对频带宽度却很宽。
比如,自20 至 20000Hz,高低频次之比达1000 倍。
所以它们都是采纳无调谐负载,如电阻、变压器等。
高额功率放大器的工作频次高(由几百 kHz 向来到几百、几千甚至几万MIb) ,但相对频带很窄,频宽越小。
所以,高额功率放大器一般都采纳选频网络作为负载回路。
因为这后一特色,使得这两种放大器所采纳的工作状态不一样: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;高额功率放大器则一般都工作于丙类(某些特别状况可工作于乙类)。
最近几年来,宽频带发射机的各中间级还宽泛采纳一种新式的宽带高频功率放大器,它不采纳选频网络作为负载回路,而是以频次响应很宽的传输线作负载。
这样.它能够在很宽的范围内变换工作频次,而不用从头调谐。
综上所述可见,高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大,效率高;它们的不一样之点则是两者的工作屡次与相对频宽不一样,因此负载网络与工作状态也不一样。
功率放大器按工作状态分类:A(甲)类:导通角为o90o 180;AB(甲乙)类:导通角为B(乙)类:导通角为90o;C(丙)类:导通角为90o最近几年来双出现了 D 类、 E 类及 S类等开关功率放大器乙类和丙类都合用于大功率工作。