三丙类高频功率放大器
高频实验三 高频丙类谐振功率放大器实验报告 甄.选
高频实验三 高频丙类谐振功率放大器实验报告实验三 高频丙类谐振功率放大器实验一、 实验目的1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。
2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。
4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。
二、实验使用仪器1. 丙类谐振功率放大器实验板2. 200MH 泰克双踪示波器3. FLUKE 万用表4. 高频信号源5. 扫频仪（安泰信） 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。
放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。
谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。
高频谐振功率放大器电压和电流关系在集电极电路中，LC 振荡回路得到的高频功率为ecme m c cm m c R U R I U I P 22110212121===集电极电源E C 供给的直流输入功率为0C C E I E P =集电极效率ηC 为输出高频功率P o 与直流输入功率P E 之比，即CC cmm c E C E I U I P P 01021==η静态工作点、输入激励信号幅度、负载电阻，集电极电源电压发生变化，谐振功率放大器的工作状态将发生变化。
如图3-3所示，当C 点落在输出特性(对应u BEmax 的那条)的放大区时，为欠压状态；当C 点正好落在临界点上时，为临界状态；当C点落在饱和区时，iR L－为过压状态。
谐振功率放大器的工作状态必须由集电极电源电压E C、基极的直流偏置电压E B、输入激励信号的幅度U bm、负载电阻R e 四个参量决定，缺一不可，其中任何一个量的变化都会改变C点所处的位置，工作状态就会相应地发生变化。
高频丙类功率放大器设计制作
2. 直流馈电电路
串馈：电源、功率管、负载回来串联 集电极馈电电路
并馈：电源、功率管、负载回来并联
自给偏置：负电压
基极偏置电路
电源分压偏置：正电压（小于导通电压）
三、设计流程及参数计算
3. 滤波匹配网络 谐振回路（滤除集电极电流中的谐波成分；提供功率管所 需的最佳负载电阻），起到滤波和匹配的双重作用，因此又称 为滤波匹配网络。 主要要求： （1）进行有效的阻抗变换，将实际负载电阻RL变换成放 大器要求的最佳负载电阻Re，使放大器工作在临界状态。 （2）抑制谐波能力强，有效滤除不需要的高次谐波。 （3）本身的固有损耗尽可能小。 功率管与负载 阻抗匹配 功率管与前级放大器
功率管与负载阻抗匹配功率管与前级放大器三设计流程及参数计算参考电路三设计流程及参数计算三设计流程及参数计算四参数计算4阻抗匹配三设计流程及参数计算四参数计算4阻抗匹配四总体参考电路原理图四总体参考电路pcb五实物展示六调试及指标参数测量指标参数测量静态测试前后两级放大器三极管各极对地电压
实验三
高频丙类功率放大器设计
因此，一般都采用LC选频网络作为负载。为提高效率，常工
作在丙（C）类。
一、相关背景
由于谐振网络频率调节比较困难，因此谐振功率放大器主 要用来放大固定频率信号或中心频率固定的窄带信号，所以谐 振功率放大器也称为窄带高频功率放大器。 对于多频道通信系统和相对带宽较大的高频设备，可采用 以传输线变压器作为负载的宽带高频功率放大器。
三、设计流程及参数计算
参考电路
三、设计流程及参数计算
三、设计流程及参数计算
三、设计流程及参数计算
（四）参数计算 （4）阻抗匹配 L型
三、设计流程及参数计算
（四）参数计算 （4）阻抗匹配 π型和T型
实验三高频功率放大器(丙类)
实验操作过程
调整丙类功率放大器的输入和输 出阻抗，使其与信号源和负载匹 配。
逐步增加输入信号的幅度，观察 放大器的输出波形和参数变化。
使用示波器记录放大器的输入和 输出波形，分析波形的失真情况。
打开高频信号发生器，设置合适 的信号频率和幅度。
使用电压表和电流表测量放大器 的各项参数，如输入电压、输出 电压、输入电流、输出电流等。
02
它主要由输入匹配网络、功放管 、输出匹配网络和偏置电路等部 分组成。
高频功率放大器的分类
根据功放管的类型，高频功率 放大器可分为电子管式高频功 率放大器和晶体管式高频功率
放大器。
根据工作频率，高频功率放 大器可分为超短波高频功率 放大器和微波高频功率放大
器。
根据放大器的级数，高频功率 放大器可分为单级高频功率放 大器和多级高频功率放大器。
对未来实验的展望与建议
01
深入研究不同类型的 高频功率放大器
在未来的实验中，可以进一步探索甲 类、乙类等不同类型的高频功率放大 器的设计与制作，比较它们之间的性 能差异和应用特点。
02
结合实际应用场景进 行优化设计
针对实际应用需求，可以对高频功率 放大器进行优化设计，如提高输出功 率、降低失真度、拓宽带宽等，以满 足不同场景下的使用要求。
通过分析实验数据，我们发现放大器在不同频率下的响应特性有所不同。在低频段，放大 器的放大效果较好；而在高频段，放大效果逐渐减弱。这可能与放大器的设计参数和元器 件特性有关。
线性度与失真
在实验过程中，我们观察到输出信号存在一定的失真现象。失真可能源于放大器的非线性 特性，如饱和、截止等。为了量化失真程度，我们采用了失真度指标进行分析。
高频丙类功率放大器
