【正文】 ected useful signal amplification, the signal , signal noise suppressor, to improve signal reception quality and antijamming words: Communications。1）管子： 3DG130C（參數(shù)同第二級(jí)）2）工作狀態(tài)：丙類通角：60~70176。1）開路法最簡(jiǎn)單信號(hào)源內(nèi)阻Rs通常為50Ω已知，加上額定激勵(lì)幅度Uin（注意輸入回路調(diào)諧），再斷開后測(cè)信號(hào)源開路電勢(shì)E，則Rin=UinRs/（EUin），Pin=Uin/Rin，實(shí)際功率增益Kp=Pout/Pin。高頻功放電源電壓應(yīng)如何選定？若外接負(fù)載固定為50Ω，為得到最大輸出功率，甲類、乙類高頻功放的輸出阻抗匹配應(yīng)如何考慮？答：高頻功放電源電壓一般小于BVCEO/2（30/2V=15V），并盡可能采用通用標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，即功放調(diào)諧后，電源電壓最高不超過15V。當(dāng)高頻功放負(fù)載電阻發(fā)生短路或開路時(shí)，功放管會(huì)發(fā)生什么危險(xiǎn)？答：當(dāng)負(fù)載短路時(shí)會(huì)使功放管燒毀，當(dāng)負(fù)載開路時(shí)會(huì)使功放管擊穿。%。在信號(hào)一周期內(nèi)管子均導(dǎo)通，導(dǎo)通角為180176。比較濾波器的輸入輸出波形可以看出，滿足三級(jí)功放的功率增益不小于20dB，插入的濾波器可以將C類放大器引起的非線性失真補(bǔ)償，這是因?yàn)門形帶通濾波器和π型阻抗變換器具有較好的基波選擇性、高次諧波抑制和阻抗匹配性能，但同時(shí)付出了增加插入損耗的代價(jià)。（1）功放末級(jí)發(fā)射極電流脈沖波形的相位與負(fù)載上基波電壓波形的相位比較：由上圖可知，兩者之間的相位差約為180度。本次實(shí)驗(yàn)采用的電路板，當(dāng)輸入信號(hào)幅度為350mv時(shí)，51Ω負(fù)載上可以達(dá)到200mW的額定功率。（4）比較濾波器輸入輸出幅度，估計(jì)濾波器插入衰減。匹配時(shí)，51Ω負(fù)載上得到最大不失真功率為200mW左右，二次諧波抑制優(yōu)于20dB，三級(jí)總增益不小于20dB，末級(jí)集電極到負(fù)載上的凈效率可達(dá)30%左右，考慮濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的插入損耗，集電極效率可達(dá)40%以上。調(diào)整RW1時(shí)，用示波器在測(cè)試點(diǎn)P2可看到集電極電流脈沖波形寬度的變化，并可估測(cè)通角的大小。二、實(shí)驗(yàn)原理高頻功率放大器實(shí)驗(yàn)電路原理圖如下圖圖1所示。Ico 的值隨 Ubm 的增加而(增加,減小,基本不變。(過壓,欠壓,臨界。﹡(七觀察高頻輻射現(xiàn)象將開關(guān) K1撥至天線,用 75Ω天線代替, 75Ω負(fù)載電阻,觀察天線靠近和遠(yuǎn)離示波器輸 入端。填入下表。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(一仔細(xì)閱讀本實(shí)驗(yàn)線路圖。在調(diào)諧時(shí),適當(dāng)降低 c E 的值,使放大器工作在過壓狀態(tài)。假設(shè)放大器原來工作在臨界狀態(tài),則當(dāng) c E 增大, c i 動(dòng)特性向右平行移動(dòng),放大器將工 作與欠壓狀態(tài)。(2 b E 變化對(duì)工作狀態(tài)影響(設(shè) c E、bm U、e R 不變由于 bm b be U E U +=max。從而使放大器由 欠壓狀態(tài)過渡到過壓狀態(tài)。這就是希望放大器工作在臨界工 作狀態(tài)的原因。如圖 5:在欠壓區(qū):m c I 1與 0c I 基本不變, 僅隨 e R 增加略有下降, m c U 1也隨 e R 增加而直線增加, c P 管耗下降。(1負(fù)載變化對(duì)工作狀態(tài)的影響如果保持 bm U、b E 和 c E 不變則 e R 變化影響工作狀態(tài)的變化如圖 4所示。甲類在一個(gè)周期中都有 c i 流通,因而 ce U 正半周,也有 c i ,所以管耗大,效率低。這是因?yàn)?(1要減少集電極損耗功率 c P ,則要求減少 ce U。