实验2 高频功率放大与发射实验

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点：

? 谐振功率放大器的基本工作原理（基本特点，电压、电流波形） ? 谐振功率放大器的三种工作状态

? 集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ? 高频功率放大与发射实验模块 ? 双踪示波器 ? 万用表 ? 频率计 ? 高频信号源

二、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。

三、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。

四、基本原理

1．丙类调谐功率放大器基本工作原理

放大器按照电流导通角?的范围可分为甲类、乙类及丙类等不同类型。功率放大器电流导通角?越小，放大器的效率则越高。丙类功率放大器的电流导通角?<90°,效率可达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。为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。

由于丙类调谐功率放大器采用的是反向偏置，在静态时，管子处于截止状态。只有当激励信号ub足够大，超过反偏压Eb及晶体管起始导通电压ui之和时，管子才导通。这样，管子只有在一周期的一小部分时间内导通。所以集电极电流是周期性的余弦脉冲，波形如图10-1所示。

icicEb0Uj0UbUbet?t 图10-1 折线法分析非线性电路电流波形

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Ec、偏置电压Eb、激励电压幅值Ubm以及集电极等效负载电阻Rc。

（1）激励电压幅值Ubm变化对工作状态的影响

当调谐功率放大器的电源电压Ec、偏置电压Eb和负载电阻Rc保持恒定时，激励振幅

Ubm变化对放大器工作状态的影响如图10-2所示。

ic231icAUbm3Ubm2Ubm1Ubewt0321ECQ0Uce0wtUceUcm2Ucm1Ucm3wt

图10-2 Ubm变化对工作状态的影响

由图可以看出，当Ubm增大时，icmax、Ucm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）。

（2）负载电阻Rc变化对放大器工作状态的影响

当EC、Eb、Ubm保持恒定时，改变集电极等效负载电阻Rc对放大器工作状态的影响，如图10-3所示。