一、实验目的

1)了解实际的硬件高频功率放大电路的组成，进一步训练良好的识图习惯和识图能力。

2)掌握丙类功率放大器的调谐特性、负载变化时的动态特性。

3)熟悉丙类调谐功率放大电路的调试方法。

4)比较甲类小信号调谐放大器与丙类调谐功率放大器的电路组成、静态工作点、输出功率及效率的不同，加深对两类放大电路应用的认识。

二、实验原理

丙类放犬器利用选频网络作为集电极负载，电流导通角小于900，效率高于甲类和乙类放大器，通常作为发射机末级功率放大以获得较大的功率和较高的效率。但为获得足够大的激励信号推动丙类功率放大器正常工作，一般要在其前级增加放大电路。

本实验单元的电路就采用了包括激励级在内的两级放大器，如图1-8所示。

1．三种基极偏置电路

丙类调谐功率放大器的原理图如图1-9所示。常用的三种基极偏置电路如图1-10所示。其中，图l-lOa的偏置电压是利用基极电流在基区体电阻上的压降得到的。它的优点是电路简单，广泛应用于大功率丙类功率放大器中；缺点是偏压小，并随基区体电阻的变化而变化，因此偏压不能稳定保持。图l-lOb的偏置电压是利用基极电流的直流分量在Rb上的压降得到的，Cb是旁路电容。它的偏置电压可以随输入信号电压值的变化自动调节。图l-lOc的偏压是利用发射极电流的直流分量在Rb上的压降得到的，ce是旁路电容。它的优点是利用Re上产生的直流负反馈作用，自动维持放大器的稳定工作。但是，由于Re上建立了直流偏压，减小了电源电压的利用率，所以R。不宜取得过大，以免影响放大器的输出功率[纠。

2．丙类高频功放的调试功率放大器能否工作在所设计的状态，输出较大的功率，在设计合理的基础上，还需要正确的调试。在设计阶段，计算高频调谐功率放大器的各项参数时，都是假设谐振回路处于谐振状态的，即集电极负载为纯电阻。但在实际电路的调试时，谐振回路的初始状态或者在回路调谐过程中，回路会出现失谐状态，即集电极回路的阻抗呈感性或容性，使回路的等效阻抗下降。根据高频调谐功率放大器的负载特性可知，这时输出功率减小，集电极耗散功率增加，严重时可能损坏晶体管。

回路调谐时，为保证晶体管安全工作，可以先将直流电源电压降低到规定值的1/2～1/3，找到谐振点后，再把电压恢复到规定值。回路谐振状态的标准，一般是放大器输出功率最大，集电极电流直流分量Lco最小。但是，当晶体管在高频区工作时，由于集电极电流滞后于激励电压，以及晶体管内部反馈的作用，使得在谐振时，Lco最小与输出功率最大不能同时发生。这时，回路谐振状态的判断，可以通过观察负载电阻上基波电匪幅度来实现，如果谐振，输出信号幅度为最大[3]。

三、实验电路分析

本实验的实际电路如图1-11所示，全部电路由+12V电源供电。

1．实验电路的构成VT503为甲类调谐放大器，作为末级功率放大器的激励级，其集电极负载为LC选频谐振回路，谐振频率为10MHz，R509和R511可调节甲类放大器的偏置电压，以获得较宽的动态范围。

VT504是典型的丙类高频功率放大器，只有载波的正半周且幅度足够大才能使功率管导通，其集电极负载为LC选频谐振回路，谐振在10MHz频率以选出基波，因此可获得较大的功率输出。R513可调节丙类放大器的功率增益，S501可选择丙类放大器的输出负载。

2．原理电路与实验电路的比较与图1-9的原理电路相比，VT504组成的丙类功率放大器，提供偏置电压Ebb的偏置电路采用了图l-lOb的形式，即电感L502、电阻R512、电容C510共同组成基极偏置电路；谐振回路中，则多并联了微调电容C512，目的是方便谐振回路的调谐；负载以阻容方式接入谐振回路。当选择外接发射天线为负载时，电感L504、电容C510组成了串联谐振回路，谐振于工作频率，以使负载获得最大的输出功率。

四、预习思考题

1)根据实验电路图1-11，比较VT503组成的甲类放大器，与VT504组成的丙类放大器静态偏置电路的不同，并说明原因。

2)影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么？

3)根据实验一中给出的画交流等效电路的方法，画出图1-11所示电路的交流等效电路。

4)指出实验电路中的丙类功率放大器的馈电方式。

五、实验设备

双踪示波器、高频信号发生器、频率计、万用表。

六、实验内容

接通交流电源，然后按下+12V电源开关S500，电源指示发光二极管VL501点亮。

1．调整高频功率放大电路两级放大器的工作状态1)连通两级放大电路，并使最后的丙类放大电路负载为开路（即S50l全部开路）。

2)调整电路状态。在TP502输入10MHz，0.4V（峰峰值），调制度为30%的调幅波。然后调整电路中各电位器及调谐谐振回路，用示波器在各测试点( TP503，TP504)观察，使甲类功率放大器VT503与丙粪功率放大器VT504的输出（在TP503，TP504）最大，失真最小。记录TP503、TP504两处输出电压波形的峰峰值(UP-P)。

2．调谐特性的测试在步骤1调整后的状态下，改变输入信号频率，频率范围从6～14MHz，用示波器测量TP504的电压值U。（S501全部开路），填入表1-1。

3．负载特性的测试在步骤1调整后的状态下，保持输入信号频率10MHz，然后将负载电阻转换开关S50l依次从1～4拨动，用示波器测量TP504的电压值Uc，填人表1-2，并分析负载RL对工作状态的影响。

4．功率、效率的测量与计算在步骤1调整后的状态下，保持输入信号频率10MHz，然后拨动负载电阻尺。转换开关S501，使RL =51Ω。分别测量甲类功率放大器和丙类功率放大器的输入、输出电压值，并计算功率和效率等参数，填入表1-3。

表中各符号的意义为：

Ui:输入电压峰峰值

U。：输出电压峰峰值

I。：发射极直流电压／发射极电阻值

P=：电源输出直流功率(P：=Ucc xI。)

Pc：为晶体管损耗功率

P。：输出功率(P。=0.5×U2。/RI,)

η：功率放大器的效率

七、实验注意事项

1)实验时，应注意VT503、VT504金属外壳的温升情况，必要时，可暂时降低高频信号发生器输出电平。

2)发射天线可用短接线插头向上叠加代替，高度应适当。

八、实验报告

1)整埋实验数据。

2)分析负载变化对丙类功率放大器工作状态的影响。

3)通过实验过程，总结调试功率放大电路的步骤及方法。