單回路諧振放大器

1、第一章 labhfc高頻電路實驗系統(tǒng)構成及說明11 構成labhfc高頻電路實驗系統(tǒng)實驗機由兩層電路結構組成：上層：高頻電路實驗系統(tǒng)實驗模塊。由7塊電路板組成，各板的實驗模塊組成見表1-1-1。下層：高頻電路實驗系統(tǒng)電源模塊。表1-1各電路板實驗模塊組成板號模塊名稱實驗模塊序號#1板高頻信號發(fā)生器s1#2板頻率顯示s2低頻信號發(fā)生器s3#3板單回路諧振放大器a1雙回路諧振放大器a2集成選頻放大電路a3丙類諧振功率放大器a4lc振蕩器a5#4板混頻電路a6晶體振蕩器a7集成變容二極管振蕩器a8鎖相環(huán)頻率合成電路a9#5板全載波調幅電路a10同步檢波電路a11自動增益控制電路a12二極管包絡檢波電

2、路a13#6板變容二極管調頻電路a14斜率鑒頻電路a15#7板鎖相環(huán)調頻電路a16鎖相環(huán)鑒頻電路a17fsk解碼電路a18#8板電源模塊主實驗板的布置簡圖見圖1-1-1所示電源模塊板外形尺寸為35厘米×47厘米，。圖1-1-1 主實驗板的布置簡圖12 說明一模塊1模塊1為高頻實驗系統(tǒng)的信號源發(fā)生與顯示部分。該信號源模塊分為兩個部分：高頻信號發(fā)生器和低頻信號發(fā)生器。以下分別來介紹信號源的功能和使用方法：1高頻信號發(fā)生器（s1）s1模塊是高頻信號發(fā)生器模塊，它主要由4位8段數(shù)碼管、兩個高頻信號輸出口、2個頻率調節(jié)電位器和2個幅度調節(jié)電位器組成?？赏瑫r提供兩路同頻率、同相位，不同幅度的信號

3、輸出，並可實現(xiàn)內部信號頻率顯示。模塊布置圖見圖1-1-1所示。高頻信號的發(fā)生與調節(jié)：“頻率選擇”開關用于切換輸出信號的頻率的低/高檔位，“頻率選擇”開關在低檔時，高頻信號發(fā)生器輸出信號的頻率為0.85mhz；“頻率選擇”開關在高檔時，高頻信號發(fā)生器輸出信號的頻率為335mhz?！邦l率調節(jié)”和“頻率微調”電位器用于線性調節(jié)輸出信號的頻率；“幅度調節(jié)1”調節(jié)“輸出1”口的 輸出信號幅值；“幅度調節(jié)2”調節(jié)“輸出2” 口的輸出信號幅值。具體輸出和調節(jié)對照見表1-2-1。表1-2-1 高頻信號發(fā)生器輸出與調節(jié)對照表輸出口頻率調節(jié)電位器頻率范圍（頻率選擇）幅度調節(jié)電位器數(shù)據(jù)顯示單位低擋高檔輸出1 頻率調

4、節(jié)/頻率微調110mhz328mhz幅度調節(jié)1xx.xxmhz輸出2幅度調節(jié)22低頻信號發(fā)生器（s2）s2模塊是低頻信號發(fā)生器模塊，它主要由4位8段數(shù)碼管、1個低頻信號輸出、1個頻率調節(jié)電位器和1個幅度調節(jié)電位器組成?？蓪崿F(xiàn)頻率和幅度可調的低頻信號發(fā)生，并可實現(xiàn)頻率的顯示。具體輸出和調節(jié)對照見表1-2-2。表1-2-2 低頻信號發(fā)生器輸出與調節(jié)對照表輸出口頻率調節(jié)電位器頻率范圍幅度調節(jié)電位器數(shù)據(jù)顯示單位低頻輸出頻率調節(jié)15hz19khz幅度調節(jié)xx.xxhzxx.xxkhz如果低頻輸出的頻率調節(jié)旋鈕調得過低（15hz時，數(shù)據(jù)顯示將是。實驗一 單回路諧振放大器一實驗要求1 了解頻譜儀的使用方法。

