實(shí)驗(yàn)1 高頻諧振小信號(hào)放大器

1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)高頻小信號(hào)諧振放大器(1) 高頻小信號(hào)諧振放大器是高頻電子線路中的基本單元電路，主要用于高頻小信號(hào)或微弱信號(hào)的線性放大。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)：1、掌握高頻諧振電壓放大器的電路組成與基本工作原理。2、熟悉諧振回路的調(diào)諧方法及測(cè)試方法。3、掌握高頻諧振放大器處于諧振時(shí)各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)的意義及測(cè)試技能。一、實(shí) 驗(yàn) 目 的 3、高頻諧振放大器的主要技術(shù)性能指標(biāo)的測(cè)定。1、高頻諧振電壓放大器靜態(tài)工作狀態(tài)的測(cè)量。2、高頻諧振放大器諧振頻率fo的調(diào)整與測(cè)定。 （1）諧振電壓放大倍數(shù)Avo （2）諧振放大器的通頻帶BW0.7 （3）諧振放大器的選擇性Kr0.1二、實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)1、高頻諧

2、振放大器電路組成 （頻率范圍330MHZ） 高頻諧振放大器指的是用諧振回路作負(fù)載的放大器，LC回路作負(fù)載，它不僅有放大作用，而且也起著濾波、選頻與阻抗匹配的作用。其典型電路由三個(gè)部分構(gòu)成，如圖所示： 1.有源器件即晶體三極管，且接成具有電壓放大作用的共射電路。BG2.無(wú)源器件RW、RB1、RB2、RE、CE為晶體管提供直流偏置RWRB1RB2C1CEREC2C3 3.無(wú)源網(wǎng)絡(luò)LC構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，有選頻與濾波功能,為集電極負(fù)載,為單調(diào)諧電路.LTCTRINOUTVcc 由圖可知:三極管BG及偏置電路、集電極回路組成單調(diào)諧回路諧振放大器。 電路中C1為耦合電容，RW、RB1、RB2為基極偏置電阻

3、，RE、CE用以保證晶體管工作于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類。CE是RE的旁路電容，諧振回路由L、CT組成，改變CT可以改變回路的諧振頻率。R為回路的阻尼電阻，改變其大小可以改變回路的Q值、帶寬。集電極采用變壓器耦合輸出，C3是下一級(jí)的耦合電容。C1RWRB1RB2CERELTCTRC33-1 高頻諧振放大器主要性能指標(biāo)3-1-1 諧振增益 放大器的諧振增益是指放大器在諧振頻率上的電壓增益，表征放大器放大微弱信號(hào)的能力。記為Auo。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：(輸出電壓與輸入電壓之比）或分貝表示1圖中fo表示放大器的中心諧振頻率。Au /Auo表示相對(duì)電壓增益。Auo當(dāng)輸入信號(hào)的頻率恰好等于fo時(shí)，放大

4、器的增益最大。 由圖可知，高頻諧振電壓放大器的諧振增益具有與諧振回路相似的諧振特性，只有當(dāng)輸入信號(hào)的頻率恰好等于f0 (即回路諧振)時(shí)，放大器的增益最大。特性曲線表達(dá)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3-1-2 通頻帶Bw 由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，放大器的電壓放大倍數(shù)下降。故習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù)Auo下降到諧振電壓放大倍數(shù)Auo的0.707倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶BW。一般用BW0.7表示其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：QL：為回路的等效品質(zhì)因數(shù)1fLfHBw0.7 高頻電壓放大器為什么要求通頻帶？ 放大器所放大的一般都是已調(diào)制的信號(hào)，已調(diào)制的信號(hào)都包含一定頻譜寬度，所以放大器必須有一

5、定的通頻帶，讓必要的信號(hào)頻譜分量通過(guò)放大器。與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和回路的等效品質(zhì)因數(shù)QL。此外，放大器的總通頻帶，隨著級(jí)數(shù)的增加而變。并且通頻帶愈寬，放大器增益愈小。特性曲線表達(dá)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) 由此可知，高頻小信號(hào)放大器的頻率特性，是以諧振頻率fo為中心對(duì)稱的，形成諧振曲線，且不平坦，故成為窄帶選頻放大器。3-1-3 選擇性Kr0.1 選擇性是指放大器從各種不同頻率的信號(hào)中選出有用信號(hào)而抑制無(wú)用或干擾信號(hào)的能力。通常用“抑制比”和“矩形系數(shù)”兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。再次僅說(shuō)明矩形系數(shù)Kr0.1的含義。 1矩形系數(shù) ：是指電壓放大倍數(shù)下降到諧振電壓放大倍數(shù)Avo的0.1倍時(shí)所對(duì)

