实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验要点

第一篇：实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验要点

实验

一、电磁型电流继电器和电压继电器特性实验

一、实验目的

熟悉DL 型电流继电器和DY 型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。

二、预习与思考

1、电流继电器的返回系数为什么恒小于１？

2、动作电流（压）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？

3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗？

4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？

三、原理说明

DL —20c 系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。DY —20c 系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。DL —20c、DY —20c 系列继电器的内部接线图见图1一1。

DY-21C、26C DY-24C、29C DY-23C、28C DL-25C DY-25C DY-22C 图1-1 电流（电压）继电器内部接线图

上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。

过电流（压）继电器：当电流（压）升高至整定值（或大于整定值）时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。

继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值；若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。

图1-2电流继电器实验接线图 图1-3过电压继电器实验接线图

四、实验设备 2

五、验步骤和要求

1、绝缘测试

单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻；对于额定电压为100 伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。

测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元件（如半导体元件、电容器等）从回路中断开或将其短路。

本实验是用1000伏兆欧表测定导电回路对铁芯的绝缘电阻及不连接的两回路间的绝缘电阻，要求如下：

（1）全部端子对铁芯或底座的绝缘电阻应不小于50兆欧。（2）各线圈对触点及各触点间的绝缘电阻应不小于50兆欧。（3）各线圈间绝缘电阻应不小于50兆欧。将测得的数据记入表1--1，并做出绝缘测试结论。表1一 1 绝缘电阻测定记录表

注：上表①③⑤⑥为继电器引出的接线端号码，铁芯指继电器内部的导磁体。

2、整定点的动作值、返回值及返回系数测试

实验接线图1－

2、图1－

3、（图1－4）分别为电流继电器及过（低）电压继电器的实验接线，可根据下述实验要求分别进行。

实验参数电流值（或电压值）可用单相自耦调压器、变流器、变阻器等设备进行调节。实验中每位学生要注意培养自己的实践操作能力，调节中要注意使参数平滑变化。

（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试

a、选择ZB11继电器组件中的DL —24C/6型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。本实验整定值为2A 及4A 的两种工作状态见表1－2。

b、根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；查表1－5。c、按图1--4接线，检查无误后，调节自耦调压器及变阻器，增大输出电流，使继电器动作。读取能使继电器动作的最小电流值，即使常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表1－2；动作电流用I dj 表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用I fj 表示，读取此值并记入表1--2，并计算返回系数；继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用K f 表示。

K f I fj I dj

过电流继电器的返回系数在0.85～0.9之间。当小于0.85或大于0.9时，应进行调整，调整方法详见本节第（4）点。表1-2电流继电器实验结果记录表

(2 过电压继电器的动作电压和返回电压测试

a、选择ZB15型继电器组件中的DY —28c/160型过电压继电器，确定动作值为1.5倍的额定电压，即实验参数取150V 并进行初步整定。

b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。

c、按图1--3接线。检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器动作的最小电压U dj 及使继电器返回的最高电压U fj，记入表1－3并计算返回系数K f。返回系数的含义与电流继电器的相同。返回系数不应小于0.85，当大于0.9时，也应进行调整。

（2）低电压继电器的动作电压和返回电压测试

a、选择ZB15继电器组件中的DY —28c/160型低电压继电器，确定动作值为0.7倍的额定电压，即实验参数取70V 并进行初步整定。

b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。

c、按图1--3接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加100伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压U dj，再升高电压至舌片开始被 吸上时的电压称为返回电压U fj，将所取得的数值记入表1－3并计算返回系数。返回系数K f 为: K f U fj U dj 低电压继电器的返回系数不大于1.2，用于强行励磁时不应大于1.06。以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压实验参数值，并应注意舌片转动情况。如遇到舌片有中途停顿或其他不正常现象时，应检查轴承有无污垢、触点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。

动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±3%。否则应检查轴承和轴尖。

在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。

用整定电流的1.2倍或额定电压1.1倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±3%。否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。

