实验二 高频谐振功率放大器
2-1 实验目的
1.通过实验加深理解高频功率放大的基本特点和性能;
2.通过实验理解高频功率放大工作状态的变化过程;
3.进一步巩固用计算机仿真的实验方法。
2-2 实验仪器与器材
1.PC机 1台
2.multisim软件 1版
2-3 实验原理及电路
实验电路如图:
图2-1 高频功率放大电路
VBB由信号电流流经Rb(100Ω)上产生自给负偏压,它与Us的幅值共同决定晶体管的导通角,使它工作在丙类,数值可用直流电压表在C口测量。输出电压波形由A端口测得,而晶体管集电极电流波形由1Ω取样电阻获得,B端口可读得取样波形。而负载LC谐振回路应谐振在载波频率上,具体取值还与回路需要的有载Q值有关。Q值越大,选频性能越好,但功率损耗加大。
2-4 实验内容与步骤
1.取回路有载Q值为3(忽略L自身损耗),计算谐振时所需的L与C的值。
2.设晶体管UBEON = 0.6V,信号电压幅度Ub1m为1.5V,参考图2-2所示的几个电压对应关系,解析并计算通角θ = 60°时所需的VBB。
3.用EWB在计算机上创建电路(注意晶体管型号的选用)。取Vcc = 12V,US的电压按计算出的Ub1m折算成有效值设定,并设定其他电路元件参数。
4.调用直流电压表测量C点上VBB的数值,用双踪示波器在A点观察输出电压波形,在B点观测集电极电流波形(因为电压降与电流方向反相,所以波形是反的)。
5.改变RL数值的设置,观察欠压、临界、过压的电压电流变化。
6.改变Vcc数值的设置,观察欠压、临界、过压的电压电流变化。
7.改变Rb的数值调整VBB的大小,观察欠压、临界、过压的电压电流变化。
8.改变US数值的设置,观察欠压、临界、过压的电压电流变化。
9.换用实际型号(例如2N2222A)的晶体管再次观察各种波形(尤其是过压时波形)。
图2-2 正弦波电压幅度与导通角关系
2-5 实验报告
1.绘制电原理图;
2.回路参数及输入参数计算过程;
3.整理实验数据,绘制不同参量下的电流、电压波形图;
4.分析实验结果。
2-6 预习要求
1.复习multisim软件的使用方法;
2.复习高功放原理及LC谐振原理;
3.计算谐振回路及偏置参数。
2-7 扩展实验与思考题
1.把回路电容加大20%,使回路容性失谐,观察输出电压电流波形变化。
2.把回路电容减小20%,使回路感性失谐,观察输出电压电流波形变化。
3.LC都减半,使回路谐振在2倍频上,输出波形又将如何?
4.重选LC使回路Q值更大,(C加大若干倍,L减小同样的倍数)仍谐振在2倍频上,输出波形又有什么不同?
5.观察集电极调幅特性:恢复基波电路,在过压状态下,把1KHz低频信号串入Vcc中,调节它的幅度,示波器时间轴取百微秒挡,观察输出的调幅电压波形。
6.类似上法观察基极调幅特性。