實驗1-小信號調(diào)諧放大器

實驗1小信號調(diào)諧放大器【實驗目的】熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)；掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的根本工作原理；掌握測量放大器幅頻特性的方法；熟悉放大器靜態(tài)工作點和集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性〔包括電壓增益、通頻帶、Q值〕的影響；了解放大器動態(tài)范圍的概念和測量方法?！緦嶒瀮?nèi)容】采用點測法測量單調(diào)諧和雙調(diào)諧放大器的幅頻特性；用示波器測量輸入、輸出信號幅度，并計算放大器的放大倍數(shù)；用示波器觀察耦合電容對雙調(diào)諧放大器幅頻特性的影響；用示波器觀察放大器的動態(tài)范圍；用示波器觀察集電極負載對放大器幅頻特性的影響?！緦嶒灢襟E】實驗準備插裝好單調(diào)諧回路諧振放大器模塊，接通實驗箱上電源開關(guān)，按下模塊上開關(guān)2K3,此時電源指示燈亮。單調(diào)諧單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量測量幅頻特性通常有兩種方法，即掃頻法和點測法。掃頻法簡單直觀，可直接觀察到單調(diào)諧放大特性曲線，但需要掃頻儀。本實驗采用點測法，即保持輸入信號幅度不變，改變輸入信號的頻率，測出與頻率相對應的單調(diào)諧回路揩振放大器的輸出電壓幅度，然后畫出頻率與幅度的關(guān)系曲線，該曲線即為單調(diào)諧回路諧振放大器的幅頻特性。步驟如下：①2K1置“off〞位，即斷開集電極電阻2R3。2K2置“單調(diào)諧〞位，此時2C6被短路，放大器為單調(diào)諧回路。高頻信號源輸出連接到單調(diào)諧放大器的輸入端〔2P01〕。示波器CH1接放大器的輸入端2TP01，示波器CH2接單調(diào)諧放大器的輸出端2TP02，調(diào)整高頻信號源頻率為6.3MHZ

〔用頻率計測量〕，高頻信號源輸出幅度〔峰——峰值〕為200mv〔示波器CH1監(jiān)測〕。調(diào)整單調(diào)諧放大器的電容2C5，使放大器的輸出為最大值〔示波器CH2監(jiān)測〕。此時回路諧振于6.3MHZ。比擬此時輸入輸出幅度大小，并算出放大倍數(shù)。②按照表1-1改變高頻信號源的頻率〔用頻率計測量〕，保持高頻信號源輸出幅度為200mv〔示波器CH1監(jiān)視〕，從示波器CH2上讀出與頻率相對應的單調(diào)諧放大器的電壓幅值，并把數(shù)據(jù)填入表1-1。表1-1不接通2R3輸入信號頻率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.2輸出電壓幅值U(mv)100011201240144016802000248033204760輸入信號頻率f(MHZ)6.36.46.56.66.76.86.97.07.1輸出電壓幅值U(mv)612053604000300023601880156014001200觀察集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響當放大器工作于放大狀態(tài)下，按照上述幅頻特性的測量方法測量接通2R3的幅頻特性曲線，讀出不同頻率下單調(diào)諧放大器的電壓幅值，填入表1-2。表1-2接通2R3輸入信號頻率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.2輸出電壓幅值U(mv)100011201240140016001880224026403120輸入信號頻率f(MHZ)6.36.46.56.66.76.86.97.07.1輸出電壓幅值U(mv)340032802840236019601680148012801160有無負載的幅頻特性曲線用掃頻儀測出接通與不接通1R3的幅頻特性曲線，如下列圖：將點測法得到的數(shù)據(jù)用matlab畫出幅頻特性曲線，如下列圖：不接2R3的幅頻特性曲線接2R3的幅頻特性曲線可以發(fā)現(xiàn)：當不接2R3時，集電極負載增大，幅頻特性幅值加大，曲線變“瘦〞，Q值增高，帶寬減小。而當接通2R3時，幅頻特性幅值減小，曲線變“胖〞，Q值降低，帶寬加大。雙調(diào)諧雙調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量本實驗采用點測法，即保持輸入幅度不變，改變輸入信號的頻率，測出與頻率相對應的雙調(diào)諧放大器的輸出幅度，然后畫出頻率與幅度的關(guān)系曲線，該曲線即為雙調(diào)諧回路放大器的幅頻特性〔如果有掃頻儀，可直接測量其幅頻特性曲線〕。步驟如下：①2K02置“雙調(diào)諧〞，接通2C6，2K1至“OFF〞。高頻信號源輸出頻率6.3MHZ〔用頻率計測量〕，幅度200mv，然后用鉚孔線接入雙調(diào)諧放大器的輸入端〔2P01〕。