（3）返回系数的调整

返回系数不满足要求时应予以调整。影响返回系数的因素较多，如轴间的光洁度、轴承清洁情况、静触点位置等。但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。

返回系数的调整方法有： a、调整舌片的起始角和终止角：

调节继电器右下方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响。故可用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，反之，返回系数愈大。

调节继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回系数愈小。

b、不调整舌片的起始角和终止角位置，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数也越大；反之返回系数越小。c、适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。

（4）动作值的调整

a、继电器的整定指示器在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值，为此可调整右下方的舌片起始位置限制螺杆。当动作值偏小时，调节限制螺杆使舌片的起始位置远离磁极；反之则靠近磁极。

b、继电器的整定指示器在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。c、适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。

3、触点工作可靠性检验 应着重检查和消除触点的振动。(1过电流或过电压继电器触点振动的消除 a、如整定值设在刻度盘始端，当试验电流（或电压）接近于动作值或整定值时，发现触点振动可用以下方法消除。

静触点弹片太硬或弹片厚度和弹性不均，容易在不同的振动频率下引起弹片的振动，或由于弹片不能随继电器本身抖动而自由弯曲，以至接触不良产生火花。此时应更换弹片。

静触点弹片弯曲不正确，在继电器动作时，静触点可能将动触点桥弹回而产生振动。此时可用镊子将静触点弹片适当调整。

如果可动触点桥摆动角度过大，以致引起触点不容许的振动时，可将触点桥的限制钩加以适当弯曲消除之。

变更触点相遇角度也能减小触点的振动和抖动。此角度一般约为 55°～65°。b、当用大电流（或高电压）检查时产生振动，其原因和消除方法如下：

当触点弹片较薄以致弹性过弱，在继电器动作时由于触点弹片过度弯曲，很容易使舌片与限制螺杆相碰而弹回，造成触点振动。继电器通过大电流时，可能使触点弹片变形，造成振动。消除方法是调整弹片的弯曲度，适当地缩短弹片的有效部分，使弹片变硬些。若用这种方法无效时，则应将静触点片更换。在触点弹片与防振片间隙过大时，亦易使触点产生振动。此时应适当调整其间隙距离。

继电器转轴在轴承中的横向间隙过大，亦易使触点产生振动。此时应适当调整横向间隙或修理轴尖和选取与轴尖大小适应的轴承。调整右侧限制螺杆的位置，以变更舌片的行程，使继电器触点在电流近于动作值时停止振动。然后检查当电流增大至整定电流的1.2倍时，是否有振动。过分振动的原因也可能是触点桥对舌片的相对位置不适当所致。为此将可动触点夹片座的固定螺丝拧松，使可动触点在轴上旋转一个不大的角度，然后再将螺丝拧紧。调整时应保持足够的触点距离和触点间的共同滑行距离。另外改变继电器纵向串动大小，也可减小振动。

(2全电压下低电压继电器振动的消除

低电压继电器整定值都较低，而且长时间接入额定电压，由于转矩较大，继电器舌片可能按二倍电源频率振动，导致轴尖和轴承或触点的磨损。因此需要细致地调整，以消除振动。其方法如下：

a、按上述消除触点振动的方法来调整静触点弹片和触点位置, 或调整纵向串动的大小以消除振动。

b、将继电器右上方舌片终止位置的限制螺杆向外拧，直到继电器在全电压下舌片不与该螺杆相碰为止。此时应注意触点桥与静触点有无卡住，返回系数是否合乎要求等。

c、在额定电压下，松开铝框架的固定螺丝，上下移动铝框架调整磁间隙，以找到一个触点振动最小的铝框架位置，再将铝框架固定，也就是人为地使舌片和磁极间的上下间隙不均匀（一般是上间隙大于下间隙）来消除振动。但应注意该间隙不得小于0.5毫米，并防止舌片在动作过程中卡塞。

d、仅有常闭触点的继电器，可使舌片的起始位置移近磁极下面，以减小振动。e、若振动仍未消除，则可以将舌片转轴取下，将舌片端部向内弯曲。(3电压继电器触点应满足下列要求 a、在额定电压下，继电器触点应无振动。b、低电压继电器，当从额定电压均匀下降到动作电压和零值时，触点应无振动和鸟啄现象。

