实验2高频谐振功率放大器、实验目的:i进一步理解谐振功率放大器的工作原理及负载阻抗，激励电压和集电极电源电压变化对其工作状态的影响。

2、掌握丙类功率放大器的调谐特性和负载特性。

二、实验原理（实验原理、设计思想、系统结构、实验电路）（重点）（1）谐振功率放大器1实验原理：利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。

根据放大器电流导通角0的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。

电流导通角B愈小，放大器的效率n愈高。

如甲类功放的0 =180°,效率n最高也只能达到50%而丙类功放的0 < 90o，效率n可达到80%甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。

丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器2、实验电路:1111P0JC1—11111C11R011R01BG01W021W011L031K03 A1TP01R03 A1TP0严口1L02IF1C01L04It33U011+5\GNDVin信输岀1严'IPc0p0•4A112±Tlr音频1C01L011K0JK061TP031K0B号信输入11C0411TP011R01+ 12V1D01(2)丙类功率放大器1、丙类功放的基极、集电极电流和电压波形根据调谐功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种工作状态。

若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，也即在任何时刻都工作在放大区，称放大器工作在欠压状态；若刚刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态；若晶体管工作时有部分时间进入饱和区，则称放大器工作在过压状态。

放大器的这三种工作状态取决于电源电压、偏置电压、激励电压幅值以及集电极等效负载电阻。

2、负载特性谐振功放的负载特性由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点A时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降uCES集电极电流脉冲接近最大值Icm。

3、激励电压幅值U bm变化对工作状态的影响wt由图可以看出，当U bm增大时，Umax、也增大；当Ubm增大到一定程度，放大器的工作状态由欠压进入过压，电流波形出现凹陷，但此时Ucm还会增大（如Ucm3）。

4、电源电压E C变化对放大器工作状态的影响在E b、U bm、R C保持恒定时，集电极电源电压E C变化对放大器工作状态的影响如下：1E C改变时对工作状态的影响1由图可见，E C变化，U cemin也随之变化，使得U cemin和U ces的相对大小发生变化。

当E C 较大时，U cemin具有较大数值，且远大于U ces,放大器工作在欠压状态。

随着E c减小，U cemin 也减小，当U cemin接近UE C再减小，U cemin小于U ces时，ces时，放大器工作在临界状态。

放大器工作在过压状态。

图2-9中，E C > E c2时，放大器工作在欠压状态；E C = E C2时，放大器工作在临界状态；E C<E C2时，放大器工作在过压状态。

即当E C由大变小时，放大器的工作状态由欠压进入过压，i c波形也由余弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。

三、实验器材（实验所需的主要仪器及型号、材料及特殊环境要求）1）高频实验箱一台2）高频电压表（选项）一台3）双踪示波器（100MHz）—台4）万用表一块5）调试工具一套6）高频信号源（最大功率10dBm,最高频率100MHz）一台四、实验内容与测试数据（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、异常或错误处理等）（1）实验内容：1 、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点；2 、测试丙类功放的调谐特性；3 、测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；4 、观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程；5 、观察功放基极调幅波形。

（2）实验步骤：1、实验准备：在实验箱主板上装上高频功率放大与射频发射模块，接通电源即可开始实验。

2、测试前置放大级输入、输出波形高频信号源频率设置为6.3MHZ,幅度峰-峰值300mV左右，用铆孔线连接到11P01,模块上开关11K01至“ OFF”，用示波器测试11P01和11TP02的波形的幅度，并计算其放大倍数。

答：11P01波形的幅度是：0.516V ；11TP02 波形的幅度是：6.56V 放大倍数：12.7 ；11P01和11TP02的波形图如下：3、激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响（1 ）激励电压U b对放大器工作状态的影响开关11K01置“ on”，11K03置“右侧”，11K02往下拨。

保持集电极电源电压E c=5V左右（用万用表测11TP03直流电压，11W01逆时针调到底），负载电阻R L=10K Q左右（11K04置“off ”，用万用表测11TP06电阻，11W02顺时针调到底，然后11K04置“ on ”）不变。

高频信号源频率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰一峰值），连接至功放模块输入端（11P01）。

示波器CH接11TP03, CH2接11TP04。

调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（11TP03）最大。

改变信号源幅度，即改变激励信号电压U b，观察11TP04电压波形。

实际观察图形如下:欠压状态临界状态若过压状态过压状态（2）集电极电源电压E c对放大器工作状态的影响保持激励电压U b（11TP01电压为200mv峰一峰值）、负载电阻R L=10K Q不变（11W02顺时针调到底），改变功放集电极电压E c（调整11W01电位器，使E c为5—10V变化），观察11TP04电压波形。

调整电压E c时，仍可观察到图2-14的波形，但此时欠压波形幅度比临界时稍大。

实际观察到的波形如下图:欠压临界（3 ）负载电阻R L变化对放大器工作状态的影响保持功放集电极电压E c=5V（ 11W01逆时针调到底），激励电压（1仃P01点电压、150mv峰一峰值）不变，改变负载电阻R （调整11W0电位器，注意11K04至“ON），观察1仃P04 电压波形。

测出欠压、临界、过压时负载电阻的大小。

测试电阻时必须将11K04拨至“OFF”，测完后再拨至“ on ”。

答：欠压时负载电阻0.004k Q，临界时负载电阻0.222k Q，过压时负载电阻10.45k Q。

（4）功放调谐特性测试11K01置“ON ,11KO2往下拨，11K03置“左侧”，拔掉11K05跳线器。

高频信号源接入前置级输入端（11P01），峰-峰值600mV以12.9MHZ勺频率为中心点，以400KHZ^频率间隔，向左右两侧画出6个频率测量点，画出一个表格。

高频信号源按照表格上的频率变化，幅度峰-峰值为600m\左右（11TP01）,用示波器测量1仃P03的电压值。

测出与频率相对应的电压值填入如下表格：—输出电压V(3)异常或错误处理：1、一开始波形的出现不是非常明显，后来稍稍调整了一下高频信号源频率和幅度，波形就变得非常明显了。

2、在“集电极电源电压E c对放大器工作状态的影响”实验内容过程中，波形变化非常不明显，多次调试也是如此。

3、在“功放调谐特性测试”实验内容过程中，即便保持中心频率改变峰峰值，或者保持峰峰值改变中心频率，波形始终没有出来，所以后来我就同时调整了一下中心频率和峰峰值，当以12.9MHZ为中心频率，以600m\为峰峰值时，波形非常清楚，后面我以400KHZ^频率间隔。

因为若以200KHZ为频率间隔，变化不是很明显。

五、实验结论1、根据实验数据分析，输入激励电压、集电极电源电压、负载电阻会对放大器工作状态有所影响，信号源幅度变化时，会观察到欠压、临界、过压三种脉冲波形。

2 、根据实测参数分析，可发现丙类功率放大器的特点：丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的，且随RL的增大，输出功率也有所增加。

丙类功率放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。

六、对实验的建议或改进之处通过本次实验，我掌握了丙类放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性，也了解到丙类功率放大器的基本工作原理。

不过在这次实验过程中，没有像第一次实验那么顺利了，但最终在不断地调试中，还是圆满的完成了实验内容，同时我也发现了自己的很多不足，对以前的知识掌握的还不够深刻牢固。