高頻諧振功率放大器

1、深 圳 大 學(xué) 實 驗 報 告 課程名稱： 高頻電路 實驗項目名稱： 高頻諧振功率放大器 學(xué)院： 信息工程學(xué)院 專業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)教師： 謝寧 曾捷 報告人： 廖文飛 學(xué)號： 班級： 2 實驗時間： 2014.4 實驗報告提交時間： 教務(wù)處制一、實驗?zāi)康模?.熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。2.熟悉高頻諧振功率放大器的基本工作原理，三種工作狀態(tài)，功率、效率計算。3.了解集電極電源電壓VCC與集電極負載變化對諧振功率放大器工作的影響。二、實驗儀器：實驗板2（丙類高頻功率放大電路單元）雙蹤示波器AS1637函數(shù)信號發(fā)生器（用作為高頻信號源）萬用表三 實驗原理：1高頻諧振功率放大器原理高頻

2、諧振功率放大器原理電路如圖3-1所示。圖中，L2、L3是扼流圈，分別提供晶體管基極回路、集電極回路的直流通路。R10、C9產(chǎn)生射極自偏壓，并經(jīng)由扼流圈L2加到基極上，使基射極間形成負偏壓，從而放大器工作于丙類。C10是隔直流電容，L4、C11組成了放大器諧振回路負載，它們與其他參數(shù)一起，對信號中心頻率諧振。L1、C8與其他參數(shù)一起，對信號中心頻率構(gòu)成串聯(lián)諧振，使輸入信號能順利加入，并濾除高次諧波。C8還起隔直流作用。R12是放大器集電極負載。2高頻諧振功率放大器電路高頻諧振功率放大器電路如圖3-2所示，其第3級部分與圖3-1相同。BG1、BG2是兩級前置放大器，C2、C6用以調(diào)諧，A、B點用作

3、為這兩級的輸出測試點。BG3為末級丙類功率放大器，當(dāng)K4斷開時可在C、D間串入萬用表（直流電流檔），以監(jiān)測IC0值。同時，E點可近似作為集電極電流iC波形的測試點（R10=10，C9=100pF，因而C9并未對R10構(gòu)成充分的旁路）。K1K3用以改變集電極負載電阻圖3-2 高頻諧振功率放大器實驗電路四、實驗步驟：1實驗準備 在箱體右下方插上實驗板2（丙類高頻功率放大電路單元）。接通實驗箱上電源開關(guān)，此時箱體上12V、5V電源指示燈點亮。 把實驗板2右上方的電源開關(guān)（K5）撥到上面的ON位置，就接通了+12V電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實驗。 AS1637輸出頻率為10.7MHz、峰-峰值為8

4、0mV的正弦波，并連接到實驗板2的輸入（IN）端上。2兩級前置放大器調(diào)諧 先將C、D兩點斷開（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（帶鉤）探頭接A點，（監(jiān)測第1級輸出），調(diào)C2使輸出正弦波幅度最大，從而相應(yīng)的回路諧振。 再把示波器高阻（帶鉤）探頭接B點，（監(jiān)測第2級輸出），調(diào)C6使輸出正弦波幅度最大，從而相應(yīng)的回路諧振。需要時，亦可把示波器探頭接在B點上，再反復(fù)調(diào)節(jié)C2、C6，使輸出幅度最大。3末級諧振功率放大器（丙類）測量 諧振功率放大器工作狀態(tài)觀察 實驗準備() 接通開關(guān)K4（撥到“ON”）；() 示波器CH1連接到實驗板2的OUT點上；() 示波器CH2以高阻（帶鉤）探頭連接到E點上

