实验二 高频功率放大器
一、 实验目的
1.通过实验,加深对于功率放大器工作原理的理解。
2.探讨丙类谐振高频放大器的激励大小对工作状态的影响,观察三种状态的脉冲电流波形。
3.了解基极偏置电压、集电极电压、负载的变化对于工作状态的影响。
二、 实验设备
1. Multisim1
2.0 电路仿真软件 2.双踪示波器 3.高频信号发生器 4. 万用表
三、 实验说明与内容 实验原理
高频功率放大器主要用于放大高频信号或高频窄带(或已调波)信号。
由
于采用谐振回路做负载,解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗变换等问题,因此高频功率放大器又称为谐振功率放大器,就放大过程而言,电路中的功率管是在截止、放大至饱和等区域中工作,变现出了明显的非线性特性,其效果一方面可以对窄带信号实现不失真放大,另一方面又可以使电压增益随输入信号大小变化,实现非线性放大。
1、 高频功率放大电路的仿真分析
高频功率放大电路的仿真测试电路如图1所示,要求画出高频功率放大器输 入、输出电压波形,其参数如图2所示。
(提示:使用示波器)
1)高频功率放大器原理仿真,电路如图1所示:
H
图1 高频功率放大电路
2)输入、输出电压波形参数设置,如图2所示。
图2 输入、输出电压波形设置
3)利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
要设置起始时间与终止时间,和输出变量。
(提示:单击菜单栏中的“仿真”,下拉菜单中的“分析”选项下的“瞬态分析”命令,在弹出的对话框中设置。
在设置起始时间与终止时间不能过大,影响仿真速度。
例如设起始时间为0.03s,终止时间设置为0.030005s。
点击“输出”菜单页中设置输出节点变量时选择v中的所有节点,回到“分析参数”页,点击仿真即可。
观察各个节点的波形并分析。
)
2、高频功率放大器电流、电压波形
为了观察到高频功率放大器输出电流波形,在三极管的发射极串联一个很小的电阻R1(0.2欧),测量R1上的电压波形,即高频功率放大器输出电流波形。
构建的仿真电路测试图,见图3所示。
示波器一端接入输入信号,一端
接R1上。
H
图3
打开示波器的显示面板,并按下仿真开关,示波器上的参数设置如图4所示,其中上部为( 正玄 )波形,下部为( 失真的正玄 )波形,即高频功率放大器输出电流波形,是一脉冲串,与理论上的结论是否吻合?改变其R1电阻,观察其输出波形的变化,说明原因。
改变R1的值为20欧
图4
3、高频功率放大器馈电电路
高频功率放大器馈电电路有基极馈电电路和集电极馈电电路,而馈电电路又分为串馈电路和并馈电路,所有高频功率放大器馈电电路种类有:基极:串馈电路,并馈电路
集电极:串馈电路,并馈电路
以一个基极是串馈电路、集电极是并馈电路的高频功率放大器电路为例,如
图5所示。
H
图5 仿真得到基极串馈、集电极并馈电路的输入、输出波形,其参数如图6所示。
图6
通过傅里叶分析图分析以上三种仿真电路的波形。
并加以说明。