c、过电压继电器，以1.05倍动作电压和1.1倍额定电压冲击时，触点应无振动和鸟啄现象。

表1-3电压继电器实验结果记录表(4电流继电器触点应满足下列要求 以1.05倍动作电流或保护出现的最大故障电流冲击时，触点应无振动和鸟啄现象。

图1－4 低电压继电器实验接线图

六、技术数据

1、继电器触点系统的组合形式见表1-4。表1－4 ２、继电器技术数据：电流继电器见表1-5，电压继电器见表1-6

3、动作时间：过电流（或电压）继电器在1.2倍整定值时，动作时间不大于0.15秒；在3倍整定值时，动作时间不大于0.03秒。低电压继电器在0.5倍整定值时，动作时间不大于0.15秒。

4、接点断开容量：在电压不大于250伏，电流不大于2安时的直流有感负荷电路（时间常数不大于5×10秒）中断开容量为40瓦；在交流电路中为200伏安。3

5、重量：约为0.5公斤。

七、实验报告

实验结束后，针对过电流、过电压、低电压继电器实验要求及相应动作值、返回值、返回系数的具体整定方法，按实验报告编写的格式和要求及时写出电流继电器、电压继电器实验报告和本次实验的体会，并书面解答本实验思考题。表1--5 表1－6 11

第二篇：实验一：离心泵特性曲线实验

实验一：离心泵特性曲线实验 实验目的：（1）熟悉离心泵的操作

（2）测定单级离心泵在固定转速下的特性曲线

实验预习：（1）了解离心泵的启动与关闭方法。

（2）熟悉流量、压强等测量仪表的使用。仪器介绍：离心泵特性曲线实验装置

实验二：流体阻力实验

实验目的：（1）测定直管摩擦系数

（2）测定局部阻力系数

实验预习：（1）了解摩擦系数的测定方法。

（2）熟悉系统的排空以及流量、压强测量仪表的使用。仪器介绍：流体阻力测定实验装置

实验三：板框过滤实验

实验目的：（1）了解板框过滤机的构造和操作

（2）测定恒压过滤常数

实验预习：（1）了解板框过滤机的流程。

（2）熟悉过滤常数的测定方法。仪器介绍：板框压滤机过滤常数测定实验装置

实验四：气体强制对流传热实验

实验目的：（1）测定套管换热器空气的对流传热系数并整理准数关联式

（2）通过管型对比了解强化传热的途径

实验预习：（1）了解套管换热器的结构与操作。

（2）熟悉温度测量仪表的使用。仪器介绍：对流传热系数测定实验装置

实验五：筛板精馏塔实验

实验目的：（1）了解筛板精馏塔的结构流程与操作

（2）测定全回流操作条件下的全塔效率和单板效率

实验预习：（1）了解筛板精馏塔的操作方法。

（2）熟悉样品的提取与测量方法。仪器介绍：筛板精馏塔实验装置

实验六：干燥实验

实验目的：（1）了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理

（2）测定物料在恒定干燥条件下的干燥速率曲线

实验预习：（1）了解厢式干燥器的操作。

（2）熟悉样品干燥中质量与时间的测量方法。仪器介绍：洞道干燥实验装置

第三篇：实验一基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证实验

实验一基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证实验

一、实验目的1、验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解。

2、掌握直流电流表、电压表的使用，以及学会使用电流插头,插座测量个条之路的电流电压。

3、学习测量电路中各个点的电位，电压值，分析电路的工作状态。

4、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

二、原理说明

1、基尔霍夫定律

预习理论课中所学习的基尔霍夫电流定律，反映了电路中任一节点各支路电流之间的约束关系，反映了电流的连续性。该定律可叙述为在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必然等于流出该节点的电流之和。

公式的表示为：∑Ik=0

基尔霍夫电压定律反映了电路中任一回路各支路电压之间的约束关系。该定律可叙述为任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各支路电压的代数和恒等于零。即