5、。 逐漸增大輸入信號幅度，并觀察放大器輸出電壓波形（OUT點）和集電極電流波形（E點）?？砂l(fā)現(xiàn)，隨著輸入信號幅度的增大，在一定范圍內(nèi)，放大器的輸出電壓振幅和集電極電流脈沖幅度亦隨之增大，說明放大器工作于欠壓狀態(tài)。 當(dāng)輸入信號幅度增大到一定程度時，放大器的輸出電壓振幅增長緩慢，而集電極電流脈沖則出現(xiàn)凹陷，說明放大器已進入到過壓狀態(tài)。 集電極負載電阻對諧振功率放大器工作的影響 VIp-p(AS1637輸出信號)為100mV時的測量() 取R12=120W (接通K1，斷開K2、K3) 時的測量用示波器觀察功放級的輸入、輸出電壓波形（B點、OUT點），并測量輸入、輸出電壓峰-峰值Vbp-p、Vcp-

6、p；用萬用表測量集電極直流電流值IC0，并把結(jié)果填入表3.1中。測量IC0的方法是：在C、D兩點間串入萬用表（直流電流，200mA檔），再斷開K4，便可讀得IC0值，然后接通K4，取走表筆。() 取R12=75W時的測量：接通K2，斷開K1、K3，重做()，觀察集電極負載電阻減小對諧振功率放大器工作的影響。() 取R12=50W時的測量：接通K3，斷開K1、K2，再重做()，觀察集電極負載電阻進一步減小對諧振功率放大器工作的影響。 VIp-p為200mV時的測量：重復(fù)。 集電極直流電源電壓對諧振功率放大器工作的影響實驗板2右上方的電源開關(guān)（K5）撥到最下面，就接通了+5V電源（相應(yīng)指示燈點亮）

7、，重做，以觀察集電極直流電源電壓的減小對諧振功率放大器工作的影響，并把相應(yīng)數(shù)據(jù)也填入表3.1。說明： 表中“計算”列內(nèi)各符號的含義如下：Ic1m 集電極電流基波振幅；Po集電極輸出功率；PD集電極直流電源供給功率；Pc集電極耗散功率；hc集電極效率。 作計算時應(yīng)注意：在本實驗的實測中常用(電壓)峰-峰值，而在教材的計算公式中則常用振幅值，兩者相差一倍。五、數(shù)據(jù)處理：表3.1測試條件實測計算Vbp-p (V)Vcp-p (V)Ic0(mA)Ic1m(mA)Po(mW)PD(mW)Pc(mW)hcVCC=12VVIp-p=100mVR12=120W2.487.8432.30.03270.19620

8、.38760.191450.6%R12=75W2.566.8830.90.04580.27480.37080.09670.4%R12=50W2.646.0029.70.060.360.3564VIp-p=200mVR12=120W5.6816.480.50.0680.4080.9660.55842.2%R12=75W5.6813.379.50.0890.5340.9540.42055.9%R12=50W5.6811.078.60.110.660.94320.28369.9%VCC=5VVIp-p=100mVR12=120W10.471.50.0020.0050.00750.002567.7%R

9、12=75W10.421.40.0030.00750.007R12=50W10.381.40.0040.010.007VIp-p=200mVR12=120W1.522.9411.00.012250.03060.0550.024455.6%R12=75W1.562.5810.60.01720.0430.0530.01081.7%R12=50W1.582.2410.20.0220.0560.0516、 實驗結(jié)論：1、 數(shù)據(jù)處理如上表所示；從表中可以得出：隨著Vbm的增大，由過壓狀態(tài)進入臨界狀態(tài)，再進入欠壓狀態(tài)，在臨界狀態(tài)時，輸出功率P0達到最大，都會隨之增大。隨著增大，由過壓狀態(tài)到臨界狀態(tài)，隨著集電極負載的逐漸增大，由欠壓狀態(tài)進入臨界狀態(tài)，再進入過壓狀態(tài)，在臨界狀態(tài)時，輸出功率P0達到最大，上述結(jié)論與理論學(xué)習(xí)時的結(jié)論一致。實驗過程中可能因為儀器誤差或者人