5、2了解和掌握典型高頻單回路諧振放大器的構成方法。3了解和掌握諧振放大器幅頻特性曲線（諧振曲線）的繪制及通頻帶bw的測量，並計算出回路的q值。4研究諧振回路的并聯(lián)電阻rl對通頻帶的影響。5. 了解和掌握利用頻譜儀觀察諧振放大器的諧振曲線及測量通頻帶bw，並計算出回路的q值。二實驗原理及說明1實驗電路高頻單回路諧振放大器的實驗電路見圖2-1-1。其中fo 選擇開關用來改變諧振回路的電容值，從而改變諧振回路的諧振頻率；其中s7開關用來接通諧振回路并聯(lián)電阻r l，從而觀察并聯(lián)電阻對諧振回路的影響；其中uo1檢測環(huán)用于示波器觀察或高頻毫伏表測量，uo2插座用于頻譜儀。圖2-1-1 高頻單回路諧振放大器的

6、實驗電路2諧振放大器諧振頻率的計算諧振頻率： l 為中周變壓器b1的電感量，約為3.3h。 c 為回路電容。為回路雜散電容映射到諧振回路的電容，包括回路分布電容、晶體管結電容等，約為7pf左右。3單回路諧振放大器的幅頻特性典型單回路諧振放大器的幅頻特性見圖2-1-2。圖2-1-2 典型單回路諧振放大器的幅頻特性放大器通頻帶： 放大器通頻帶bw的界限以幅值比au/auo下降到0.707倍（3db）時的頻率為準。回路的品質因素： 三實驗步驟及實驗報告實驗系統(tǒng)構成框圖見圖2-1-3。圖2-1-3 實驗系統(tǒng)構成框圖注1：實驗開始前，應把本模塊的電源開關撥上，電源指示燈亮。注2：本實驗的信號幅度測量值用

7、高頻毫伏表測量，得到的是其有效值；用示波器測量，其峰峰值除以即為有效值。1諧振頻率、通頻帶和品質因素 q 的測量高頻信號源輸出1經(jīng)電纜聯(lián)接到實驗機a1模塊的輸入ui插座，調整高頻信號源的輸出幅度,使a1模塊的輸入ui檢測環(huán)上的幅值約為 75mv(有效值)；高頻信號源輸出2的輸出幅度應應降為0。注：如輸入值大于100mv(有效值)，將使輸出會有失真，則影響諧振回路的精確測量。中周變壓器 b1的磁芯，應旋到與中周殼端面齊平的位置，此時其電感量最大。a1模塊的s7開關拔向 off。改變fo 選擇開關的位置，用示波器觀察或用高頻毫伏表測量其輸出uo1檢測環(huán)，調整高頻信號源的頻率使回路進入諧振狀態(tài)，即輸

8、出幅值為最大，測得其諧振頻率，測量出通頻帶 bw，并計算出品質因素 q，填入下表。fo 選擇開關左中右回路電容c（pf）302010諧振頻率（mhz）14.617.222 通頻帶bw（mhz）品質因素q注：由于實驗電路中所使用的元器件有離散性，中周變壓器的磁芯位置有差異，因此上表中諧振頻率只是提供參考，並且每臺實驗機所測得的數(shù)據(jù)也有差異。分別畫出3種回路參數(shù)的諧振曲線。注1：本實驗電路的諧振回路輸出經(jīng)中周變壓器b1及場效應管隔離, 而且此時回路并聯(lián)電阻r l沒接，因此可以近似地認為計算出的q值是空載品質因素。注2：本實驗電路把信號源輸入先衰減10倍后，再引到諧振放大器的輸入。注3：本實驗把諧振