公式的表示为： ∑Uk=0

三、实验仪器与器件1、0-30V可调直流电源

2、基尔霍夫实验电路板

3、交流毫伏表

4、直流电压表

5、直流毫安表

6、万用表

四、电路的简单测量

以电路的某个指定点为参考点，：测量其他个点的点位，两点之间的电压，理解电位和电压的含义及区别。

1，测量仪器及设备

（1）直流数字电压表，直流数字毫安表。

（2）直流电压源在实训操作台上，直流电压在3V，5V，9V，12V，15V，30V等档可以选择。

2、预习本次实验各项实验要求与步骤，明确各实验步骤中的已知条件和操作要求。

3，实训内容

实训电路

（1）测量各支路电流

在按图连接好电路后，接通直流电源电压，电压调到规定的电压值，（见表1）实训前先设定三条支路的电流参考方向，在图中标出好电流及方向。

在电路中串联电流表，注意电流表的插头极性，（红）+接电路的正端，（黑）-接电路的负端。

读出电流表的电流值记录到表1中，注意测量值为正值“+”，即表

示电流是从节点流出，如果测量电流值为负值“-”，表示电流向节点流入。

（2）测量电路的电位

用数字电压表测量电路中的各个元件两端的电压值记录到表2内相应的栏中。

以电路中的为参考点，用数字电压表测量电路中的各电到参考点的电压值记录到表3内相应的栏中。

五、实验报告要求

1，总结实验过程，写出用基尔霍夫的KCL和KVL列出的方程组。2，根据本次测量的结果，说明基尔霍夫定律的正确性。

3，根据测量的结果说明电路中电压与电位的区别，可以用电路中的具体电位测量结果说明。

第四篇：实验一 高频丙类功率放大器要点

实验一 高频丙类功率放大器

在高频范围内为获得足够大的高频输出功率, 必须采用高频放大器, 高频功率放大器主 要用于发射机的未级和中间级, 它将振荡产生的信号加以放大, 获得足够高频功率后, 再送 到天线上辐射出去。另外,它也用于电子仪器作未级功率放大器。

高频功率放大器要求效率高, 输出功率大。丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率 而进行的。高频功率放大器的工作频率范围一般为几百 kHz — 几十 MHz。一般都采用 LC 谐 振网络作负载, 且一般都是工作于丙类状态, 如果要进一步提高效率, 也可工作于丁类或戊 类状态。

一、实验目的及要求(一 实验目的

1.进一步了解高频丙类功率放大器的工作原理和调试技术。2.熟悉负载变化对放大器工作状态的影响及各指标的测试方法。

3.掌握输入激励电压, 集电极电压, 基极偏置电压变化对放大器工作状态的影响。(二 实验要求

1.认真阅读本实验教材及有关教材内容。2.熟悉本实验步骤,并画出所测数据表格。3.熟悉本次实验所需仪器使用方法。(三 实验报告要求

1.写出本次实验原理及原理图。

2.认真整理记录的测试数据及绘出相应曲线图。

3.对测试结果与理论值进行比较分析,找出产生误差的原因,提出减少实验误差 的方法。

4.详细记录在调谐和测试过程中发生的故障和问题,并进行故障分析,说明排除 过程和方法。

5.本次实验收获,体会以及改进意见。

二、实验仪器及实验板 1.双踪示波器(CA8020 一台 2.高频信号发生器(XFG-7 一台

3.晶体管直流稳压电源 一台 4.数字万用表 一块 5.超高频毫伏表(DA22 一台 6.直流毫安表 一块 7.高频丙类功率放大器实验板 一块

三、实验原理及公式推导

高频谐振放大器的主要作用是使电路输出功率大, 效率高;主要特点是用谐振回路来实 现阻抗变换,并且为了提高效率常工作在丙类状态。

高频功率放大器一般有两种:窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。前者由于频 带比较窄, 故常用选频网络作为负载回路, 所以又称为谐振功率放大器。而宽带高频功率放 大器的输出电路则是传输线变压器或其它宽带高频功率放大器, 以高效率, 小失真得到较大 输出功率。因此一般都工作在丙类状态。其导通角小于 π,其通角小于 π/2。

