高频谐振功率放大器 2

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称：            高频电路                                    实验项目名称：    高频谐振功率放大器                                学院：                  信息工程学院                                  专业：            通信工程                        指导教师：            谢宁 曾捷            报告人：  廖文飞  学号：2013800632    班级：  2        实验时间：                2014.4                                    实验报告提交时间：                      教务处制 一、实验目的： 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2.熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。 3.了解集电极电源电压VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。 二、实验仪器： 实验板2（丙类高频功率放大电路单元） 双踪示波器 AS1637函数信号发生器（用作为高频信号源） 万用表 三 实验原理： 1．高频谐振功率放大器原理 高频谐振功率放大器原理电路如图3-1所示。图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类。C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。 2．高频谐振功率放大器电路 高频谐振功率放大器电路如图3-2所示，其第3级部分与图3-1相同。BG1、BG2是两级前置放大器，C2、C6用以调谐，A、B点用作为这两级的输出测试点。BG3为末级丙类功率放大器，当K4断开时可在C、D间串入万用表（直流电流档），以监测IC0值。同时，E点可近似作为集电极电流iC波形的测试点（R10=10Ω，C9=100pF，因而C9并未对R10构成充分的旁路）。K1~K3用以改变集电极负载电阻 图3-2 高频谐振功率放大器实验电路 四、实验步骤： 1．实验准备 ⑴ 在箱体右下方插上实验板2（丙类高频功率放大电路单元）。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 ⑵ 把实验板2右上方的电源开关（K5）拨到上面的ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 ⑶ AS1637输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波，并连接到实验板2的输入（IN）端上。 2．两级前置放大器调谐 先将C、D两点断开（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（带钩）探头接A点，（监测第1级输出），调C2使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。 再把示波器高阻（带钩）探头接B点，（监测第2级输出），调C6使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。需要时，亦可把示波器探头接在B点上，再反复调节C2、C6，使输出幅度最大。 3．末级谐振功率放大器（丙类）测量 ⑴ 谐振功率放大器工作状态观察 ① 实验准备 (ⅰ) 接通开关K4（拨到“ON”）； (ⅱ) 示波器CH1连接到实验板2的OUT点上； (ⅲ) 示波器CH2以高阻（带钩）探头连接到E点上。 ② 逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT点）和集电极电流波形（E点）。可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大，说明放大器工作于欠压状态。 ③ 当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷，说明放大器已进入到过压状态。 ⑵ 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响 ① VIp-p(AS1637输出信号)为100mV时的测量 (ⅰ) 取R12=120 (接通K1，断开K2、K3) 时的测量 用示波器观察功放级的输入、输出电压波形（B点、OUT点），并测量输入、输出电压峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值IC0，并把结果填入表3.1中。测量IC0的方法是：在C、D两点间串入万用表（直流电流，200mA档），再断开K4，便可读得IC0值，然后接通K4，取走表笔。 (ⅱ) 取R12=75时的测量：接通K2，断开K1、K3，重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响。 (ⅲ) 取R12=50时的测量：接通K3，断开K1、K2，再重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。 ② VIp-p为200mV时的测量：重复①。 ⑶ 集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响 实验板2右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V电源（相应指示灯点亮），重做⑵，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表3.1。 说明：① 表中“计算”列内各符号的含义如下：Ic1m ——集电极电流基波振幅；Po——集电极输出功率；PD——集电极直流电源供给功率；Pc——集电极耗散功率；c——集电极效率。 ② 作计算时应注意：在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值，而在教材的计算公式中则常用振幅值，两者相差一倍。 五、数据处理： 表3.1 测试条件 实测 计算 Vbp-p (V) Vcp-p (V) Ic0 (mA) Ic1m (mA) Po (mW) PD (mW) Pc (mW) c VCC= 12V VIp-p= 100mV R12=120 2.48 7.84 32.3 0.0327 0.1962 0.3876 0.1914 50.6% R12=75 2.56 6.88 30.9 0.0458 0.2748 0.3708 0.096 70.4% R12=50 2.64 6.00 29.7 0.06 0.36 0.3564     VIp-p= 200mV R12=120 5.68 16.4 80.5 0.068 0.408 0.966 0.558 42.2% R12=75 5.68 13.3 79.5 0.089 0.534 0.954 0.420 55.9% R12=50 5.68 11.0 78.6 0.11 0.66 0.9432 0.283 69.9% VCC= 5V VIp-p= 100mV R12=120 1 0.47 1.5 0.002 0.005 0.0075 0.0025 67.7% R12=75 1 0.42 1.4 0.003 0.0075 0.007     R12=50 1 0.38 1.4 0.004 0.01 0.007     VIp-p= 200mV R12=120 1.52 2.94 11.0 0.01225 0.0306 0.055 0.0244 55.6% R12=75 1.56 2.58 10.6 0.0172 0.043 0.053 0.010 81.7% R12=50 1.58 2.24 10.2 0.022 0.056 0.051                           6、实验结论： 1、数据处理如上表所示； 从表中可以得出： ①随着Vbm的增大，由过压状态进入临界状态，再进入欠压状态，在临界状态时，输出功率P0达到最大， 都会随之增大。 ②随着 增大，由过压状态到临界状态， ， ③随着集电极负载的逐渐增大，由欠压状态进入临界状态，再进入过压状态，在临界状态时，输出功率P0达到最大， 上述结论与理论学习时的结论一致。 实验过程中可能因为仪器误差或者人为误差使得所测数据不 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 导致Po大于Pd，Pc无法算出的同时效率也不能计算，这个是要在下次注意的。 总结： 实验过程中可能因为仪器误差或者人为误差使得所测数据不标准导致Po大于Pd，Pc无法算出的同时效率也不能计算，这个是要在下次注意的。 指导教师批阅意见： 成绩评定： 指导教师签字：        年    月    日