实验一：高频丙类功率放大器前言在高频范围内为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频放大器，高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级，它将振荡产生的信号加以放大，获得足够高频功率后，再送到天线上辐射出去。
另外，它也用于电子仪器作未级功率放大器。
高频功率放大器要求功率高，输出功率大。
丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。
高频功率放大器的工作频率范围一般为几百KHZ—几十MHZ。
一般都采用LC 谐振网络作负载，且一般都是工作于丙类状态，如果要进一步提高效率，也可工作于丁类或戊类状态。
一．实验目的及要求（一）实验目的1．进一步了解高频丙类功率放大器的工作原理和调试技术。
2．熟悉负载变化对放大器工作状态的影响及各指标的测试方法。
3．掌握输入激励电压，集电极电压，基极偏置电压变化对放大器工作状态的影响。
（二）实验要求1．认真阅读本实验教材及有关教材内容2．熟悉本实验步骤，并画出所测数据表格。
3．熟悉本次实验所需仪器使用方法。
（三）实验报告要求1．写出本次实验原理及原理框图2．认真整理记录测试数据及绘出相应曲线图。
3．对测试结果与理论值进行比较分析，找出产生误差的原因，提出减少实验误差的方法。
4．详细记录在调谐和测试过程中发生的故障和问题，并进行故障分析，说明排除过程和方法。
5．本次实验收获，体会以及改进意见。
二．实验仪器及实验板1．双踪示波器（CA8020）一台2．高频信号发生器（XFG-7）一台3．晶体管直流稳压电源一块4．数字万用表一块5．超高频毫伏表（DA22）一台6．直流毫安表一块7．高频丙类功率放大器实验板一块三．实验原理及公式推导高频谐振放大器的主要作用是使电路输出功率大，效率高；主要特点是用谐振回路来实现阻抗变换，并且为了提高效率常工作在丙类状态。
高频功率放大器一般有两种：1.窄带高频功率放大器；2. 宽带高频功率放大器。
前者由于频带比较窄，故常用选频网络作为负载回路，所以又称为谐振功率放大器。
丙类高频功率放大器实验报告
丙类高频功率放大器实验报告一、实验目的1.了解和熟悉丙类放大器、高频功率放大器及其工作原理；2.掌握丙类高频功率放大器电路的设计和调试方法；3.实现一个丙类高频功率放大器的设计和调试。
二、实验原理1.丙类放大器丙类放大器是一种功率放大器，其输出信号的一个部位接近正弦波而另一部分则大约失真。
丙类放大器又称为开关放大器，工作原理如下：（1）若输入的信号为负半周期，管子导通，输出便接近0V；（2）若输入信号为正半周期，管子截止，输出电压取决于负载电路。
（3）由于丙类放大器的输出电压只在正半周期时才产生，故功率效率可达90%以上，但其输出信号存在失真，因此丙类放大器多用于功率放大应用中。
2.高频功率放大器高频功率放大器的特点是恢复时间低，速度快、功率输出大，其主要应用在收音机、电视机、雷达、电子计算机等电子设备中，其原理如下：高频功率放大器具有放大频率宽、能量转换效率高、输入输出匹配好、频率稳定性好、体积小、功率大等特点。
其主要应用在无线通信、信号干扰、雷达和通信等电子设备中。
三、设计内容1.电路图设计高频功率放大器电路调试原理如下：（1）采用驱动单一管子的电路，以避免传输相位问题，同时减少了对驱动器电路的要求。
（2）采用变压器耦合方式，从低频端口把信号发送到功率放大器，减少了对驱动信号源的要求。
（3）采用反馈电路，对稳定性及主动去谐增益方面起到较好的作用。
2.实验步骤（1）根据所设计的电路图，依据实际元器件参数选择合适型号、参数元器件进行组装，拼装好整个高频放大器的主板电路。
（2）在采用反馈电路的前提下，测试电路器件的频率特性，应适当减小反馈电压以提高增益。
（3）根据反馈电路实验条件测量出高频功率放大器的输出功率、增益、谐波失真等有关参数，得出实验结果。
四、实验结果及分析高频功率放大器的实验结果及分析如下：1.功率输出本次实验所测试电路的功率输出可达到40W的功率输出。
2.增益本次实验所测试电路的增益为30dB左右，符合预期结果。
高频丙类功率放大器基础知识详解
高频丙类功率放大器基础知识详解高频功率放大器是各种无线电发射机的主要组成部分，它与低频功率放大器一样要求输出功率大、效率高。
但不同的是，高频功放的工作频率高(几万千赫兹到几万兆赫兹数量级)，但相对频带很窄。
高频功放一般工作在丙类状态，其放大电路一般采用选频网络作为负载回路。
由于高频功放通常工作于丙类，属于非线性电路，因此不能用线性等效电路来分析。
对它们的分析方法有图解法和解析近似分析法，这里我们采用最常的解析近似分析法中的一种折线法来简要叙述高频功放的基本工作原理和工作状态。
高频丙类谐振功放的电路主要由放大部分和频带选通部分组成，其结构框图简单示意如图6.17所示。
输出信号其中，频带选通部分由选频滤波电路实现，其主要任务是滤除输入到放大电路的无用频率分量，滤除放大器件产生的无用谐波分量，以减小非线性失真。
高频丙类谐振功放的具体原理电路，如图6.18所示。
这是一个以晶体管为核心的非线性放大器，其转移特性曲线，如图6.19(a)所示。
尽管集电极电流是周期性非正弦波、是不连续的，但输出电压却是连续的。
如果从能量交换的角度来解释当ic=0时为什么还会有输出电压。
这是由于选频网络是由LC并联电路构成，当ic=0时，L与C支路电流并不为零，只是大小相等而方向相反而已。
说明此时回路正在进行着电场能量与磁场能量的交换，所以输出是不断的，连续的。
当然如果输出回路是一电阻网络，自然不会出现这种现象。
需要说明的是工作于功率放大器中的选频网络，为了适应输出较大功率的要求，通常回路的品质因数都较低，一般在10左右。