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的輸出〔2TP02〕端。調(diào)整雙調(diào)諧放大器電容2C5和底板上的“調(diào)諧〞旋鈕，使輸出為最大值。②按照表1-3改變高頻信號源的頻率〔用頻率計測量〕，保持高頻信號源輸出幅度峰——峰值為200mv〔示波器CH1監(jiān)視〕，從示波器CH2上讀出與頻率相對應的雙調(diào)諧放大器的幅度值，并把數(shù)據(jù)填入表1-3。表1-3耦合電容2C06為某一值時掃頻曲線放大器輸入信號頻率f(Mhz)4.85.05.25.45.65.75.85.96.06.1放大器輸出幅度U(mv)20026032048096016002880480048004640放大器輸入信號頻率f(Mhz)6.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1放大器輸出幅度U(mv)496049603740248016001200880720560480測出兩峰之間凹陷點的大致頻率是多少？凹陷點的大致頻率是6.1Mhz。調(diào)整2C6的電容，按照上述方法測出改變耦合電容2C6時幅頻特性曲線表1-4耦合電容減小時的掃頻曲線放大器輸入信號頻率f(Mhz)4.85.05.25.45.65.75.85.96.06.1放大器輸出幅度U(mv)2403203203204806401040192035204160放大器輸入信號頻率f(Mhz)6.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1放大器輸出幅度U(mv)42404160304019201280880640480400320表1-5耦合電容增大時的掃頻曲線放大器輸入信號頻率f(Mhz)4.85.05.25.45.65.75.85.96.06.1放大器輸出幅度U(mv)48080017605440352030402880304032003880放大器輸入信號頻率f(Mhz)6.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1放大器輸出幅度U(mv)49605600432030402160160012801040880720畫出雙調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線下列圖為用掃頻儀測得的不同2C6時的幅頻特性曲線。將點測法得到的數(shù)據(jù)用matlab畫出幅頻特性曲線，如下列圖：放大器動態(tài)范圍測量2K1“OFF〞，2K2“單調(diào)諧〞。高頻信號源輸出接雙調(diào)諧放大器的輸入端〔2P01〕，調(diào)整高頻信號源頻率至諧振頻率，幅度100mv。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接雙調(diào)諧放大器的輸出〔2TP02〕端。按照表1-3放大器輸入幅度，改變高頻信號源的輸出幅度〔由CH1監(jiān)測〕。從示波器CH2讀取出放大器輸出幅度值，并把數(shù)據(jù)填入表1-3，且計算放大器電壓放大倍數(shù)值。可以發(fā)現(xiàn)，當放大器的輸入增大到一定數(shù)值時，放大倍數(shù)開始下降，輸出波形開始畸變〔失真〕。表1-6放大器動態(tài)范圍的測量放大器輸入(mV)501002003004005006007008009001000放大器輸出(mV)8802440580076007800780080008000800080008000放大器電壓放大倍數(shù)17.624.4029.0025.3319.515.6013.3311.4310.008.888.00放大器電壓放大倍數(shù)與輸入電壓幅度之間的關(guān)系曲線〔matlab〕：單雙調(diào)諧比擬圖像帶寬優(yōu)點缺點單調(diào)諧0.3Mhz電路簡單；容易做成頻率可變諧振放大器選擇性較差；增益和通頻帶的矛盾比擬突出，矩形系數(shù)較大雙調(diào)諧0.6Mhz頻帶較寬；選擇性好，矩形系數(shù)較小；增益帶寬積比單調(diào)諧放大器大√2倍電路結(jié)構(gòu)稍復雜，調(diào)整難度相對較大當放大器輸入幅度增大到一定程度時，輸出波形會發(fā)生什么變化？為什么？當放大器輸入增大到一定數(shù)值時，放大倍數(shù)開始下降，輸出波形開始失真，因為趨于飽和?？偨Y(jié)由本實驗所獲得的體會小信號調(diào)諧放大器廣泛用作高頻和中頻放大器，特別是用在通信接收端的前端電路，其主要目的就是實現(xiàn)對高頻小信號進行放大。高頻小信號放大器按頻譜寬度分為窄帶放大器和寬帶放大器；按電路形式分為單級放大器和級聯(lián)放大器；按照負載性質(zhì)：諧振放大器和非諧振放大器。其中諧振放大器的負載是采用諧振回路，具有放大、濾波和選頻的作用。非諧振放大器的負載由阻容放大器和各種濾波器組成，結(jié)構(gòu)