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高频电子线路系统实验指导书
器电流导通角?越小，放大器的效率?越高。
甲类功率放大器的?＝180o，效率?最高只能达到50%，适用于小信号低功率放大，一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
非线性丙类功率放大器的电流导通角??90o，效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。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
o??90，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。
电路原理图如图7-1(见P.48)所示，该实验电路由两级功率放大器组成。其中Q（、33DG12）T6组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中RA3、R14、R15组成静态偏置电阻，调节RA3可改变放大器的增益。W1为可调电阻，调节W1可以改变输入信号幅度，Q4（3DG12）、T4组成丙类功率放大器。R16为射极反馈电阻，T4为谐振回路，甲类功放的输出信号通过R13送到Q4基极作为丙放的输入信号，此时只有当甲放输出信号大于丙放管Q4基极－射极间的负偏压值时，Q4才导通工作。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。
下面介绍甲类功放和丙类功放的工作原理及基本关系式。 1、甲类功率放大器 1) 静态工作点
如图7-1所示，甲类功率放大器工作在线性状态，电路的静态工作点由下列关系式确定：
vEQ?IEQR15
ICQ??IBQ vBQ?vEQ?0.7V vCEQ?VCC?ICQR15
2) 负载特性
如图7-1所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定，两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0可表示为：
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P0?PH'?B
式中，PH'为输出负载上的实际功率，?B为变压器的传输效率，一般为?B＝0.75～0.85 图7-2为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率，静态工作点Q应选在交流负载线AB的中点，此时集电极的负载电阻RH称为最佳负载电阻。集电极的输出功率PC的表达式为：
PC?12VcmIcm?1Vcm2RH2
式中，Vcm为集电极输出的交流电压振幅；Icm为交流电流的振幅，它们的表达式分别为：
Vcm?VCC?ICQR15?VCES
式中，VCES称为饱和压降，约1V
Icm?ICQ
图7-2 甲类功放的负载特性
如果变压器的初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，则
N1N2??BRHR'H
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'式中，RH为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻抗。
3) 功率增益
与电压放大器不同的是功率放大器有一定的功率增益，对于图7-1所示电路，甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号进行功率放大，功率放大增益Ap的表达式为
AP?P0Pi
其中，Pi为放大器的输入功率，它与放大器的输入电压uim及输入电阻Ri的关系为
Vim?2RiPi
2、丙类功率放大器 1）基本关系式
丙类功率放大器的基极偏置电压VBE是利用发射极电流的直流分量IEO（≈ICO）在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号vi为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。利用谐振回路LC的选频作用可输出基波谐振电压vc1,电流ic1。图7-3画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式：
Vc1m?Ic1mR0
'式中，Vc1m为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；Ic1m为集电极基波电流振幅；
R0为集电极回路的谐振阻抗。
PC?12Vc1mIc1m?12I2c1mR0?1Vc1m2R02
式中，PC为集电极输出功率 PD?VCCICO
式中，PD为电源VCC供给的直流功率；ICO为集电极电流脉冲iC的直流分量。
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放大器的效率?为
??1Vc1mIc1m??2VCCICO
图7-3 丙类功放的基极/集电极电流和电压波形
2）负载特性
当放大器的电源电压＋VCC，基极偏压vb，输入电压(或称激励电压)vsm确定后，如果电流导通角选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻Rq。谐振功率放大器的交流负载特性如图7-4所示。
由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性转移点A时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降VCES，集电极电流脉冲接近最大值Icm。
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