故 可用付里葉級(jí)數(shù)求系數(shù)方法來表示它的直流、基波分量,各次諧波分量的數(shù)值。如圖 2所示。其導(dǎo)通角小于 π,其通角小于 π/2。,并進(jìn)行故障分析,說明排除 過程和方法。一般都采用 LC 諧 振網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載, 且一般都是工作于丙類狀態(tài), 如果要進(jìn)一步提高效率, 也可工作于丁類或戊 類狀態(tài)。圖中，Tr1為功率分配網(wǎng)絡(luò)，Tr2為功率合成網(wǎng)絡(luò)。由UA產(chǎn)生，UB39。圖中Tr1是功率分配網(wǎng)絡(luò)，它的作用是將信號(hào)源輸入的功率平均分配，供給A、B端同相激勵(lì)功率。圖527 兩級(jí)寬帶高頻功率放大器電路 功率合成電路目前，由于技術(shù)上的原因，單個(gè)高頻晶體管的輸出功率一般只限于幾十瓦至幾百瓦。（3）阻抗變換為了使放大器阻抗匹配，傳輸線變壓器必須具有阻抗變換作用。（1）極性變換傳輸線變壓器作極性變換電路，就是前面提到的1:1的倒相傳輸線變壓器,如圖524(c)所示。如圖524(b)為傳輸線方式的工作原理圖，圖中，信號(hào)電壓從3端輸入，經(jīng)傳輸線變壓器的傳輸，在4端將能量傳到負(fù)載RL上。這種以非諧振網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的放大器能夠在很寬的波段內(nèi)工作且不需調(diào)諧，稱之為寬帶高頻功率放大器。以高頻變壓器作為負(fù)載的功率放大器最高工作頻率可達(dá)幾百千赫至十幾兆赫，但當(dāng)工作頻率更高時(shí)，由于線圈漏感和匝間分布電容的作用，其輸出功率將急劇下將，這不符合高頻電路的要求，因此很少使用。如果信號(hào)的波長(zhǎng)與傳輸線的長(zhǎng)度相比擬，兩根導(dǎo)線固有的分布電感和相互間的分布電容就構(gòu)成了傳輸線的分布參數(shù)等效電路，如圖524(d)所示。在信號(hào)源的作用下，初級(jí)繞組2端有電壓U1, 其極性1端為正，2端為負(fù)；在U1的作用下，通過電磁感應(yīng)，在變壓器次級(jí)4端產(chǎn)生電壓U2，且U1＝U2，極性為3端為正，4端為負(fù)。由于傳輸線變壓器的結(jié)構(gòu)的特殊性，它不能象普通變壓器那樣，依靠改變初、次級(jí)繞組的匝數(shù)比可以實(shí)現(xiàn)任何阻抗比的變換，而只能完成某些特定阻抗比的變換，如4:9:16:1等，或1: 1: 1: 16圖525 平衡－不平衡變換電等。當(dāng)需要更大的輸出功率時(shí)，目前廣泛應(yīng)用的方法就是采用功率合成電路。Tr1是功率合成網(wǎng)絡(luò)，它的作用是將晶體管輸出至A、B兩端同相功率合成供給負(fù)載。由 UB 產(chǎn)生，UB39。這種電路的工作原理與推挽功率放大器類似。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?體會(huì)以及改進(jìn)意見。如圖 1所示是丙類功率放大器原理圖。由圖 2可知: cos(39。由付氏級(jí)數(shù)的系數(shù)求得: cos 1(cos sin 21max 0θπθ θθωπ π π== ?c c c i t d i I cos 1(cos sin cos 1 max 1θπθ θθωωππ π== ?c c m c i t td i I ] cos 1(1([ cos cos(sin2cos 1 2max θπθθθωωπ π π== ?n n n n n i t td n i I c c m 上述三 式可寫成:(0max 0θαc c i I =(1max 1θαc m c i I =(max θαn c m i I =(,(,(10θαθαθαn 為余弦脈沖電流 c i 的分解系數(shù)。當(dāng)管內(nèi)有較大電流 c i 時(shí), ce U 應(yīng)盡 量減少,最好在 c i 整個(gè)流通時(shí)間內(nèi) ce U 均很小,或者當(dāng) ce U 較大時(shí),要盡量減少集電極電流c i。乙類 c i 只有半個(gè)周期流通,而且,當(dāng)放大器的負(fù)載為電阻時(shí), c i 流通半周正好與 ce U 負(fù)半周相對(duì)應(yīng),此時(shí), ce U 小,因而效率比甲類高。從圖 4看出: ① 動(dòng)特性表示 e R 較小時(shí),這時(shí) m c U 1也較小,動(dòng)態(tài)負(fù)載線 1A 在線性放大區(qū),這種狀態(tài) 稱為欠壓狀態(tài)。