射頻功率放大器實(shí)驗(yàn)虛擬

1、 射頻功率放大器實(shí)驗(yàn)（虛擬實(shí)驗(yàn)）PAGE PAGE 9射頻功率放大器實(shí)驗(yàn)（虛擬實(shí)驗(yàn)） 姓名：徐婧 學(xué)號(hào)：04011213（一）甲類(lèi)射頻功率放大器電路示波器中的輸入輸出信號(hào)的波形分析：甲類(lèi)放大器無(wú)失真放大了265倍，偏置在1v左右。毫安表中的相應(yīng)的讀數(shù)為： 3.442mA 功率表相應(yīng)讀數(shù)為： 13.213mW 觀察失真電路輸入輸出波形為：分析：由于輸入過(guò)大，使得輸出超過(guò)了最大值，且偏置電壓過(guò)低，導(dǎo)致產(chǎn)生了截止失真。輸入信號(hào)提高至60mV,按甲類(lèi)放大器，輸出信號(hào)是輸入信號(hào)的按比例增大的特點(diǎn)，輸出應(yīng)達(dá),所以這時(shí)放大器工作在非線(xiàn)性狀態(tài)，產(chǎn)生了失真。（二）乙類(lèi)射頻功率放大器電路輸入輸出信號(hào)波形的仿真示波

2、器中顯示的輸入輸出信號(hào)的波形交越失真交越失真失真分析：由于門(mén)檻電壓的存在，（NPN硅管約為0.6V，PNP鍺管約為0.2V），功放管的必須大于它時(shí)才有顯著變化，當(dāng)輸入電壓低于這個(gè)數(shù)值時(shí)，兩管都截止，出資安一段死區(qū)，如圖中標(biāo)識(shí)，這其實(shí)是乙類(lèi)功放中特有的失真現(xiàn)象，上學(xué)期模電可有所學(xué)習(xí)。至輸入幅值為8V時(shí)，輸入輸出信號(hào)的波形原因分析：當(dāng)增大輸入電壓為8V時(shí)，交越失真現(xiàn)象不明顯，主要是幅度增大，兩管便能在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到門(mén)檻電壓，這段時(shí)間比整個(gè)周期來(lái)說(shuō)是可以忽略的，因此交越失真現(xiàn)象也就沒(méi)有那么明顯了，其實(shí)如果進(jìn)一步改變時(shí)間軸的精度，還是可以觀察到失真現(xiàn)象的。消除交越失真后的波形對(duì)照沒(méi)有加偏置且輸入電壓

3、為2V的圖看，交越失真消失了。輸入信號(hào)幅值 (V)24566.57電源電壓利用系數(shù)0.1590.3240.4060.4890.5310.572輸出功率 (mW)1.8167.53811.88417.22320.26623.557總的直流功率(mW)14.48629.30436.77644.26848.02051.774兩管總耗散 (mW) 12.67021.76624.89227.04527.75428.217效率12.536%25.723%32.315%38.906%42.20345.500%輸入信號(hào)幅值 (V)8910121314電源電壓利用系數(shù)0.6550.7380.8210.987輸出

4、功率 (mW)30.88639.21048.53170.163失真失真總的直流功率(mW)59.28866.80874.33489.436兩管總耗散(mW)28.40227.59825.80319.273效率52.095%58.691%65.289%78.451%當(dāng)輸入幅值過(guò)大時(shí)出現(xiàn)的失真波形：兩管管耗與電源電壓利用系數(shù)的關(guān)系圖分析：實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)整賦值時(shí)，用示波器監(jiān)視出波形，發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入信號(hào)賦值為13，14V時(shí)，輸出波形明顯失真，可知輸入信號(hào)幅值不能無(wú)限增大；功放效率最大78.451%（輸入信號(hào)幅值為12V時(shí)）；兩個(gè)管子的總耗散功率并不是隨著輸入信號(hào)幅值的增大而不斷增大的，從曲線(xiàn)可以看出是先增大后減

5、小，其最大值為28.4mW左右；由之前的模電課的理論可知，總管耗的最大值既不出現(xiàn)在靜態(tài)，也不出現(xiàn)在最大輸出功率時(shí)，而是在0.64=7.68V時(shí)，由表中數(shù)據(jù)=7V時(shí)，=28.217mW, =8V時(shí)，=28.402mW, =9V時(shí)，=27.598mW。聯(lián)系曲線(xiàn)的趨勢(shì)，可知最大功耗就應(yīng)該出現(xiàn)在78V之間；此外，還知道最大管耗的計(jì)算式為,與推出的28.4mW左右很接近，可知仿真比較準(zhǔn)確。思考題：（1）答： 可以，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)處于交流負(fù)載中線(xiàn)時(shí)，輸出最大的電壓和電流，此時(shí)電路的輸出功率也就最大。 ,所以實(shí)際上只要調(diào)節(jié)電阻滿(mǎn)足上述條件時(shí)，均可以達(dá)到靜態(tài)工作點(diǎn)的目的，只是由于電阻比較多，一旦不固定而是隨便調(diào)

6、試比例關(guān)系的話(huà)很難控制，所以實(shí)驗(yàn)中才會(huì)只改變可變電阻，并不是只有這一種方法，而是這樣調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單。（2）答： MOS管的為負(fù)溫度系數(shù)，隨溫度升高而減小，這使功率管升溫以后仍然能夠保證安全工作，而B(niǎo)JT的為正溫度系數(shù)，如果不采用復(fù)雜的保護(hù)電路，則升溫后功率管將會(huì)被燒壞，并且MOS管功耗小，工作頻率高，激勵(lì)功率小，功率增益高，易于集成。（3）答：可以采用單電源互補(bǔ)推挽電路OTC最大輸出功率為原來(lái)的一半。電路除了由于電容的存在使放大器的帶寬和頻響受到相當(dāng)大的影響以外，單電源供電情況下正負(fù)半周流過(guò)負(fù)載電流也不一樣，造成了輸出波形的失真。附錄：matlab程序代碼：clc;x=0.159,0.324,0.406,0.489,0.531,0.572,0.655,0.738,0.821,0.987;y=12.670,21.766,24.892,27.045,27.754,28.21