《通信电子线路》高频实验2.ppt

厚德博学 追求卓越 高频电子线路实验 高频谐振功率放大器 (2) 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。学会电路设计方法。 一、实 验 目 的 3．观察并测量外部特性（负载、Ecc、VEE、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。 三、实验应知知识 (1)工作频率高，相对频带窄 (2)采用选频网络作为负载回路 (3)放大器一般工作在（丙）类工作状态，属于 非线性电路 (4)电路不能用线性模型电路分析，一般采用图解法 分析和折线法分析 在高频范围内，为了获得足够大的高频信号输出功率，必须采用高频谐振功率放大器，这是发射设备的重要组成部分。 特点： 1 基本电路结构 BT 1、晶体管： 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)； 高频谐振功率放大器的电路构成，除电源和偏置电路外，主要由三个部分组成： Re Ce RL N3 N1 N2 CT TR 2、输入激励电路： 3、输出谐振回路： Ec 提供功放所需激励信号电压； （1）滤波选频， （2）阻抗匹配 Vi 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 工作丙类，集电极电流导通角： 电路特点 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可知： 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. 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 ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax BT Ec -VBB R L + C - Uc1 利用功放负载LC回路的选频功能, R L + C - Uc1 适当选择LC的参数使之谐振与基波频率, 故输出仍为不失真的正弦波. 高频功放的工作状态： 高频功放的工作状态有三种,分别是: (1) 欠压工作状态 特点： 晶体管的工作范围在放大区和截止区。 ic为尖顶余弦脉冲，集电极电压利用不充分。 ic (2) 过压工作状态 特点： 晶体管的动态范围延伸到饱和区 的波形顶部为下凹的余弦脉冲,功放效率高,但输出功率小 (3)临界工作状态 特点： ic为尖顶余弦脉冲,晶体管输出功率最大，效率最高.高功放通常选择这种工作状态。 三、实验应知知识 BT RE1 RE2 CE R1 RL N3 N1 N2 CT TR L C1 C2 E 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,丙类功放的电流导通角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。其基本电路组成如图所示: 晶体管BT与选频网络L、CT组成丙类谐振功率放大器。 丙类功放的基极偏置电压–VBE是利用发射极电流的直流分量IE0(IE0?Ic0)在射极电阻Re上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。 变压器的次级为输出回路: 集电极基波电压的振幅: Vcm=Icm RL 式中，Icm为集电极基波电流的振幅；RL为集电极负载阻抗。 谐振功率放大器的原理同一般放大器的原理是类似的,即利用输入到基极的信号,来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转化为交流信号功率输出。为提高效率，增加输出功率,高频功放一般采用丙类放大。在丙类状态下,放大器集电极电流ic是脉冲状，因而包含很多谐波成分,有很大失真。但谐振功放的集电极电路内采用了并联谐振回路，当该回路谐振于基频，则它对基频呈现很大的纯电阻性阻抗,而对谐波的阻抗很小,可以看作短路。因此,并联谐振电路由于通过ic所从产生的压降vc也几乎只有基频。由于谐振回路的滤波作用,尽管ic的失真很大,仍然能够得到正弦波输出。 三、实验应知知识 （2