高频实验2浅析.ppt

厚德博学 追求卓越 2．影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么？ 预习思考题 1．根据实验电路图 ，比较BG01组成的甲类放大器与BG02 组成的丙类放大器静态偏置电路的不同，并说明原因，并画出高功放的交流等效图。 3.说明丙类功率放大器的负载特性。 4.谐振功率放大电路与小信号谐振放大电路有何区别？ 高频电子线路实验 在通信系统中，谐振功率放大器通常位于通信发射机的末级，其目的就是使要输出的高频大信号能获得足够的高频功率。功率放大器是依靠激励信号对放大管电流的控制，起到把集电极电源的直流功率转换成负载回路的交流功率的放大器。 本次实验项目：涉及的通信电路为： 高频谐振功率放大器电路 核心器件: 功率 放大器 实验研究与验证的内容是： 高频信号电压与高频信号功率转换 电路类型： 丙类放大器 高频谐振功率放大器，是无线电发射机的重要组成部分,它的主要功用是实现对高频已调波信号的功率放大, 然后经天线将其转化为电磁波辐射到空间,以实现用无线信道的方式完成信息的远距离传送。通过本实验： 1．掌握高频谐振功率放大器的电路结构特点、基本功能与工作原理。 2．掌握高频谐振功率放大器的调谐方法和掌握高频谐振功率放大器的调谐特性，负载特性以及激励电压、偏置电压、电源电压变化时对其工作状态的影响。 3.了解高频谐振功率放大器的主要性能指标意义，掌握测试方法。 一、实 验 目 的 4.学会电路设计方法。 3．观察并测量外部特性（负载、Ecc、VBB、Vbm）变化对谐振功率放大器工作的影响。 1、高频谐振功率放大器（甲/丙类）静态工作状态的测量。 2、高频谐振功放的谐振频率fo的调整与测定（调谐）。 二、实 验 内 容 4．高频谐振功率放大器主要性能指标的测量。 利用选频网络作为负载的功率放大器,称为谐振功率放大器。一般工作在丙类,丙类功放的电流通角θ 90?，效率可达到80%。它通常作为发射机的末级，以获得较大的输出功率和较高的效率。其电路主要由五个部分组成: 1 基本电路结构与特点 1）集电极直流电源 Ec 2）基极偏置电路（自给偏压） Re Ce 3）大功率晶体管 BT 大功率晶体管，能承受高电压，大电流，一般工作时发射极反偏(丙类)； 4）输入激励电路 Vi 提供功放所需激励信号电压；且要求幅度 较大，一般为0.5-5V。 5）输出谐振回路 RL N3 N1 N2 CT TR 滤波选频、阻抗匹配 电路特点 工作于丙类，集电极电流通角： 对高频功率放大器的一般要求同低频功放相同： 输出功率大 效率高 2、高频功率放大器的工作原理 设输入信号电压: 则加到晶体管基极,发射级的有效电压为: + ub_ BT Ec -VBB R L + C - Uc1 + UBE _ 由晶体管的转移特性曲线 uBE ic ? -UBB ? UBZ ub ic ? Ubm gC 功放输出的Ic为一连串不连续的余弦脉冲 与输入信号相比：完全失真. 可知： 高功放为什么能不失真地放大信号呢? 尖顶余弦脉冲的数学表达式 若对 分解为付里叶级数为： iC频谱 LC回路阻抗 Rp ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax 由于功放负载为LC并联谐振回路，适当调节LC回路参数，使之对ic的基波产生谐振，回路呈纯电阻性，阻抗最大，输出电压最大；而对其他谐波失谐阻抗很低，呈电容性；因而回路选出基波电压uc1,而滤除各次谐波电压。 + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ uCE uc t EC ub UBZ UBB Icmax uBE t ib t ic t Ucm Ubm uBE ic ? -UBB ? UBZ ub Ubm gC 故输出仍为不失真的正弦波. 2 3、高功放的主要技术性能指标 输出功率 ：高频功放的输出功率是指放大器的负载RL上得到的最大不失真功率。也就是集电极的输出功率，即 效率 常将集电极的效率视为高频功放的效率，用 表示，当集电极回路谐振时， 的值由下式计算： 功率增益 功放的输出功率Po与输入功率Pi 之比称为功率增益，用AP(单位：dB)表示。 4、高频功放的工作状态 高频谐振功率放大器在工作时，有三种工作状态。 1. 欠压状态； 2、临界状态 3、过压状态。 其不同工作状态的划分，是根据功放管在输入激励信号的一个周期内晶体管是否进入输出特性曲线的饱和区来划分的。由于高功放为获得大功率、高效率。一般工作在丙类，即非线性状态。故采用谐振功放的动态线或称交流负载线来分析 放大器的三种工作状态之欠压状态 iC