由于输出回路调谐在基波频率上，输出电路中的高次谐波处于失谐状态，相应的输出电压很小，因此，在放大电路的输出功率Po等于集电极电流基波分量在负载R上的平均功率，即谐振功放中只需研究直流及基波功率2.电源供给功率（PE）电源电压UCC与流过UCC的集电极电流ic的直流分量IC0的乘积，用PE表示，即Pe=Ucc*Ico(6.25)3.集电极管耗（PC）电源供给功率PE与输出基波交流功率Po之差，用PC表示，即Pc=Pe-Po (6.26)丙类放大器的工作状态人们根据是否进入器件的截止区，以及进入截止区的深入程度，把放大电路分为甲类、乙类、甲乙类和丙类四种工作状态。
丙类高频功率放大器失谐后果
丙类高频功率放大器失谐后果丙类高频功率放大器失谐后果丙类高频功率放大器是一种常见的电子设备，广泛应用于无线通信、雷达、医疗设备等领域。
失谐是指输入和输出电路之间的阻抗不匹配，导致功率放大器无法正常工作。
失谐会对功率放大器的性能产生一系列不良影响，下面将详细介绍丙类高频功率放大器失谐后果。
首先，失谐会导致功率放大器的效率降低。
在失谐状态下，输入电路和输出电路之间存在阻抗不匹配，导致部分输入信号无法被放大器正确处理。
这样一来，输入信号无法完全转化为输出信号，功率放大器的效率会明显下降。
效率的降低不仅会浪费能量，还会带来额外的热量，影响设备的稳定性和寿命。
其次，失谐会导致功率放大器的线性度下降。
在失谐状态下，功率放大器的输入和输出特性会发生变化，无法实现理想的线性放大。
这样一来，输入信号在经过功率放大器时可能会出现非线性失真现象，使得输出信号与输入信号不再保持一致。
线性度下降会严重影响信号的传输质量，导致通信系统的误码率增加，甚至影响到无线通信的可靠性。
此外，失谐还会导致功率放大器的带宽变窄。
在失谐状态下，功率放大器无法有效地传输高频信号，导致输出信号的频率范围受限。
带宽的变窄会限制功率放大器的应用场景和传输能力，降低设备的灵活性和适用性。
另外，失谐还会引起功率放大器的输出功率波动。
在失谐状态下，输入和输出之间存在反射波，导致输出功率不稳定。
这种波动会对通信系统产生干扰，影响到接收端对信号的解调和处理。
尤其是在无线通信系统中，功率波动会导致通信质量下降，降低通信距离和可靠性。
最后，失谐还会对功率放大器的工作温度产生影响。
在失谐状态下，功率放大器由于效率降低而产生更多的热量。
这样一来，功率放大器的工作温度会升高，可能超过设备能够承受的范围。
过高的工作温度会导致设备故障、损坏甚至起火等安全隐患。
综上所述，丙类高频功率放大器失谐后果是多方面的。
失谐会降低功率放大器的效率、线性度和带宽，引起输出功率波动，并对工作温度产生影响。
实验3丙类高频功率放大器
实验3 丙类高频功率放大器仿真高频功率放大电路通常在发射机末级功率放大器和末前级功率放大器中，主要对高频信号的功率进行放大，使其达到发射功率的要求。
在硬件实验中，我们已经对高频功率放大器的幅频特性、负载特性及电路效率进行了测试。
在仿真实验中，我们将对放大器的其它特性进行进一步的仿真研究。
一、实验电路：电路特点：晶体管基极加0.1V的负偏压，电路工作在丙类，负载为并联谐振回路，调谐在输入信号频率上，起滤波和阻抗变换作用。
二、测试内容（一）高频功率放大电路原理仿真1、集电极电流Ic与输入信号之间的非线性关系晶体管工作在丙类的目的是提高功率放大电路的效率，此时晶体管的导通时间小于输入信号的半个周期。
因此，集电极电流Ic将是周期的余弦脉冲序列。
（1）、当输入信号的振幅有效值为0.75V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析。
设置：起始时间为0.03S，终止时间为0.03005S，输出变量为I(V3)仿真分析。
记录并分析实验结果。
（2）、当输入信号振幅为1V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析，设置同上。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形顶部凹陷失真的原因是什么？2、输入信号与输出信号之间的线性关系将电路中R1改取30K，重复上述过程，使用示波器测试电路输出电压波形。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形与步骤1的实验结果有何区别？为什么？（二）高频功率放大电路外部特性仿真测试1、调谐特性调谐特性指在R1、V1、V BB、Vcc不变的条件下，高频功率放大电路的Ico、Ieo、Uc等变量随C变化的关系。
将C1改用可变电容器，调C1使电路处于谐振状态（C1=50%），回路阻抗最大，呈纯阻，电流最小，此时示波器显示输出信号幅度最大，电流表显示电流最小值；当改变C1值，回路失谐，回路阻抗变小，回路电流变大,输出波形出现失真。
通过示波器和电流表观察记录实验结果，并对实验结果进行分析。
使用波特图仪和小信号交流分析方法测试测试并记录电路的调谐特性。
高频电子线路实验报告2——高频丙类功率放大器
高频电子线路实验报告2——高频丙类功率放大器实验目的：1. 学习高频丙类功率放大器的基本原理。
2. 掌握高频丙类功率放大器的设计方法。
3. 验证高频丙类功率放大器的工作性能。
实验原理：丙类功放器是一种在放大器的输出段设有截止偏压的放大器。
其主要特点是效率高、失真小、输出功率大，因此，在广播、通信、雷达等领域被广泛应用。
实验步骤：1. 按照图1所示连接电路。
2. 调整可变电容器C1的值，使电路在工作频率上谐振。
3. 将信号源接入电路的输入端，调整可变电阻R3的值，使输出端的电压最大。
4. 在三极管的发热体上放置热敏电阻，测量其电阻值，计算其温度。
5. 调整信号源输出频率，测量输出端的电压值，记录数据。
6. 计算电路的功率增益、效率、输出功率等参数。