把放大器看成恒流源。集電極損耗功率 out c P P P=0,故 c P 曲線由 0P 與 out P曲線相減得出。如圖 6所示:(a 為 be c U i此稱平面上 c i 的動(dòng)特性。所以 b E 變化與 bm U 變化一樣,都要引用 max be U 的變化。反之, c E 減小, c i 動(dòng)特性向左平行移動(dòng),放大器工作于過壓狀態(tài)。調(diào)節(jié)諧振回路,當(dāng) 0c I 為最小 時(shí),說明電路諧振于工作頻率。(二熟悉需測(cè)試點(diǎn)的位置,高頻信號(hào)發(fā)生器輸出 bm U 信號(hào)的幅度選在 左右。并作出 c L E P曲線分析圖與 0c c I E曲線分析圖。增大或減小輸出功率(改變 bm U 和 c E 時(shí)高頻輻射現(xiàn)象。在過壓狀態(tài)時(shí),負(fù)載兩端的電壓 U L 將隨 Ec 的增加而(增 加,減小,基本不變。, R L 變化, 放大器的工作狀態(tài)由 到 狀態(tài)(過 壓,欠壓,臨界。電路中電阻、電容元件基本上都采用貼片封裝形式。第二級(jí)集電極回路也調(diào)諧于中心頻率。開關(guān)K8只有在接通后才能使功放達(dá)到預(yù)定效率，但實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使R16對(duì)末級(jí)管子T3起到限流保護(hù)作用，K8不要接通，而R16上的電壓降也不必扣除，這只使功放總效率略有降低。5）用雙蹤示波器觀察電流電壓波形（1）比較功放末級(jí)發(fā)射極電流脈沖波形和負(fù)載上基波電壓波形的相位。當(dāng)輸入信號(hào)幅度為350mW時(shí)，負(fù)載兩端波形如下所示：，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。（2）功放第二級(jí)發(fā)射極電流脈沖波形與集電極電壓基波波形的相位比較：根據(jù)波形比較可知，兩者之間的波形相位相差180度。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得濾波器的插入損耗為dB。稱為A類放大器，理想效率為50%，負(fù)載為電阻。如果按照晶體管的等效電路分，則A、B、C屬于一大類，它們的晶體管都等效為一個(gè)受控電流源。當(dāng)高頻功放集電極回路或?yàn)V波器電路嚴(yán)重失諧時(shí)，功放管可能出現(xiàn)什么危險(xiǎn)，為什么？答：功放管可能因集電極電流過大而燒毀，也可能因集電極脈沖電壓過大而擊穿。為了提高功率，功放末級(jí)管子T3采用3DG130C，工作于丙類，通角在60176。2）等效阻抗置換法稍麻煩，既要保證管子輸入端回路調(diào)諧，又要調(diào)整等效電阻大小，使電阻上電壓與管子額定輸入電壓幅度相等。集電極負(fù)載：300Ω最大輸出功率：約300mW集電極效率：約35% 3）濾波器 ：最平型帶通T型3級(jí)（視諧波抑制指標(biāo)而定）中心頻率：5MHz相對(duì)帶寬（2Δf/f。Small signal ；power。具體分為：先放大后選頻，先選頻后放大，以及選頻、放大、再選頻的三種基本模式。桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 3 頁(yè)共 19 頁(yè)（4）工作穩(wěn)定性這是指選頻放大器中的非線性放大元器件的偏置，交流參數(shù)，以及其它電路元件參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電路性能（如增益、通頻帶、矩形系數(shù)等）的穩(wěn)定程度。如增益和穩(wěn)定性，通頻帶和選擇性等。由此定義我們分別可得：（1）變壓器耦合聯(lián)接的變比關(guān)系圖 22 變壓器耦合聯(lián)接的變換 根據(jù)功率關(guān)系，故（26）根據(jù)變壓器的電壓變換關(guān)系，即可得(27)（2）自耦變壓器耦合聯(lián)接的變比關(guān)系圖 23 自耦變壓器耦合聯(lián)接的變換上圖是自耦變壓器耦合聯(lián)接形式，其變比關(guān)系的分析與變壓器耦合相同。C7為高頻旁路電容。也就是它的諧振曲線與矩形相差較遠(yuǎn)，選擇性差?，F(xiàn)將Ui與Ui′的比值定義為穩(wěn)定系數(shù)，即(239)S 越大，放大器越穩(wěn)定； S=1 為維持自激振蕩的條件。因晶體管的 yre 是隨頻率變化的。)