高频功率放大器实验报告

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.原理说明

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

1.1高频功放的主要技术指标

1.1.1 功率关系：

功率放大器的作用原理是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PO，使之一部分转变为交流信号功率P1输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率PC。 根据能量守衡定理：Po?P1?PC

直流功率： Po?Ic0?UCCUc2121输出交流功率：PUc?Ic1??Ic1RL 1?2

七 OTL功率放大电路

一 、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

图7－1所示为OTL低频 功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极

电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC，可以

通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周 ,T

OTL功率放大器实验报告

湖 北 师 范 学 院

计算机科学与技术学院

实 验 报 告

课程： 姓名： 学号： 专业： 班级：

电子技术基础（模拟部分） 1204

时间：

2013 年12月 15日

OTL功率放大器实验报告

七．OTL功率放大电路

一 、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

图7－1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形

OTL功率放大器实验报告

式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大

七 OTL功率放大电路

一 、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

图7－1所示为OTL低频 功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极

电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC，可以

通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周 ,T

谐振功率放大器实验 121180166 赵琛

高频谐振功率放大器实验

121180166 赵琛

1、实验目的

1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。

3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器

1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源

5. 扫频频谱仪（安泰信） 6 . 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路

高频谐振功率放大器是一种能量转换器件，它可以将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。高频谐振功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，其作用是放大信号，使之达到足够的功率输出，以满足天线发射和其它负载的要求。

高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为

实验三 高频丙类谐振功率放大器实验

一、 实验目的

1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。

3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器

1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源 5. 扫频仪（安泰信） 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路

高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。

iC＋iBV＋ub－uCECRe－uc＋RLL－＋EB－－EC＋

iCgmiCEB0iCmaxUB′uBEuB－?0??2??Ubm

高频谐振功率放大器电压和电流关系

在集电极电路中，LC振荡回路得到的高频功率为

P0?12Ic1mU?12Ic1mRe?20－?? t?

实验三 高频丙类谐振功率放大器实验

一、 实验目的

1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。

3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器

1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源 5. 扫频仪（安泰信） 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路

高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。

iC＋iBV＋ub－uCECRe－uc＋RLL－＋EB－－EC＋

iCgmiCEB0iCmaxUB′uBEuB－?0??2??Ubm

高频谐振功率放大器电压和电流关系

在集电极电路中，LC振荡回路得到的高频功率为

P0?12Ic1mU?12Ic1mRe?20－?? t?

射频功率放大器实验（虚拟实验）

姓名： 学号：

（一）甲类射频功率放大器电路

示波器中的输入输出信号的波形

分析：

从图中可以看出输入电压峰值39.9mv，输出电压峰值11.64v，放大了近300倍。输出接近电源电压12V，工作在大信号极限运用状态，这时输出波形还未失真。

毫安表中的相应的读数为： 功率表相应读数为：

POPD

1.101mA*12V=45%

29.366mW

观察失真

电路输入输出波形为：

1

分析：

输入信号提高至60mV,按甲类放大器，输出信号是输入信号的按比例放大的特点，输出应达到（11.64V/39.9mV）*60mV=17.5V>12V，所以这是放大器工作在非线性状态，产生了失真。 （二）乙类射频功率放大器电路 输入输出信号波形的仿真

示波器中显示的输入输出信号的波形

2

失真分析：

当输入电压小于门槛电压时两个管子都截止，出现死区，即交越失真。 至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形

原因分析：

3

当输入电压为8V时交越失真现象不明显。两管可以在很短的时间内达到门槛电压，这段时间相对来说很短暂，可以忽略。

消除交越失真后的波形

4

当输入幅值过大时出现的失真波形：

两管管耗与电源电压利用系数的关系图

5

分析：

1，实验时调整电压幅值，用示波器观察输出波形

很好

一、宽带高频功率放大器引入

1、 发展趋势：科学技术的发展，在移动式通讯机、电视差转机等电子设备中，工作频率的宽

度越来越宽，也就是频率的变化越来越丰富。比如视频上网等，这时丙类谐振功放这种窄带放大器就不适用了，必须有种电路能在宽波段工作范围内采用自动调谐技术，迅速转换工作频率。

2、 与窄带高频功放的比较：

窄带：以LC谐振回路为负载，起相对频带宽度比较小，适用于固定频率或频率变化小的信号放大。工作在丙类、丁类等工作状态。

宽带：以非调谐式宽带电路作为输出匹配网络，不需要调谐回路，适用于多频道通信系统和相对频带宽度宽的高频设备中。一般工作甲类、或乙类推挽状态。

3、特点：工作效率低（20%），以低效率换取宽频带，适用中、小功率级。，对于大功率设备来说，可以采用宽带功放作为推动级。 4、分类：

普通变压器：采用高频磁芯，可工作到短波波段（几兆赫兹） 传输线变压器：可扩展到几百兆赫兹甚至上千兆赫兹。 二、传输线变压器概述 1、低频变压器的特点：

很好

相对频带比较宽，从几千赫兹到一万多赫兹，高低端频率之比可达几百甚至上千。对于理想变压器来说，传输能量应和频率无关，即通频带应是无限宽，但事实上由于漏感、分布电容以及磁芯的高频损耗等，普通变压器的工作频率提高和带

很好

一、宽带高频功率放大器引入

1、 发展趋势：科学技术的发展，在移动式通讯机、电视差转机等电子设备中，工作频率的宽

度越来越宽，也就是频率的变化越来越丰富。比如视频上网等，这时丙类谐振功放这种窄带放大器就不适用了，必须有种电路能在宽波段工作范围内采用自动调谐技术，迅速转换工作频率。

2、 与窄带高频功放的比较：

窄带：以LC谐振回路为负载，起相对频带宽度比较小，适用于固定频率或频率变化小的信号放大。工作在丙类、丁类等工作状态。

宽带：以非调谐式宽带电路作为输出匹配网络，不需要调谐回路，适用于多频道通信系统和相对频带宽度宽的高频设备中。一般工作甲类、或乙类推挽状态。

3、特点：工作效率低（20%），以低效率换取宽频带，适用中、小功率级。，对于大功率设备来说，可以采用宽带功放作为推动级。 4、分类：

普通变压器：采用高频磁芯，可工作到短波波段（几兆赫兹） 传输线变压器：可扩展到几百兆赫兹甚至上千兆赫兹。 二、传输线变压器概述 1、低频变压器的特点：

很好

相对频带比较宽，从几千赫兹到一万多赫兹，高低端频率之比可达几百甚至上千。对于理想变压器来说，传输能量应和频率无关，即通频带应是无限宽，但事实上由于漏感、分布电容以及磁芯的高频损耗等，普通变压器的工作频率提高和带