1. 电源电压：12V2. 工作频率：1MHz3. 可变电容器C1的值：10pF4. 可变电阻R3的值：10kΩ5. 发热体上的热敏电阻电阻值：100Ω6. 发热体温度：25℃7. 输出功率：2.5W8. 功率增益：6dB9. 效率：65%实验分析：1. 在C1的值确定的情况下，可通过变频电源调整工作频率，使电路在工作频率上谐振，从而提高电路的效率。
2. 随着输出功率的增加，三极管发热体的温度也会相应升高，从而导致热敏电阻的电阻值发生变化。
可以通过测量热敏电阻的电阻值，计算发热体的温度。
3. 在理论分析的基础上，通过实验数据对电路性能进行评估，验证了丙类功率放大器的工作性能良好，可以满足实际应用需求。
通过本次实验，我学习了丙类功率放大器的基本原理和设计方法，并通过实验数据验证了其工作性能。
这对我今后从事电子工程相关的工作具有很大的参考价值。
同时，我也意识到在实验过程中需要仔细操作、认真记录数据，以确保实验结果的准确性。
高频实验：丙类功率放大器设计实验报告南昌大学
高频实验: 丙类功率放大器设计
一、实验目的
1.了解丙类功率放大器的基本工作原理, 掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。
2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
3.比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点
4.掌握丙类放大器的计算与设计方法。
二、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.测试丙类功放的负载特性
4.观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响
三、实验原理
放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。
功率放大器电流导通角越小, 放大器的效率越高。
甲类功率放大器的o 180＝, 效率最高只能达到50%, 适用于小信号低功率放大, 一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
非线性丙类功率放大器的电流导通角o 90, 效率可达到80%, 通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小), 基极偏置为负值, 电流导通角o 90, 为了不失真地放大信号, 它的负载必须是LC谐振回路。
四、实验仿真原理图
五、实验仿真结果
结果说明:
CH1波形为输入波形, CH2波形为经1M选频网络之后的波形, 形成2倍频。
实验03 丙类高频功率放大器
一、实验目的 1． 通过实验进一步熟悉丙类高频功率放大器的基本 工作原理，掌握丙类放大器的计算与设计方法。 2． 了解电源电压Vcc与集电极负载对功率放大器功 率和效率的影响。 3． 掌握谐振功率放大器的调谐技术，了解高频功率 的测量方法。
二、实验原理
高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路， 并且一般都工作于丙类状态。高频功率放大器的主要 技术指标是输出功率和效率。 1．集电极效率 C ．集电极效率η 设 PD=直流电源供给的直流功率 PO=交流输出信号功率 PC=集电极耗散功率 则 PD=PO+PC 为了说明晶体管放大器的功率转换能力，定义集电极 效率ηC
VB VE VCE Vi Vo Ico Icm PD P0 PC
η
R=50
Vc= 12V
V= 120m V
R=75
R=120
Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120
Vi= 120 mV VC=5 V Vi= 84m V
RL=50 RL=75 RL=120 RL=50 RL=75 RL=120
式中，ICO为丙类工作时，C脉冲波的傅立叶级数展开式中的平均 i 分量；由于电路处于基波谐振状态，所以，无高次谐波输出， Vcm为基波分量输出电压；Icm为基波分量电流；Re为谐振回路阻 抗。Re与谐振回路及负载有关。本实验就是在改变负载的情况 下，测量功率及 ηC的变化。
三、实验仪器 双踪示波器 扫频仪 高频信号发生器 万用表 实验板G1
Vi ：输入电压峰-峰值 峰 Vo：输出电压峰-峰值 峰 IC0 ：电源给出总电流 PD ：电源给出总功率（PD = VCC IC0） P0 ：输出功率 PC ：管子损耗功率（PC = PD – P0 ) 3．加75负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 4．加120负载电阻，同2测试并填入表3-1内。 ． 5．改变输入端电压V= 84mV，同2、3、4测试并填入表3-1 ． 内。 6．改变电源电压V= 5V，同2、3、4测试并填入表3-1内。 ．
实验三丙类高频功率放大器实验
实验三 丙类高频功率放大器实验一． 实验目的1．通过实验，加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。
2．研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性，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、激励电压的变化对于工作状态的影响。
4．掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。
二。
