射頻功率放大器實驗虛擬

1、 射頻功率放大器實驗（虛擬實驗）PAGE PAGE 9射頻功率放大器實驗（虛擬實驗） 姓名：徐婧 學號：04011213（一）甲類射頻功率放大器電路示波器中的輸入輸出信號的波形分析：甲類放大器無失真放大了265倍，偏置在1v左右。毫安表中的相應的讀數(shù)為： 3.442mA 功率表相應讀數(shù)為： 13.213mW 觀察失真電路輸入輸出波形為：分析：由于輸入過大，使得輸出超過了最大值，且偏置電壓過低，導致產生了截止失真。輸入信號提高至60mV,按甲類放大器，輸出信號是輸入信號的按比例增大的特點，輸出應達,所以這時放大器工作在非線性狀態(tài)，產生了失真。（二）乙類射頻功率放大器電路輸入輸出信號波形的仿真示波

2、器中顯示的輸入輸出信號的波形交越失真交越失真失真分析：由于門檻電壓的存在，（NPN硅管約為0.6V，PNP鍺管約為0.2V），功放管的必須大于它時才有顯著變化，當輸入電壓低于這個數(shù)值時，兩管都截止，出資安一段死區(qū)，如圖中標識，這其實是乙類功放中特有的失真現(xiàn)象，上學期模電可有所學習。至輸入幅值為8V時，輸入輸出信號的波形原因分析：當增大輸入電壓為8V時，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間內達到門檻電壓，這段時間比整個周期來說是可以忽略的，因此交越失真現(xiàn)象也就沒有那么明顯了，其實如果進一步改變時間軸的精度，還是可以觀察到失真現(xiàn)象的。消除交越失真后的波形對照沒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%當輸入幅值過大時出現(xiàn)的失真波形：兩管管耗與電源電壓利用系數(shù)的關系圖分析：實驗時調整賦值時，用示波器監(jiān)視出波形，發(fā)現(xiàn)當輸入信號賦值為13，14V時，輸出波形明顯失真，可知輸入信號幅值不能無限增大；功放效率最大78.451%（輸入信號幅值為12V時）；兩個管子的總耗散功率并不是隨著輸入信號幅值的增大而不斷增大的，從曲線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，而是在0.64=7.68V時，由表中數(shù)據(jù)=7V時，=28.217mW, =8V時，=28.402mW, =9V時，=27.598mW。聯(lián)系曲線的趨勢，可知最大功耗就應該出現(xiàn)在78V之間；此外，還知道最大管耗的計算式為,與推出的28.4mW左右很接近，可知仿真比較準確。思考題：（1）答： 可以，當靜態(tài)工作點處于交流負載中線時，輸出最大的電壓和電流，此時電路的輸出功率也就最大。 ,所以實際上只要調節(jié)電阻滿足上述條件時，均可以達到靜態(tài)工作點的目的，只是由于電阻比較多，一旦不固定而是隨便調

6、試比例關系的話很難控制，所以實驗中才會只改變可變電阻，并不是只有這一種方法，而是這樣調節(jié)比較簡單。（2）答： MOS管的為負溫度系數(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BJT的為正溫度系數(shù)，如果不采用復雜的保護電路，則升溫后功率管將會被燒壞，并且MOS管功耗小，工作頻率高，激勵功率小，功率增益高，易于集成。（3）答：可以采用單電源互補推挽電路OTC最大輸出功率為原來的一半。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大的影響以外，單電源供電情況下正負半周流過負載電流也不一樣，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