，傳輸線的邊緣要非常整齊，微小的毛刺、缺口均不允許產(chǎn)生。② 下料：通常印制板下料均使用剪板機(jī)或自動(dòng)開料機(jī)，但對(duì)于微波介質(zhì)材料則不能一概而論，要根據(jù)不同的介質(zhì)特性，而選擇不同的下料方法，多以銑、割為主，以免影響材料的平整度以及板面的質(zhì)量。⑦ 涂鍍：高頻微波板導(dǎo)線上最后涂層一般有錫鉛合金、錫銦合金、錫鍶合金、銀、金等。然后用萬(wàn)用表測(cè)試或通電檢測(cè)，檢查無誤后，可通12V電壓，在加入100mv,（我個(gè)人的學(xué)號(hào)的后三位）的信號(hào)，先調(diào)節(jié)第一級(jí)的，在調(diào)節(jié)第二級(jí)的，最后使得輸出電壓大于2V以上，這樣就成功了。此次設(shè)計(jì)還讓我明白了，做什么事情都要認(rèn)真仔細(xì)，來不得半點(diǎn)馬虎，此次制作達(dá)到了我預(yù)期的結(jié)果。焊接完成后，要用酒精把線路板上殘余的助焊劑清洗干凈，以防炭化后的助焊劑影響電路正常工作。如若將輸入信號(hào)減小，使放大器仍工作在臨界狀態(tài)，這時(shí)放大器的輸出與原來相比有何變化？1諧振功放的負(fù)載特性、調(diào)制特性和放大（振幅）特性分別是指什么？1諧振功放原工作在臨界狀態(tài)，當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)，若負(fù)載逐漸變化放大器狀態(tài)會(huì)如何變化？若集電極電源逐漸放大器狀態(tài)會(huì)如何變化？若基極電源逐漸放大器狀態(tài)會(huì)如何變化？1丙類放大器的負(fù)載回路失諧時(shí)，工作狀態(tài)將如何變化？丙類放大器為什么要用調(diào)諧回路作為集電極負(fù)載？1已知某諧振功率放大器的電壓、電流值為Ec＝12V，Uf＝11V，Eb＝，Ub＝，Ic0＝25mA，Ic1＝45mA，Ib0＝，Ib1＝。2已知某一諧振功率放大器工作在臨界狀態(tài)，其外接負(fù)載為天線，等效阻抗近似為電阻。⑴利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，當(dāng)調(diào)制的音頻信號(hào)加在基極或集電極時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？⑵利用功放放大振幅調(diào)制信號(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？⑶利用功放放大等幅信號(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？2某高頻諧振放大器工作于臨界狀態(tài)，若其他條件不變，試問(1)若輸入信號(hào)增加，功放的工作狀態(tài)如何改變？(2)若負(fù)載電阻增加不大，功放的工作狀態(tài)如何改變？(3)若負(fù)載電阻增加一倍以上，功放的工作狀態(tài)如何改變？2改正下圖所示線路中的錯(cuò)誤，不得改變饋電形式，并重新畫出正確的線路。求輸入功率、輸出功率、效率及回路諧振電阻值，并說明該功放管能否安全工作。或者使用集成電路專用插座，焊好插座后再把集成電路插上去。助焊劑，用25%的松香溶解在75%的酒精（重量比）中作為助焊劑。結(jié)論次此設(shè)計(jì)不但復(fù)習(xí)鞏固了三年來所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，而且讓我門更進(jìn)一步掌握我們的所學(xué)知識(shí)。⑧ 成形：高頻微波板的成形與印制板一樣，以數(shù)控銑為主。④ 導(dǎo)通孔接地：一般情況下，導(dǎo)通孔采用化學(xué)沉銅的方法接地，化學(xué)沉銅時(shí)通常使用化學(xué)法或等離子法進(jìn)行處理，從安全方面考慮，我們采用等離子法，效果很好；而對(duì)于鋁基的微波介質(zhì)材料，若使用通常的化學(xué)沉銅，有相當(dāng)大的難度，一般建議采用金屬導(dǎo)電材料灌孔接地的方法較為合適，但孔電阻一般小于20m?。而特性阻抗的大小與銅箔的厚度有一定的關(guān)系，特別對(duì)于孔金屬化的微波板，鍍層厚度不僅影響總的銅箔厚度，而且影響蝕房刻后導(dǎo)線的精度，因此，鍍層厚度的大小及均勻性，要嚴(yán)格控制。失配法的實(shí)質(zhì)是降低放大器的電壓增益，以確保滿足穩(wěn)定的要求。從圖 29 所示等效電路可求得放大器的電壓增益。但是，在實(shí)際運(yùn)用中，晶體管存在著反向傳輸導(dǎo)納yr