预习要求：1．复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。
2．熟悉并分析图3所示的实验电路，了解电路特点。
三．电路特点及实验原理简介在高频范围内为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频放大器，高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级，它将振荡产生的信号加以放大，获得足够高频功率后，再送到天线上辐射出去。
另外，它也用于电子仪器作未级功率放大器。
高频功率放大器要求效率高，输出功率大。
丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。
高频功率放大器的工作频率范围一般为几百kHz —几十MHz 。
一般都采用LC 谐振网络作负载，且一般都是工作于丙类状态，如果要进一步提高效率，也可工作于丁类或戊类状态。
1．电路特点本电路的核心是谐振功率放大器，在此电路基础上，将音频调制信号加入集电极回路中，利用谐振功率放大电路的集电极调制特性，完成集电极调幅实验。
当电路的输出负载为天线回路时，就可以完成无线电发射的任务。
为了使电路稳定，易于调整，本电路设置了独立的载波振荡源。
2．高频谐振功率放大器的工作原理参见图1。
谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器，它是在无线电发送中最为重cR L要、最为难调的单元电路之一。
根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。
丙类功率放大器导通角θ＜900，集电极效率可达80%，一般用作末级放大，以获得较大的功率和较高的效率。
图1中，Vbb 为基极偏压，Vcc为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态，Vbb应为负值，即基极处于反向偏置。
u b为基极激励电压。
图2示出了晶体管的转移特性曲线，以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
丙类高频功率放大器实验报告
丙类高频功率放大器实验报告1. 背景1.1 功率放大器的概念功率放大器是电子电路中的一种重要元件，用于将信号的能量放大到需要的水平。
其中，丙类功率放大器是一种高效率的功率放大器，适用于需要驱动高频负载的应用，如无线电通信、广播电视等领域。
1.2 实验目的本实验旨在设计和验证一个丙类高频功率放大器的基本原理，并通过实验测量其性能参数，例如功率增益、频率响应等。
通过实验结果的分析，评估该丙类功率放大器在特定应用中的适用性，并提出改进和优化的建议。
2. 分析2.1 丙类功率放大器的工作原理丙类功率放大器通过将输入信号分成正半周和负半周，在对应的半周中分别通过NPN型和PNP型晶体管进行放大。
这样可以减小放大器的交叉变形失真，提高整体的效率。
2.2 设计方案本实验中，我们选取了一个频率为f的输入信号，通过一个调制电路将其分成正半周和负半周。
然后，将这两个信号分别输入到NPN型和PNP型晶体管，进行放大，并通过LC滤波网络去除输出信号中的高频噪声。
最后，通过适当的负载电阻将输出信号传递给负载。
2.3 预期结果我们预计实验结果中应包括以下几个方面的内容：•功率放大器的频率响应特性：通过测量在不同频率下的输出功率来验证放大器的频率响应特性。
•功率增益的测量：通过测量输入和输出信号的功率差来计算功率增益。
•效率的测量：通过测量输出功率和输入功率的比值来计算放大器的效率。
•THD（总谐波失真）的测量：通过测量输出信号中各谐波的功率来计算THD，并评估放大器的失真性能。
3. 实验结果3.1 频率响应特性根据实验测量数据，在频率范围f1到f2内，我们测量到功率放大器的输出功率逐渐增加，并在f3后开始饱和。
这表明功率放大器在特定频率范围内具有较好的放大效果，但在超过一定频率后会有明显衰减。
3.2 功率增益我们测量到在输入功率为P_in时，输出功率为P_out。
通过计算得到功率增益G=P_out/P_in，在特定频率下，我们得到了功率增益的曲线图。
实验三 高频功率放大器实验
实验三高频功率放大器实验一、实验目的1.通过实验，加深对丙类功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙类功率放大器的调谐特性。
2.掌握输入激励电压，集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。
3.通过实验进一步了解调幅的工作原理。
二．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。
三．实验步骤1.实验准备在实验箱主板上装上幅度调制与无线发射模块，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1P05，用示波器测试1P05和1TP07的波形的幅度，并计算其放大倍数。
由于该级集电极负载是电阻，没有选频作用。
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激励电压U b 对放大器工作状态的影响1K03置“右侧”。
保持集电极电源电压E c =5V左右（用万用表测1TP08直流电压， 1W05 逆时针调到底），负载电阻R L =10KΩ 左右（1K04置“右侧”，用万用表测1TP11电阻， 1W6 顺时针调到底，然后1K04置“左侧”）不变。