如图 1所示是丙类功率放大器原理图。图中 LC 谐振回路为集电极的负载, c E 为集电极 直流电源, b E 为基极负偏置电源。b U 是高频输入信号, t U U bm b ωcos =

可见,只有输入信号电压足够大时,即 b b b E E U '+>(b E '为晶体管截止偏压 时晶体管 才导通。显然电流的通角 <π/2, 集电极电流 C I 呈脉冲形状, 这个电流经集电极谐振回路选 出 C I 的基波分量 1C I ,再经过变压器耦合,在 L R 上得到一个放大的基波功率,从而实现了 丙类功率放大。

高频功率放大器是由输入回路,晶体管、负载和电源几部分组成。1.高频丙类功率放大器的输出功率和效率。

为了便于计算脉冲电流 c i , 将晶体管的动态转移特性曲线 be c U i-用折线 m g 表示。如图 2所示。

由图 2可知: cos('(b b bm m b be m c E E t U g E U g i '-+=-=ω(1 m g 为跨导。当 θω=t 时, 0=c i =θc o s bm b b U E E-'(2 当 0=t ω时 , 1((max bm b b bm m b b bm m c c U E E U g E E U g i i-'-='-+== = cos 1(θ-bm m U g(3 由(1(2(3式得出 :θ

θ

ωcos 1cos cos max--⋅ =t i i c c(4 因为丙类工作状态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲,是以 ω为角频率的周期性函数。故 可用付里叶级数求系数方法来表示它的直流、基波分量,各次谐波分量的数值。

由付氏级数的系数求得: 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 θθωωπ

π 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 cnm 上述三 式可写成:(0max 0θαc c i I =(1max 1θαc m c i I =(max θαn c cnm i I =(,(,(10θαθαθαn 为余弦脉冲电流 c i 的分解系数。因此 c i 分解为付氏级数为:

t n I t I t I I i cnm m c m c c c ωωωcos 2cos cos 210++++=

在功率放大器中, 主要研究它的输出功率和效率。为什么要工作于丙类状态, 从三极管 输出功率来看: dt E i P c c ⎰-= θ θπ 210 直流电源供给功率:0c c dc I E P = 三级管输出功率:e m c e m c out R U R I P 2 121212 1== e R 为 L R 折合到集电极谐振回路初级的阻抗。集电极效率:(2 1 2121101011θξεηg I I I I E U P P c m c c m c c m c dc out ====

m c U 1为集电极基波电压振幅,(1θg 为波形参数, ξ为集电极电源电压利用系数。为

了得到足够大的输出功率,应使它工作在临界状态。使 c m c E U =1,即 1=ξ。θ θθθ θθξ

ηcos sin cos sin 21212 1 0101--= =⋅=c m c c m c I I I I 可以看出减少管耗 c P , 或者提高 ξ和(1θg 都可以提高放大器的效率。这是因为:(1要减少集电极损耗功率 c P ,则要求减少 ce U。当管内有较大电流 c i 时, ce U 应尽 量减少,最好在 c i 整个流通时间内 ce U 均很小,或者当 ce U 较大时,要尽量减少集电极电流

c i。

(2要提高集电极效率,则要求提高集电极电压利用系数 ξ。m c U 1增大, ξ可增大, 因为 m c U 1增大使 ce U 减小。(t U E U m c c ce ωcos 1-= ,所以,当 c i 较大时, ce U 的减少使 得管子集电极损耗 c P 减少,从而提高效率。

图 3 甲、乙、丙类三种工作状态

(3要提高效率,也可增大(1θg。θ的减少,可使(1θg 增大,于是提高效率。θ减 少,意味着减少 c i 与 ce U 均不为零的时间,这可用甲、乙、丙 3种工作状态的集电极电压、电流波形来说明,如图 3所示。

甲类在一个周期中都有 c i 流通,因而 ce U 正半周,也有 c i ,所以管耗大,效率低。乙类 c i 只有半个周期流通,而且,当放大器的负载为电阻时, c i 流通半周正好与 ce U 负

半周相对应,此时, ce U 小,因而效率比甲类高。

丙类工作时波形, c i 流通时间小于半个周期, 当集电极谐振回路对激励信号谐振时, c i 仅在 ce U 负半周瞬时值较大时流过,此时 ce U 较小,所以丙类比乙类效率高。当 2π

θ<,是否可能接近于零,得到最高效率呢?

