實驗三高頻諧振功率放大器實驗目的1、進一步理解諧振功率放大器的工作原理及負載阻抗和激勵信號電壓變化對其工作狀態(tài)的影響。2、掌握諧振功率放大器的調諧特性和負載特性。3、了解高頻小信號調諧放大器的工作原理及其負載阻抗，輸入激勵電壓對高頻諧振功率放大器工作狀態(tài)的影響4、掌握高頻小信號調諧放大器的設計方法5、掌握高頻小信號調諧放大器的調諧、調整和主要技術指標的測量方法二、實驗內容1、調試諧振功放電路特性，觀察各點輸出波形。2、改變輸入信號大小，觀察諧振功率放大器的放大特性。3、改變負載電阻值，觀察諧振功率放大器的負載特性。三、實驗原理利用選頻網絡作為負載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，這是無線電發(fā)射機中的重要組成部分。根據放大器電流導通角。的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型的功率放大器。電流導通角e愈小，放大器的效率n愈高。如甲類功放的e=180，效率n最高也只能達到50%，而丙類功放的e<90°，效率n可達到80%，甲類功率放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。丙類功率放大器通常作為末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。圖3-1高頻功率放大器圖3-1為由兩級功率放大器組成的高頻功率放大器電路，其中晶體管Q1組成甲類功率放大器，晶體管Q組成丙類諧振功率放大器，這兩種功率放大器的應.一_.2..一―一—一一用十分廣泛，下面介紹它們的工作原理及基本關系式。1、甲類功率放大器：輸入信號幅度小，輸出信號不失真。但是其工作效率較低。（1）靜態(tài)工作點如圖3-1所示，晶體管Q組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)。其中R、R為基極偏置電阻；R1為直流負反饋電阻，以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點。R1為1交流負反饋電阻，可以蒐高放大器的輸入阻抗，穩(wěn)定增益。電路的靜態(tài)工作點由下列關系式確定：U=I（R+R）qIREQEQF1E1CQE1（3-1）式中，RF1一般為幾歐至幾十歐。ICQ=PIBQ（3-2）Ubq=Ueq+0.7V（3-3）U=U-1（R+R）CBQCCCQF1E1（3-4）（2）負載特性如圖3-1所示，甲類功率放大器的輸出負載由丙類功放的輸入阻抗決定,兩級間通過變壓器進行耦合，因此甲類功放的交流輸出功率P0可表示為：P0=七7nb（3-5）式中，ph'為輸出負載上的實際功率，nb為變壓器的傳輸效率，一般為n二0.75?0.85。。bB圖3-2甲類功放的負載特性圖3-2為甲類功放的負載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點

Q應選在交流負載線AB的中點，此時集電極的負載電阻R稱為最佳負載電阻。TOC\o"1-5"\h\z集電極的輸出功率PC的表達式為：H11U2\o"CurrentDocument"P=—UI=Cmc2CmCm2RH式中，式分別為ucm為集電極輸出的交流電壓振幅Icm為交流電流的振幅(3-6)它們的表達式中，uCES稱為飽和壓降，約1Vu=cmucc-ICQRE1-uCES(3-7)cm式中，式分別為ucm為集電極輸出的交流電壓振幅Icm為交流電流的振幅(3-6)它們的表達式中，uCES稱為飽和壓降，約1Vu=cmucc-ICQRE1-uCES(3-7)cm^ICQ(3-8)如果變壓器的初級線圈匝數為N1，次級線圈匝數為N2,則(3-9)式中，rh'為變壓器次級接入的負載電阻，即下級丙類功放的輸入阻抗。功率增益與電壓放大器不同的是功率放大器應有一定的功率增益，對于圖3.1所示電路，甲類功率放大器不僅要為下一級功放提供一定的激勵功率，而且還要將前級輸入的信號，進行功率放大，功率增益A的表達式為(3-10)其中，Pj為放大器的輸入功率，它與放大器的輸入電壓uim及輸入電阻％的關系為(3-11)u=J2RP(3-11)式中，Ri又可以表示為Rnh+1+h"1(3-12)式中，h為共發(fā)接法晶體管的輸入電阻，高頻工作時，可認為它近似等于晶體管的基破體電阻r。h為晶體管共發(fā)接法電流放大系數，在高頻情況下它是復數，為方便起見苛取晶體管直流放大系數們乙類和丙類放大器：輸入信號幅度大，工作效率較高，但是輸出信號失真大。特別丙類諧振功率放大器，電壓導通角較小，工作效率最高，通信發(fā)射機的高頻末級功率放大器通常采用丙類工作方式。丙類諧振功率放大器的工作原理uTuTiTiTuiBEBCCu.為余弦電壓，可表示為u=Ucoswt

則：u=V+u=V+Ucos^t根據三極管的轉移特性可得到集電極電流i,為余弦脈沖波，如圖2-4所示:C圖2-4iC波形圖2-4iC波形根據傅立葉級數的理論，iC可分解為:i=I+i+i+i++i+CC0clc2c3cn式中：IC0為直流電流分量..coswti=Icos2wticoswti=Icos2wti=Icosnwt]y/)'I]y/)'Icmn=iCmaxan)

iCmax是iC波形的脈沖幅度，a0(O)、a1(0)和a(0)分別為直流分解系數、基波分量分解系數和n次諧波分量分解系數，，氣(0)的大小可根據余弦脈沖分解系數表查?！↖信號的導電角可以用下面的公式進行計算CU-Ucos0牝—onBBUbmU-U當iC0就arccos%七b信號通過諧振網絡時，由于諧振網絡的作用，可得其諧bm振網絡壓降為：u=RIcoswt=Ucoswt

u=V-u=V-UcostCECCcCCcmc各信號的波形如圖2-5所示:圖2-5波形圖功率關系：直流功率：pv=vccIco輸出功率：po=2icmiucm放大管功耗：Pt=Pv-Po效率：n=Po/Pv四、實驗仿真

結果分析:1）示波器輸出由表中可見，改變電阻RL值，電流和電壓都出現變化，但是電流變化基本不大，這是因為輸出電阻很大，改變負載的大小對輸出電流的影響很小。同時可以看到負載越大輸出功率也越大。所以若要實現更大的輸出功率，那么負載也將要隨之增大。五、實驗總結實驗過程中，發(fā)現基本電路圖畫對了，但是就是得不到