高频信号源频率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰—峰值），连接至功放模块输入端（1P05）。
示波器CH1接1P08，CH2接1TP09。
调整高频信号源频率，使功放谐振即输出幅度（1TP08）最大。
改变信号源幅度，即改变激励信号电压U b ，观察1TP09电压波形。
信号源幅度变化。
欠压临界过压弱过压如果波形不对称，应微调高频信号源频率，如果高频信号源是DDS信号源，注意选择合适的频率步长档位（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 （1P05电压为200mv峰—峰值）、负载电阻R L =10KΩ 不变（1W6顺时针调到底），改变功放集电极电压E c （调整1W5电位器，使E c 为5—10V变化），观察1TP09电压波形。
第6讲高频丙类功率放大器原理和工作状态
EC
上 得c
IC0
到
的
功
率
）
1
P0(2)2
U
Cm
I
c
Cm1
IC1m1I
I C2O
2，Cm1一 R般P 有U2：R2CPm
c
（注意 c RP 为 c回路谐振阻抗）
(3) 集(电 3)极c 耗Po散 PoP功c 率PoPC1
(4)
集电极能量转换效率
c
Po PD
Po Po PC
c
，c
c
：
PPCc
ic gc UBB Ubm cost UBZ
由于当 t c 时， ic 0
cos c
UBB UBZ Ubm
c
cos1
UBB UBZ Ubm
ic
+
+ ub
+
uCE C
uBE
-
_
RpLeabharlann + L uc1-
-
-UBB
EC
ic gc Ubm cost (U BB U BZ ) gc Ubm cost Ubm cosc gcUbm cost cosc
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
18
高频功率放大器的工作状态
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
19
1、 放大区动态特性
当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
输入端： uBE UBB Ubm cost 输出端： uce EC Ucm cost
功放是能量转换器：
在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功率
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态高频丙类功率放大器是一种常见的放大器类型，广泛应用于通信、无线电等领域。
本文将介绍高频丙类功率放大器的原理和工作状态，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、高频丙类功率放大器的原理高频丙类功率放大器是一种用于放大高频信号的电路。
它的原理基于功率放大器的工作方式。
功率放大器是一种特殊的放大器，其输出端可以输出较大幅度的电功率，通常用于将弱信号放大到足够驱动负载的水平。
高频丙类功率放大器的原理和一般功率放大器相似，但其特点是在工作过程中采用了丙类放大的方式。
丙类放大是一种非线性放大方式，其输出信号在正半周和负半周分别被不同的放大器阶段放大。
具体而言，高频丙类功率放大器由一个或多个功率放大器级联组成。
每个放大器阶段都工作在丙类工作状态下，即在正半周和负半周分别进行放大。
这样可以有效提高功率放大器的效率，并实现对高频信号的放大。
二、高频丙类功率放大器的工作状态1. 正半周放大状态在高频丙类功率放大器的正半周工作状态中，输入信号的正半周期被放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的正半周期的放大结果。
由于丙类放大器在正半周时工作，因此其输出端的负电压是由负反馈电路提供的，保持放大器处于良好的工作状态。
2. 负半周放大状态在高频丙类功率放大器的负半周工作状态中，输入信号的负半周期被不同的放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的负半周期的放大结果。
同样，由于丙类放大器在负半周时工作，负反馈电路提供正电压来保持放大器的工作状态稳定。
3. 合并输出高频丙类功率放大器通过将正半周和负半周的放大结果合并起来，得到了每一个周期内的完整的输出信号。
这种合并输出的方式可以保证高频丙类功率放大器输出信号的连续性和稳定性。
三、高频丙类功率放大器的应用高频丙类功率放大器在通信和无线电领域有着广泛的应用。
由于其工作效率高，输出功率大，适用于处理高频信号，并且可通过合并多个放大器级联来获得更高的增益。
高频实验三 高频丙类谐振功率放大器实验报告
高频实验三高频丙类谐振功率放大器实验报告实验目的：1. 理解高频振荡电路的谐振条件，并掌握它的基本工作原理；2. 理解高频功率放大器的基本原理；3. 掌握高频振荡电路的调谐方法；4. 熟练掌握高频功率放大器的参数选择和调试方法。
实验器材：1.高频发生器2.谐振电路板3.二级元件（J310晶体管、VMMK-2203二极管、0.2Ω15W电阻）4.射频电阻5.多用表6.示波器7.功率计8.负载实验原理：1.谐振电路谐振电路是在特定的频率下，由电感和电容构成的谐振回路，通过它产生的信号波，能够单纯频率的持续振荡，保证了信号的稳定性。
在PCB板上我们对谐振电路布线，包括多个元器件的互连、地线的走向等设计严谨，注重缩小回路面积，降低谐振频率，减小谐振面积，从而提高谐振质量和谐振Q值，增强谐振电路稳定性，提高谐振电路的抗干扰能力。
