實(shí)驗(yàn)1 高頻諧振小信號放大器

1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)高頻小信號諧振放大器(1) 高頻小信號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或微弱信號的線性放大。通過本實(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)的測定。1、高頻諧振電壓放大器靜態(tài)工作狀態(tài)的測量。2、高頻諧振放大器諧振頻率fo的調(diào)整與測定。 （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.無源器件RW、RB1、RB2、RE、CE為晶體管提供直流偏置RWRB1RB2C1CEREC2C3 3.無源網(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表示相對電壓增益。Auo當(dāng)輸入信號的頻率恰好等于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，已調(diào)制的信號都包含一定頻譜寬度，所以放大器必須有一

5、定的通頻帶，讓必要的信號頻譜分量通過放大器。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 由此可知，高頻小信號放大器的頻率特性，是以諧振頻率fo為中心對稱的，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中選出有用信號而抑制無用或干擾信號的能力。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

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，通常采用多級諧振放大器。特性曲線表達(dá)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識3-2實(shí)驗(yàn)電路組成與說明三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識 小信號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或微弱信號的線性放大。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。它不僅對高頻小信號放大，而且還有一定的

7、選頻作用。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號的頻率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，撥碼開關(guān)SW2改變射極電阻，從而改變放大器的增益。信號輸入信號輸出電源輸入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)測量與工作狀態(tài)判斷RE實(shí)際測量值（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: 基極對地電壓。 Ve :發(fā)射極對地電壓。Vc：集電極對地電壓 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)，測試數(shù)據(jù)記錄于表中：說明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說明2：當(dāng)RE變化后，Ic有否變化？2、諧振頻率fo與諧振增益Avo的測定與計(jì)算測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= ？說明1：放大器的AVo表征的是：說明2：放大器射極電阻Re變化對AVO的影響。輸入/輸出信號波形輸入/輸出信號波形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：頻率6MHZ 幅度=50mVp-p操作：1.雙蹤示波器分別檢測輸入/輸出信號。 2.微調(diào)信號發(fā)生器頻率，使輸出

9、信號最大且不失真。測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= ？說明1：什么是通頻帶？說明2：放大器阻尼電阻R變化對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的測定基本條件：Re=1K4放大器選擇性與矩形系數(shù)Kr0.1的測定條 件基本條件： 1、測出Bw0.1的同頻帶：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得數(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總和（有用的和有害的）中

10、選出有用信號，排除有害（干擾）信號的能力及選擇性指標(biāo)是針對抑制干擾而言的。一般是用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來表示.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)所對應(yīng)的頻率范圍與電壓放大器倍數(shù)下降到0.707Avo時(shí)對應(yīng)的頻率偏移之比。即 5放大器主要性能指標(biāo)的綜合的測定基本條件：Vcc=12V R=2K RE=1K要求：測量出此條件下實(shí)驗(yàn)用高頻小信號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