射频功率放大器实验（虚拟实验）
：学号：
（一）甲类射频功率放大器电路
示波器中的输入输出信号的波形
分析：
观察可知，输入信号大小为40mV，输出波形的大小约为12V，放大了约300倍，此时放大器工作在大信号极限运用状态下，输出波形没有失真。

毫安表中的相应的读数为：3.035mA 功率表相应读数为：11.556mW
=
=
D
O
P
P
η
观察失真
电路输入输出波形为：
%
73
.
31
%
100
035
.
3
12
556
.
11
=
⨯
⨯
分析：
当输入信号提高至60mV时，按照甲类放大器的特点，输出信号会输入信号的比例放大，输出60mV*300>12V，这时放大器工作在非线性状态，产生了失真。

（二）乙类射频功率放大器电路
输入输出信号波形的仿真
示波器中显示的输入输出信号的波形
失真分析：
由于门槛电压的存在（NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V），功放管的i B必须大于其时才有显著变化，否则，两管都截止，出现一段死区，也即交越失真，如图所示。

至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形
原因分析：
由上图可以观察到，当输入电压为8V 时，输出波形的交越失真现象出现明显的减弱。

主要因为当幅度增大时，两管便能在很短的时间达到门槛电压，这段时间相比整个周期来说相对较短，可以忽略，因此失真现象不明显。

消除交越失真后的波形
输入信号幅值 (V) 2 4 5 6 6.5 7 电源电压利用系数ξ 0.167 0.333 0.42 0.497 0.542 0.583 输出功率L P (mW) 1.796 7.495 11.83 17.16 20.20 23.48 总的直流功率
D P (mW)
14.39
29.27
36.71
44.20
47.96
51.71
两管总耗散C P (mW) 12.60
21.78 24.88 27.05 27.76 28.23
效率η
12.49% 25.51% 32.2%
38.8% 42.08% 45.40%
输入信号幅值 (V) 8 9 10 12 13 14 电源电压利用系数ξ 0.667 0.750 0.833 0.999 - - 输出功率L P (mW) 30.80 39.11 48.42 70.03 - 总的直流功率
D P (mW)
59.22
66.73
74.25
89.46
-
-
两管总耗散C P (mW)
28.42 27.62 25.83 19.43 - - 效率η
51.0%
58.6%
65.2%
78.3%
-
-
“-”表示无法测量
当输入幅值过大时出现的失真波形：
两管管耗与电源电压利用系数的关系图
分析：
1、实验时，调整电压幅值，用示波器观察输出波形，会发现当输入信号为13、14V 时输出波形出现明显失真，可见，输入信号的大小也不宜过大。

2、当输入信号为12V时，功放功率最大，是78.3%；
3、两个管子的总耗散功率并不是随着输入信号幅值的增大而不断增大的，而是随着电压利用系数的增大先增大后减小，其最大值为28.4mW左右，出现在输入信号为7~8V间；理论值计算可得到最大管耗是28.8mW，与仿真结果相近。

思考题：
（1）
答：
可以，当静态工作点处在交流负载线中点时，输出最大的电压和电流，此时电路的输出功率也就最大。

U CEQ=V CC/2，I CQ=(V CC-U CEQ)/R2，所以实际上只要调节电阻满足上述条件时，均可以达到调节静态工作点的目的。

（2）
答：
MOS管的
I为负温度系数，随温度升高而减小，这使功率管升温后仍能保
D
证安全工作；而BJT的
I为正温度系数，如果不采用复杂的保护电路，则升温
C
后功率管将被烧坏。

并且MOS管功耗很小，工作频率高，激励功率小，功率增益高，易于集成。

（3）
答：
可以采用单电源互补推挽电路OTL。

不同点：最大输出功率为原来的一半；OTL电路除了由于电容的存在使放大器的带宽和频响受到相当大的影响外，单电源供电情况下，正负半周流过负载的电流也不一样，造成了输出波形的失真。