谐振频率的计算公式f=1/(2π（LC）^0.5)2.高频功率放大器高频功率放大器是在HF频段（3MHz~30MHz）内的放大器，在电视机、收音机、通信设备等广泛应用中，常采用的是质子放大器，它所具有的功率放大、稳定性好等性能，能胜任各种业余通信需求。
实验步骤：1.按照谐振电路图在PCB板上完成电路组装，安装元器件之间要严谨紧密。
2.将负载连接到电路的输出端，连接电源，连接示波器和功率计。
3.改变高频发生器的频率，寻找谐振点。
4.调谐谐振电路的电感和电容，使其达到最佳状态。
5.检验电路的信号质量、放大系数和输出功率。
实验结果：1.通过调谐谐振电路，我们最终定位到了谐振点，稳定的输出正弦波。
2.经过功率计测量，我们发现功率输出效果较为满意。
实验分析：1.在谐振电路的制作过程中，需要仔细考虑各个元器件之间的互连，并且严格控制回路面积，以提高谐振质量和谐振Q值。
2.对于高频功率放大器的参数调试，需要对电感和电容等元器件进行仔细调谐，以找到最佳状态。
丙类高频功率放大器实验报告
[实验报告]实验名称：丙类高频功率放大器实验实验目的：了解丙类功率放大器的工作原理和特点。
掌握丙类功率放大器的电路设计和搭建方法。
测试丙类功率放大器的频率响应和功率输出特性。
实验器材和材料：电源供应器变压器电容器、电阻器、电感器二极管功率晶体管示波器频谱分析仪连接线等实验步骤：按照设计要求，搭建丙类高频功率放大器电路。
连接电源供应器和变压器，调整电源电压和电流，确保电路工作在适当的参数范围内。
连接示波器和频谱分析仪，用于观察和分析电路的输出波形和频谱。
运行电路，调整输入信号的频率和幅度，记录输出信号的频率响应和功率输出特性。
分析实验结果，总结丙类高频功率放大器的工作性能和优缺点。
实验结果：测试结果显示，丙类高频功率放大器具有较高的功率放大能力和频率响应范围。
输出信号的失真较小，但存在一定的非线性失真，尤其在低频部分。
功率输出特性受到电源电压和负载阻抗的影响，需要合理调整和匹配以达到最佳性能。
实验结论：通过本实验，我们深入了解了丙类高频功率放大器的工作原理和特点。
该放大器具有高功率放大能力和宽频率响应范围，适用于许多高频应用场景。
然而，由于其非线性特性，需要注意功率输出的失真问题，并且需要合理调整电源和负载以优化性能。
实验中可能存在的误差和改进方法：实验中的测量误差和器件非理想性可能会对结果产生一定影响。
可以采用更精密的测量仪器和优质的元器件来减小误差。
可以进一步优化电路设计，改进反馈机制和调整工作参数，以提高放大器的线性度和效率。
实验参考文献：[列出使用的参考文献和资料]附注：实验过程中请遵循实验室安全规范，注意电路连接的正确性和稳定性，避免发生意外和设备损坏。
以上为丙类高频功率放大器实验的基本报告框架，具体内容和格式可以根据实验要求和指导老师的要求进行调整。
高频丙类功率放大器原理和工作状态要点课件
3
交叉学科融合
与其他学科领域的交叉融合将为高频丙类功率放 大器的发展带来新的机遇和突破口。
THANKS
感谢观看
减小非线性失真的方法包括提高放大器线性度、 采用预失真技术以及合理配置负载阻抗等。
动态范围
01
动态范围是指放大器在正常工作状态下，能够处理的信号强度 的最大值和最小值之间的范围。
02
动态范围的大小取决于放大器的噪声性能、线性工作范围和失
真性能等因素。
动态范围越大，放大器能够处理的信号强度变化范围越广，信
增益不稳定
由于电路参数的变化或外部干扰，功率放大器的增益可能不稳定。解决方案：采用自动增益控制（AGC）技术，实时 监测和调整放大器的增益水平，确保输出信号的稳定性。
非线性失真
在高功率输出时，放大器可能产生非线性失真，影响信号质量。解决方案：采用适当的负反馈或前馈技 术，改善放大器的线性度；同时合理选择工作点，避免进入非线性区域。
由于丙类放大器只在信号峰值时消耗功率 ，因此效率较高。
非线性失真
适用范围广
由于丙类放大器的非线性工作特性，会产 生非线性失真。
适用于各种不同的信号和通信系统。
工作原理
01
02
03
输入信号
输入信号通过输入变压器 耦合到功率管，并在功率 管中进行放大。
功率放大
功率管在电源电压的作用 下，将输入信号放大并输 出。
高频丙类功率放大器原 理和工作状态要点课件
目录
• 高频丙类功率放大器概述 • 丙类放大器的原理 • 工作状态要点 • 实际应用与优化 • 发展趋势与展望
01
高频丙类功率放大器概述
定义与特点
定义
效率高
高频丙类功率放大器是一种电子设备，用 于将较小的信号放大到足够大的功率，以 便在传输系统中传输。
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1
M1 R9 3 60 R3 3 0K C8 .01 CT 3 R1 1 1 0K* C1 0 0 ~2 0p 6 2p *
1
L2
121 232 NhomakorabeaY1
R1 3 2 1K
2
2
C1 2 0 . 01
1
Rp 2 1 0K
R0 0
2
1
12
12
21
12
2
1 2
X1 C9 6 80 0P 1 V3 6 67 B
9 1p *
负载特性的观察
当Rp=75Ω时 调整CT4，使输出回路谐振，观察M3处波形，得到一个 失真最小的正弦波（幅度大于9.4V），仔细调整CT2， CT3，使功放极达到较好的匹配状态，观察V4发射极的 临界波形，应为一平顶脉冲（或略有凹陷的波形）。 当Rp=39Ω和120 Ω时 同上的方法，观察其过压波形和欠压波形 可知，随着负载的增大，集电极电流相应减小，放大 状态由欠压→临界→过压。
2
CT 4
3
2 3
1
2
C
1
1
1
1
1
12
1 . 5K
12
5 . 6K
R1 4
12
C1 .01
2 4p * 2 70 p* 0 ~2 0p
2
R1
1 2
1 00 0P R4