当 θ→ 0时,使得输出功率也显著下降,为了兼顾输出功率和不使激励功率过大,因而 θ不能太小,从而限制效率提高。一般情况下 ππθ18

73-= 时,相应的集电极效率较大, η在 80%-90%之间。

2.丙类功率放大器的负载特性 丙类功率放大器的负载特性是指在 c E、b E、bm U 不变的条件下,各种电流输出电压, 功率和效率等随 e R 变化的曲线。

因为高频功率放大器的工作状态取决于 e R、bm U、b E 和 c E 四个参数。如果保持 bm U、b E 和 c E 不变,则工作状态仅取决于 e R。(1负载变化对工作状态的影响

如果保持 bm U、b E 和 c E 不变则 e R 变化影响工作状态的变化如图 4所示。

从图 4看出: ① 动特性表示 e R 较小时,这时 m c U 1也较小,动态负载线 1A 在线性放大区,这种状态 称为欠压状态。在欠压状态, c i 呈余弦脉冲。

② 动特性随 e R 增加,动态负载线 2A 在临界线上,称这种状态为临界状态,此时 c i 还 是呈余弦脉冲。

③ 动特性随 e R 继续增大, 3A 进入饱和区,此时 c i 呈凹脉冲,这种状态称过压状态, 在过压状态,随 e R 增大, c i 的幅度也迅速下降,但它的基波输出电压振幅基本不变,即 c m c E U ≈1。

(2负载 e R 变化对 0c I、cm I、m c U

1、out P、0P 和 η的影响。当维持 bm U、b E 和 c E 不变时, 放大器 0c I、cm I、m c U

1、out P、0P 和 η随负载阻抗 e R 变化。因为 e m c m c R I U 11=。如图 5:

在欠压区:m c I 1与 0c I 基本不变, 仅随 e R 增加略有下降, m c U 1也随 e R 增加而直线增加, c P 管耗下降。把放大器看成恒流源。

在过压区:m c U 1几乎不变, 0c I 和 m c I 1则随 e R 的增大也急剧下降。把放大器看成恒压 源。

从图 5看出:集电极电源输入功率 00c c I E P =。由于 c E 不变,因而 0P 与 e R 关系曲线 和 0c I 曲线的形状相同。放大器输出功率 m c m c out U I P 112 1= , out P 与 e R 关系是根据 m c U

1、m c I 1两条曲线相乘求出 来。

在临界状态时, out P 达到最大值,放大器效率也较高。这就是希望放大器工作在临界工 作状态的原因。

集电极损耗功率 out c P P P-=0,故 c P 曲线由 0P 与 out P

曲线相减得出。

在欠压区,当 e R 减小, c P 上升很快;当 e R =0时, c P 达到最大值, 可能使晶体管烧坏。(这种情况是短路放大器的效率 0 P P out =η,在欠压状态时, 0P 变化小,所以 η随 out P 增加 而增加,到临界状态后, out P 下降没有 0P 快,在过压状态时, out P 主要是随 m c I 1急剧下降而 下降,因而 η也略有下降,故在靠近临界的弱过压状态 η出现最大值。

3.放大器各级电压对工作状态的影响(1 bm U 对工作状态的影响

在讨论激励电压幅度 bm U 的变化对放大器工作状态影响,设 c E、b E、e R 不变。当 bm U 较小时, bm b be U E U +=max 也较小,从 be c U i-动态特性看出:放大器工作在欠 压状态,集电极电流为尖顶余弦脉冲。