6、應(yīng)的頻率范圍與電壓放大器倍數(shù)下降到0.707Avo時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率偏移之比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式10.1Kr0.1fLfHBw0.7 上述表明：矩形系數(shù) Kr0.1愈接近1，則實(shí)際曲線愈接近理想矩形，鄰近波道選擇性愈好，濾除鄰近波道干擾信號(hào)的能力愈強(qiáng)。但單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，這是單調(diào)諧回路放大器的缺點(diǎn)。故實(shí)際工程應(yīng)用中，通常采用多級(jí)諧振放大器。特性曲線表達(dá)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3-2實(shí)驗(yàn)電路組成與說(shuō)明三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) 小信號(hào)諧振放大器是通信機(jī)收端的前端電路，主要用于高頻小信號(hào)或微弱信號(hào)的線性放大。其實(shí)驗(yàn)單元電路如圖所示。該電路由放大器Q1、選頻回路二部分組成。它不僅對(duì)高頻小信號(hào)放大，而且還有一定的

7、選頻作用。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號(hào)的頻率fo6。5MHz。R1、R2和射極電阻決定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。撥碼開(kāi)關(guān)SW1改變回路并聯(lián)阻尼電阻，即改變回路Q值，從而改變放大器的增益和通頻帶，撥碼開(kāi)關(guān)SW2改變射極電阻，從而改變放大器的增益。信號(hào)輸入信號(hào)輸出電源輸入SW1回路Q值調(diào)節(jié)SW2射極偏置調(diào)節(jié)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操作步驟1、放大器靜態(tài)測(cè)量與工作狀態(tài)判斷RE實(shí)際測(cè)量值（V)計(jì)算值根據(jù)VCE 判斷VT7是否工作在放大區(qū)VbVeVcVceIc(mA)是否原因5001K2KVb: 基極對(duì)地電壓。 Ve :發(fā)射極對(duì)地電壓。Vc：集電極對(duì)地電壓 Vce：集電極與發(fā)射極之間電壓?；緱l件：R=10K Vcc=12V 按表

8、要求分別改變RE時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄于表中：說(shuō)明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說(shuō)明2：當(dāng)RE變化后，Ic有否變化？2、諧振頻率fo與諧振增益Avo的測(cè)定與計(jì)算測(cè)試電路原理框圖如圖所示 條件1數(shù)據(jù)（Re= 1.5K） 條件2數(shù)據(jù)(Re=500)Fo= ？ AVo= ？Fo= ？ AVo= ？說(shuō)明1：放大器的AVo表征的是：說(shuō)明2：放大器射極電阻Re變化對(duì)AVO的影響。輸入/輸出信號(hào)波形輸入/輸出信號(hào)波形Vi/Vo的函數(shù)表達(dá)式Vi/Vo的函數(shù)表達(dá)式基本條件：R=10K Vcc=12V輸入信號(hào)：頻率6MHZ 幅度=50mVp-p操作：1.雙蹤示波器分別檢測(cè)輸入/輸出信號(hào)。 2.微調(diào)信號(hào)發(fā)生器頻率，使輸出

9、信號(hào)最大且不失真。測(cè)試電路原理框圖如圖所示 條件1數(shù)據(jù)（R= 10K） 條件2數(shù)據(jù)(R=470)Bw0.7=fH-FL= ？Bw0.7=fH-FL= ？說(shuō)明1：什么是通頻帶？說(shuō)明2：放大器阻尼電阻R變化對(duì)AVO與Bw的影響。通帶特性曲線通帶特性曲線3諧振放大器通頻帶Bw的測(cè)定基本條件：Re=1K4放大器選擇性與矩形系數(shù)Kr0.1的測(cè)定條 件基本條件： 1、測(cè)出Bw0.1的同頻帶：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，計(jì)算出此條件下的Kr0.1Kr0.1= Bw0.1/ Bw0.7= ?Bw0.1=fH-fL= ?矩形系數(shù)特性曲線Re=1KR=10K 選擇性是指放大器從含有各種不同頻率的信號(hào)總和（有用的和有害的）中

10、選出有用信號(hào)，排除有害（干擾）信號(hào)的能力及選擇性指標(biāo)是針對(duì)抑制干擾而言的。一般是用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來(lái)表示.矩形系數(shù) ：是指電壓放大倍數(shù)下降到諧振電壓放大倍數(shù)Avo的0.1倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍與電壓放大器倍數(shù)下降到0.707Avo時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率偏移之比。即 5放大器主要性能指標(biāo)的綜合的測(cè)定基本條件：Vcc=12V R=2K RE=1K要求：測(cè)量出此條件下實(shí)驗(yàn)用高頻小信號(hào)放大器的主要性能指標(biāo)。 （1）諧振頻率fo= MHZ （2）諧振電壓放大倍數(shù)Avo= 。 （3）諧振放大器的通頻帶BW0.7= 。 （4） 諧振放大器的選擇性Kr0.1= 。2整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。標(biāo)明本實(shí)驗(yàn)電路高頻小信號(hào)放大器的主要性能指標(biāo)。1.計(jì)算LC并聯(lián)回路的諧振頻率fo： 已知:C=120pf L= 1uH.五、實(shí)驗(yàn)思考與報(bào)告5.1 實(shí)驗(yàn)思考題5.2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路的直流通路，計(jì)算放大器直流工作點(diǎn)，并與實(shí)測(cè)結(jié)果作比較。 3.總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)。 高頻諧振功率放大器 1. 諧振功率放大器的基本工作原理。（基本特點(diǎn)，電壓、電流波形） 2.諧振功率放大器的三種工作