9、回路的輸出經(jīng)中周變壓器b1（匝數(shù)比n=5），及場效應管隔離后，再引到輸出 uo2插座。從上述所知，諧振放大器的增益au應為uo2*10*5/ ui。uo1=uo2*10，因此用輸出uo1檢測環(huán)上的測量，諧振放大器的增益au應為uo1*5/ ui。注4：如果中周變壓器初級的電感量調整約為3.3h時，根據(jù)上表可推算出本實驗電路的分布電容、晶體管結電容等映射到諧振回路約為7pf。2利用頻譜儀觀察諧振放大器的諧振曲線及測量通頻帶bw，並計算出回路的q值。頻譜儀的跟蹤發(fā)生器輸出經(jīng)電纜聯(lián)接到實驗機a1模塊的輸入ui插座。頻譜儀的輸入聯(lián)接到a1模塊的輸出uo2插座。中周變壓器 b1的磁芯，應旋到與中周殼端面

10、齊平的位置，此時其電感量最大。a1模塊的s7開關拔向 off。在頻譜儀的顯示屏上將顯示本實驗電路的幅頻特性（諧振曲線），測量并計算出通頻帶bw，品質因素q。注1：由于頻譜儀的輸入阻抗為50，因此必須在其輸出 uo2插座上測量。注2：頻譜儀的跟蹤發(fā)生器設定為輸出：-10db，頻譜儀測量的設定為中心頻率：14.6mhz、17mhz、22mhz，輸入：-15b，量程：2db/div，f（span）：1mhz/div。3諧振回路并聯(lián)電阻對諧振回路的影響實驗步驟同1諧振頻率、通頻帶和品質因素 q 的測量fo 選擇開關拔向左，調整高頻信號源頻率使回路進入諧振狀態(tài)。再把s7 開關拔向on（在中周變壓器b1的

11、次級上并聯(lián)1.2k電阻），觀察諧振放大器的諧振曲線變化情況，求取有載品質因素 。畫出諧振曲線。注1：為了減少分布參數(shù)對諧振回路的影響，本實驗的回路負載電阻是并聯(lián)在中周變壓器b1的次級上。而b1的初、次級的匝數(shù)比為5，因此實際映射到諧振回路的并聯(lián)電阻 應為： 24 丙類諧振功率放大器一實驗要求1了解和掌握丙類諧振功率放大器的構成方法。2了解和掌握丙類諧振功率放大器輸出功率、直流功率、集電極效率的計算。二實驗原理及說明1丙類諧振功率放大器工作狀態(tài)說明功率放大器要求其輸出功率盡量大，效率盡量高。高頻功率放大器的工作頻率很高，但其相對頻帶卻很窄；因此，高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡作為負載回路，並工

12、作于丙類狀態(tài)。晶體管在丙類狀態(tài)工作時，其集電極電流為余弦脈沖形式電流，因此應用余弦脈沖分解的方法進行計算。其中，為的直流分量，為的基波分量。因為采用了選頻網(wǎng)絡作為負載回路，所以其輸出 丙類諧振功率放大器的輸出功率： 丙類諧振功率放大器的直流功率： 丙類諧振功率放大器的集電極效率： ：放大器輸出的振幅值（ 峰峰值） ：輸出負載電阻（51）：功率放大器晶體管發(fā)射極電壓 ：功率放大器晶體管發(fā)射極電阻2實驗電路丙類放大器實驗電路見圖2-4-2。其中u e測孔測量的直流分量，u o檢測環(huán)用于測量其輸出。圖2-4-2 丙類放大器實驗電路三實驗步驟及實驗報告實驗系統(tǒng)構成框圖見圖2-4-3。圖2-4-3 實驗系統(tǒng)構成框圖注1：實驗開始前，應把本模塊的電源開關撥上，電源指示燈亮。注2：本實驗用示波器測量其信號振幅值。1丙類諧振功率放大器的設計及測量高頻信號源輸出1經(jīng)電纜聯(lián)接到實驗機a4模塊的輸入ui插座，調整高頻信號源的輸出幅度,使a4模塊的輸入ui檢測環(huán)上的幅值約為130mv (有效值) ；高頻信號源輸出2的輸出幅度應降為0。中周變壓器 b4和b5的磁芯，應旋到與中周殼端面齊平的位置，此時其電感量最大用示波器觀察其輸出uo檢測環(huán)，調整高頻信號源的頻率及微調a4模塊的中周變壓器b4和b5，使兩個回路均進入諧振狀態(tài)，即輸出幅值為最大。