当 bm U 增大时, max c I、m c I 1也增大,引起 e m c c ce R I E U 1-=的减少。从而使放大器由 欠压状态过渡到过压状态。

如图 6所示:

(a 为 be c U i-此称平面上 c i 的动特性。(b 为集电极电流脉冲波形。

(c m c I1、0c I、bm m c U U-1的关系。

从图 6可看出:在欠压状态时,随着 bm U 的增加,将引起 max c i 增加,于是 m c I1、0c I 和 m c U 1与 bm U 几乎成正比增加。在过压状态时,随着 bm U 的继续增加,虽然电流脉冲高度继 续增大,但其凹度增大。所以 m c I1、0c I 在过压区增加不大。在欠压区, m c U 1与 bm U 成线性 关系。

(2 b E 变化对工作状态影响(设 c E、bm U、e R 不变

由于 bm b be U E U +=max。所以 b E 变化与 bm U 变化一样,都要引用 max be U 的变化。当 c E、bm U、e R 不变时, b E 减小相当于 bm U 的增大。这样,当 b E 反向偏置向正向偏置变化 时, max c i 增大,放大器从欠压状态转入过压状态。因此, b E 变化对集电极电流脉冲波以及 0c I , m c I 1和 m c U 1的影响与 bm U 变化

引起的影响类似。如图 7,在欠压状态改变 b E , 可控制 高频输出电压,这就是基极偏压调幅的原理。

54321b b b b b E E E E E <<<<

(3集电极电源 c E 对放大器的影响

设 b E、bm U、e R 不变。当 b E、bm U 不变时, bm b be U E U +=max 也不变,若 e R 不变, 则 ce c U i-坐标平面上的 c i 的动特性的斜率也不变。

假设放大器原来工作在临界状态,则当 c E 增大, c i 动特性向右平行移动,放大器将工 作与欠压状态。反之, c E 减小, c i 动特性向左平行移动,放大器工作于过压状态。如图 8所示。

当 2c c E E >时,放大器工作在欠压状态。由于 max be U 不变,所以 c E 减小而使得 cem U 减小 时, max c i 略有下降, θ变化也很小,故 m c I1、0c I 随 c E 减小而略有下降。这样,欠压状态, c E 对 m c I 1不能有效控制。

当 2c c E E <时, 工作在过压状态。集电极电流脉冲的凹度就越深, 这样, m c I1、0c I 随 c E 降低而明显减小, 并且 c E =0时, m c I1、0c I 均为 0。由于过压状态改变 c E 能明显改变 m c I 1的 大小,从而也能改变高频输出电压 m c U 1,这就是集电极调幅的原理。

通过上述分析,得出下列结论: 第一.在欠压区,输出功率随 e R 增大而增大,集电极损耗功率随 e R 减小而增大,(out c P P P-=0 , 当 e R 较小时,有可能使 c P 上升超过晶体管的最大管耗 max c P 而损坏晶体 管,因此, 在调试放大器功率电路时,为了防止集电极谐振回路失谐而损坏晶体管,常采用 降低电源电压 c E 值的办法便于放大器工作在过压状态下进行调试。

第二.在过压区, 0c I 随 e R 的减少而迅速增加,这对集电极谐振回路的调谐提供了一个标 准。在调谐时,适当降低 c E 的值,使放大器工作在过压状态。调节谐振回路,当 0c I 为最小 时,说明电路谐振于工作频率。

四、实验电子线路

如图 9所示,输入信号频率为 4MHz ,电源电压为 c

E =15V,输入信号由高频信号发生器 产生,经过 BG1,BG2三极管放大推动未级功放管 BG3。BG1集电极输出信号经 L1、C7、C8组成的 T 型匹配电路接 BG3基极。输出是由 L 和 C10组成的谐振回路,谐振于 4MHz 频率。当开关 K1拨在“天线”时 , 其负载就是天线。当开关 K1拨到 R 时,表示以电阻作为输出负

