南理工高频电子实验-非线性丙类功率放大器实验报告
高频电子实验
非线性丙类功率放大器实验
学号 班级 专业 姓名
非线性丙类功率放大器实验
一、实验目的
（1）了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类功率放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性。
（2）了解激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
二、实验原理
晶体管高频功率放大器的原理线路
（1）采用负偏置：减小无用功耗，提高效率；
（2）采用变压器耦合：阻抗匹配，减小负载电阻R对谐振回路的影响； （3）采用电感部分接入：减小晶体管输出电阻对谐振回路的影响。
在晶体管负偏置，输入信号为大信号的条件下：晶体管在输入信号的正半周的部分时间内导通，在输入信号的其他时间内截止；基级电流和集电极电流为高频脉冲信号；集电极电流流过具有选频作用的并联谐振回路后，产生了与输入信号同频的集电极电压信号。 电流、 电压波形
ωt
(流)通角θ： 有电流出现时所对应相角的一半。
集电极电流
iC=Ic0+Ic1cosωt+Ic2cos2ωt+ +Icncosnωt+
式中
1Ic0=
2π
⎰θ
-
θ
i(t)dωt=ICmax
=ICmaxα0(θ)
sinθ-θcosθπ1-cosθ
1θθ -sinθcosθIc1=⎰i(t)(cosωt)dωt=ICmax
π-θπ1-cosθ
=ICmaxα1(θ)
1θ2sinnθcosθ-2nsinθcosnθ
Icn=⎰i(t)(cosnωt)dωt=ICmaxπ-θnπn2-1(1-cosθ)
=ICmaxαn(θ)(n>1)
αn(θ)称为余弦脉冲的n次谐波分解系数。
t
高频功放的电流、电压波形
uo=uc=Ic1RLcosωt
UCC
UBB
uCE=UCC-u o=UCC-Uccosωt
输出功率：
1121Uc2
PIc1Uc=Ic1RL=1=
222RL
直流输入功率:
集电极损耗功率: 集电极效率：
P0=
12π
2π
⎰iU
c0
CC
dωt=Ic0UCC
Pc=P0-P1
η=
P1Ic1Uc11
==γξP02Ic0UCC2
负载特性
α(θ)I
γ=c1=1称为波形系数
Ic0α0θ
ξ=
Uc
称为集电极电压利用系数UCC
(1)RL较小，使得Uc较小，使得UCEmin1=UCC-Uc>UCES，称为欠压状态；(2)RL增大，使得Uc增大，使得UCEmin2=UCC-Uc=UCES，称为临界状态；
R继续增大，使得U继续增大，使得U(3)LcCEmin3=UCC-Uc
实验电路图如下图
J5
三、实验仪器
双踪示波器 频率特性测试仪（可选） 万用表
四、实验内容
（1）测试调谐特性
在前置放大电路出入J3处输入频率f=10.7MHz(Up-p≈50mV)的高频信号，调节W1和中周T6，使TP6处信号的电压幅值为2V左右，S1全部拨下，改变输入信号频率，从9MHz～15MHz（以1MHz为步进）记录TP6处的输出电压值，填入下表。
（2）测试负载特性
在前置放大电路中输入J3处输入频率f＝10.7MHz（Up-p≈50mV）的高频信号，调节W1使TP6处信号约为2V，调节中周使回路调谐（调谐标准：TH4处波形为对称双峰）。
将负载电阻转换开关S1依次从1—4拨动，用示波器观测相应的Uc值和Ue波形，分析负载对工作状态的影响。
Ub＝2V f＝10.7MHz UCC＝5V
五、思考题
1）、丙类放大器的特点是什么？为什么要用丙类放大器？
特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小)，基极偏置为负值，电流导通角θ＜
90〇，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。
优缺点：它输出功率和效率特高，一种失真非常高的功放，一般用于射频放大，只适合在通讯用途上使用。
2）、影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么？ 效率η=Po/PE 功率 P=Uo*Io