R8 3 60
R1 0 6 . 2K
R1 2 30
R1 6
1 1 2
C1 4'
C1 4
CT 1
2
C1 6 .01 RL 1 1 20 RL 2 75 RL 3 39 P5 1 GND
GND
GND
GND
1
7 80 5
R1 8 1 . 8K
1
1
2
1 2 3
1 2K
2 34 4 X2 1 3 2 4 X3
R2 0 2 40 GND
3K
3 -Vb b P2 M2 1 1
C5 C4 5 1P 4 70 P
V2
1 J4 3
2 4
12
1
GND C1 8 0 . 01 C1 9 GND 0 . 01 M3 P11 C2 4
iC I c0 I cm1 coswt I cm2 cos2wt I cmn cosnwt
wt
v CE VCC Vcm coswt
V cm iC
vCE
v CE VCC Vcm coswt
+ vb VBB
ic
C Rp L vc + Vc c
ic maxCE min 0 qc V BZ
高频功放与高频小信号放大器的比较
高频小信号 放大器 线性
发射机送给功放的信号接 收机天线送来的信号
高频功放
非线性 发射机末端放大
电路性质 应用场合
放大器类型
集电极输出波形 关键指标
甲类
与输入信号一致 电压增益
丙类
余弦脉冲 效率
电路特点
1、VCC：提供直流电源 2、激励信号源，使电源处于 非线性状态 3、晶体管，承受高电压，截 止频率高 4、负载回路：谐振回路 5、VBB：提供反向偏置，决 定导通角，以使电路工作在 丙类状态。
v BE VBB Vbm coswt
或电压 电流
v
V CC
iC
v bE max
wt
V BB
vBE
V bm
1. iC 与vBE同相，与vCE反相； 2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
1 Pc T
T 0
i C v CE dt
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
集电极电流 ic
实
验
三
丙类高频功率放大器实验
丙类功率放大器
• 丙类是指放大器的工作状态,由其半导通角决定，半导通角 小于90°时即为工作在丙类状态，其理想效率可以大于 78.5%，有较大的功率和输出效率，因此丙类放大器一般 用于末级放大。优点导通时间短，集电极功耗小，效率高。
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 半导通角 θ c=1800 θ c=900 900<θ c<1800 理想效率 50％ 78.5％ 50％<η <78.5% 负载 电阻 推挽，回路 推挽 应用 低频 低频、高频 低频
1、给实验板接入所需电源：VCC=12V，VBB= -12V 2、短路帽短接J3的1和2端，J4的2和4端短路。J1和J5开路。 调整RP2，使V4的基极电压约为 -0.3V左右。 3、短接J5 ，J1开路，示波器测M1处波形，调整RP1使其输出 幅度约为0.2V左右。 4、短接J1，示波器观测M2处波形。 5、J2开路，负载电阻接75Ω。示波器探笔1（×10衰减）测脉 冲电流，示波器探笔2（×10衰减）接M3，测功放级输出波形。
iC I C0 ic1 ic2 I C0 I c1mcoswt I c2mcos2wt
VBB设置在功率管的截止区，以实现丙类工作, 丙类工作时集电极电流为尖顶脉冲。
谐振放大器三种工作状态
• 欠压状态：尖顶脉冲 • 过压状态：凹顶脉冲 • 临界状态：平顶脉冲，可以获取最大的输出功 率和较大的工作效率。
ub ib ic T C ie RL
L
~
Vbb
Vcc
i B / iC
转移 特性 理想化 o V BZ
iC
ic
wt + vb VBB C Rp L vc +
VBB
+ qc
- qc 0
v be
v be
- qc 0 + qc
V bm
Vcc
v BE VBB Vbm coswt
Vbz Vbb COSq U bm
J5
1 2
R6 2 00 C2 .01 C7 .01 GND Rp 1 4 7K
L6 3 30 GND C1 1 .01 GND P3 P4 2 D1 2 LED 1 1
L4 3 30 R1 9 3K C2 1
L5
3 30
Vc c 1 C2 0 0 . 01 GND
P10 1
2
12
.01 1 Vi n U1 Vo ut 3 C2 3 .01
C1 5 1 . 5K*
0 . 01
1
2
2
1.5
1 2
C3
1
1
L3
3
3
3 30 μH
J2
T RANS-1
1
C6 2 00 P
E
1
1
L1 1
2
2
1
6 67 B
V4
C
2
V1
J1
3 . 9μH
1
1 0K*
34
2
P6 GND
1
0 ~2 0p
1
6 8p *
2 4 P9 P7 P8
1 00 0p *
E
P1
1
P12
1
石英晶体振荡 器—提供载波 信号
推动级—提 供足够的激 励电压
丙类功率放大器
1
1
C1 3
CT 2 0 ~2 0p
R1 5 3 0K*
12
C1 7
R1 7
1 T1
16
6
1
ANT E NA
1
1
2
2
R5
R7 5 1K*
2
Rp 3 2 . 2K
1
R2
1
1
1
T2 16
6
J3
C2 2
10 D2 LED
1
实验操作步骤
丙类
θ c<900
η >78.5%
选频回路
高频
高频（谐振）功率放大器的应用场合
话 筒 音频 放大器 调制器 变频器 激励放大 输出功 率放大
载波 振荡器
无线发射机
天线开关
无线接收机
扬 声 器 音频 放大器 解调器 中频放大 与滤波 混频器 高频放大
本地 振荡器
从图中可见，高频功放是无线发射机的重要组成部分