载。本实验要求在 75Ω负载电阻上,使信号 b U =0.6V,输出功率最大值。

五、实验内容及步骤(一仔细阅读本实验线路图;(二熟悉需测试点的位置,高频信号发生器输出 bm U 信号的幅度选在 0.6V 左右;(三丙类功放工作状态的调整

1.将开关 K1拨到“ R ”时, K2拨到“ 4” , 75Ω电阻作为输出负载,电源 c E =15V减少 到 10V ,适当的减小输入信号幅度,先分别谐振输出和输入耦合电路,使放大器满足谐振和 匹配,可用观察 0c I 为最小或 L R 上的输出信号幅度为最大的办法进行调谐。

2.若电路已调到谐振,则可将 c E 加大至 15V ,并增加输入信号幅度或 b U =0.6V,使得

输出功率最大。L L L R U P 2 =。

(四 研究直流电源电压 c E 对 L P 的影响。

保持 1c E =12V, 输入 bm U =0.6V幅度不变。将 c E 由 3V 逐渐增加至 15V, 测出相应的 L V 值。填入下表。并作出 c L E P-曲线分析图与 0c c I E-曲线分析图。

(五 研究输入信号幅度 bm U 对 L P 和集电极效率 η的影响。

L R =75Ω、c E =15V不变,改变 bm U 值,测出相应的 L V 和 0c I 值;根据测出的结果作出

bm U-L P 和 bm U-η曲线图,并进行定性分析。

(六研究 L R 对 L P 的影响

保持 bm U 不变 =0.6V。将开关 K2从“ 1”-“ 8”顺次转动;此时 L R 值从小到大,测出相 应的 L V 值 , 填入下表并画 R L-P L 曲线图。

﹡(七观察高频辐射现象

将开关 K1拨至天线,用 75Ω天线代替, 75Ω负载电阻,观察天线靠近和远离示波器输 入端。增大或减小输出功率(改变 bm U 和 c E 时高频辐射现象。

六、预习要求及思考题:

(一复习高频丙类功率放大器的工作原理。(二认真阅读本实验指导内容(三回答下列问题: 1.判断本实验电路是属于窄带还是宽带高频功率放大器,判断的依据是什么? 2.本实验电路应工作于 3.高频功率放大器的工作状态取决于 , , 4.输入电压为正弦波时, 输入电流为 输出电流为 输出电压为 5.丙类功放有 , 状态称为恒压区, 称为恒流区。

6.调谐时, LC 的谐振频率应调到为。

7.调谐时即 R L 变化,其它条件不变时,三极管管耗在(欠、过压状态下较大,为保 护三极管的安全工作,一般采用(减小,增加 Ec 的方法使放大器工作于(欠, 过压状态。调谐时,负载两端电压 U L 为(最大,最小时,或直流电流 Ic(最 大,最小时,指示调谐完毕,可恢复电源电压正常工作值。

8.在其它条件不变时, Ec 逐渐增加, 放大器的工作状态将由 状态变化。(过压,欠压,临界。在过压状态时,负载两端的电压 U L 将随 Ec 的增加而(增 加,减小,基本不变。在欠压状态时,负载两端的电压 U L 将随 Ec 的增加而(增 大,减小,基本不变。Ico 随 Ec 的增加而(增大,减小,基本不变。

9.其他条件不变, Ubm 增大时,放大器的工作状态由 状态(过 压,欠压,临界。在过压状态时,负载两端的电压 U L 随 Ubm 的增加而(增加,减 小,基本不变。Ico 的值随 Ubm 的增加而(增加,减小,基本不变。在欠压状态 下, U L 随 Ubm 的增加而(增加,减小,基本不变。Ico 的值随 Ubm 的增加而(增加,减小,基本不变。

10.其它条件不变时, R L 变化, 放大器的工作状态由 到 状态(过 压,欠压,临界。

七、实验报告要求: 1.分别列出所测数据(表格形式。并用坐标纸画出所对应的曲线。

2.对所得出的曲线的特性进行分析, ,即变化参数对工作状态的影响。3.对实验中所遇到的问题进行分析,总结。