Transcript 实验三

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
半导通角
理想效率
负载
应用
甲类
θc=1800
50％
电阻
低频
乙类
θc=900
78.5％
推挽，回路
低频、高频
甲乙类
900<θc<1800
50％<η<78.5%
推挽
低频
丙类
θc<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
载波
振荡器
变频器
激励放大
输出功
率放大
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
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
高频功放
应用场合
发射机送给功放的信号接
收机天线送来的信号
发射机末端放大
放大器类型
甲类
丙类
集电极输出波形
与输入信号一致
余弦脉冲
关键指标
电压增益
效率
电路性质
非线性
电路特点
1、VCC：提供直流电源
ic
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。
T
ib
ub
C
~
ie
Vbb
Vcc
L
RL
i B / iC
转移
特性
ic
理想化
VBB
- qc
0
iC
o
V BZ
+ qc
v be
wt
- qc 0 + qc
C Rp L
vc
+
+
vb
-
v be
V bm
VBB
wt
v BE  VBB  Vbm coswt
v CE  VCC  Vcm coswt
iC  I c0  I cm1 coswt  I cm2 cos2wt    I cmn cosnwt  
Vbz  Vbb
COSq 
U bm
Vcc
或电压
电流
v CE  VCC  Vcm coswt
V cm
iC
V CC
v
ic maxCE min
0 qc
vCE
iC
VBB
wt
V BB
vBE
V bm
v BE  VBB  Vbm coswt
C Rp L vc
+
+
vb
-
v bEmax
V BZ
ic
1
Pc 
T

T
0
i C v CE dt
1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
Vc
c
集电极电流 ic
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。
1
2
J5
GND
C7
.01
.01
GND
3 30
R1 9
D1
2
2
C1 1
.01
1
1
3K
GND
GND
1
Vi n
U1
GND
P4
3
Vo ut
C2 3
.01
R1 8
1 . 8K
7 80 5
R7
5 1K*
2
3K
1
C2 2
J3
10
6
1
2
3
16
2 1
1 2K
T2
1
Rp 3 2 . 2K
2
3
R2 0 2 40
4
34
GND
2
R5
1
2
1
1
1
R2
1
C2 0
0 . 01
.01
LED
P3
1
C2 1
GND
Rp 1
4 7K
P10
Vc c
3 30
GND
3 30
L5
1
2 00
C2
L4
12
L6
2
R6
X2
RL 1
1 20
.01
1.5
推动级—提
供足够的激
励电压
RL 2
75
1
RL 3
39
P5
1
2
1 . 5K*
1
P12
丙类功率放大器
1
1
石英晶体振荡
器—提供载波
信号
1
C1 6
1
P1
1
1
1
2
1
12
R1 6
0 . 01
1
1
1
12
J2
12
C1 5
P8
2
1 . 5K
3
2
CT 1
R1 4
P7
T RANS-1
12
C1 4
2 4p * 2 70 p* 0 ~2 0p
12
5 . 6K
C1 4'
1 2
R4
2
R1
R1 2
30
4
GND
1
3
C1
.01
R1 0
6 . 2K
R8
3 60
34
1
2
3
1 0K*
P9
P6
3 30 ¦ÌH
L3
1 00 0p *
2
1
V4
6 67
B
6 8p *
16
1
1
2
GND
P11
ANT E NA
6
1
2
2
C3
1 00 0P
12
2
1
21
2
0 ~2 0p
3 . 9¦ÌH
R1 7
C1 7
CT 4
12
2
1
L1
1
C2 4
1 T1
1
6 80 0P
1
B
R1 5
3 0K*
C
2
V3
6 67
M3
0
2
1
GND
E
C9
C1 9
R0
1
9 1p *
X1
C1 8
0 . 01
0 . 01
CT 2
0 ~2 0p
12
2
3
1 0K*
C
1
2
J1
C6
2 00 P
6 2p *
C1 3
.01
V1
1
0 ~2 0p
C1 2
0 . 01
1
C8
R3
3 0K
R1 3
2
1K
2
1 2
R1 1
C1 0
3
CT 3
2
4
2
4
X3
Rp 2
1 0K
E
Y1
12
L2
R9
3 60
1 J4
3
12
M1
1
3
1
1
5 1P
1
1
2
M2
4 70 P
C4
GND
1
-Vb b P2
V2
C5
1
D2
LED
实验操作步骤
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。
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。
记录三种负载条件下的输出电压
Ico=VE/RE
UL=负载两端电压
RP变化对集电极余弦脉冲的影响
2.3 丙类谐振功放的性能分析
4.调制特性——集电极调制特性
指VBB、Uim、 RP固
定，VCC变化对放
大器性能的影响。
特点：随着VCC增
大，先后经历：
过压→临界→欠压
且θ不变。
作为集电极调制
时应工作于过压区