高频电子线路实验报告.doc

河北联合大学轻工学院实验报告实验名称：双调频回路谐振放大器 成绩： 姓名：秦超 班级：09电科1 组数：200915420132设备编号： 日期：2011.11.30 指导老师：安老师 批阅老师： 年 月 日实验2 双调谐回路谐振放大器 、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 双调谐回路l 电容耦合双调谐回路谐振放大器l 放大器动态范围2做本实验时所用到的仪器：l 双调谐回路谐振放大器模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 3了解放大器动态范围的概念和测量方法。三、实验内容 1采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；2用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；3用示波器观察放大器动态范围。四、基本原理1双调谐回路谐振放大器原理顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图2-1所示。与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图2-1中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。2双调谐回路谐振放大器实验电路双调谐回路谐振放大器实验电路如图2-2所示，其基本部分与图2-1相同。图中，2C04、2C11用来对初、次级回路调谐，2K02用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2K01用以改变集电极负载。2K03用来改变放大器输入信号，当2K03往上拨时，放大器输入信号为来自天线上的信号，2K03往下拨时放大器的输入信号为直接送入。图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路五、实验步骤1实验准备在实验箱主板上插上双调谐回路谐振放大器模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关2K1接通电源，此时电源指示灯点亮。2双调谐回路谐振放大器幅频特性测量本实验仍采用点测法，即保持输入幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性（如果有扫频仪，可直接测量其幅频特性曲线）。幅频特性测量2K02往上拨，接通2C05（4.5P）。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度300mv，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（IN）。2K03往下拨，使高频信号送入放大器输入端。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。按照表2-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰峰值为300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入表2-1。表2-1放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）1.221.451.651.851.821.501.100.78放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）0.570.450.3650.3050.2550.2150.1950.155测出两峰之间凹陷点的频率大致是多少。以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表2-1，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。按照上述方法测出耦合电容为2C06(80P)（2K02拨向下方）时幅频特性曲线。放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）1.571.631.771.921.951.691.321.01放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）0.780.630.510.430.360.320.280.24六、实验报告要求1画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？2画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。3当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？4总结由本实验所获得的体会。实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 三点式LC振荡器l 西勒和克拉泼电路l 电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响2做本实验时所用到的仪器：l LC振荡器模块l 双踪示波器l 万用表二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理1.概述振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。振荡器是指振荡回路是由元件组成的。从交流等效电路可知：由振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百。2.振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：ff来表示（f为所选择的测试频率；f为振荡频率的频率误差，fff；f和f为不同时刻的f），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。4.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路(1)静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。 （2）振荡频率f的计算 f=式中CT为C1、C2和C3的串联值，因C1（300p）C3(75p),C2(1000P)C3(75p)，故CTC3，所以，振荡频率主要由L、C和C3决定。(3)反馈系数F的选择F= 反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F0.10.5,本实验取F=5.克拉泼和西勒振荡电路图3-2为串联改进型电容三点式振荡电路克拉泼振荡电路。图3-3为并联改进型电容三点式振荡电路西勒振荡电路。图3-2 克拉泼振荡电路 图3-3 西勒振荡电路6电容三点式LC振荡器实验电路 电容三点式LC振荡器实验电路如图3-4所示。图中3K05打到“S”位置（左侧）时图3-4 LC振荡器实验电路为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置（右侧）时，为改进型西勒振荡电路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路电容的变化。调整3W01可改变振荡器三极管的电源电压。3Q02为射极跟随器。3TP02为输出测量点，3TP01为振荡器直流电压测量点。3W02用来改变输出幅度。四、实验内容 1用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡器电压峰峰值VP-P，并以频率计测量振荡频率。 2测量振荡器的幅频特性。 3测量电源电压变化对振荡器频率的影响。五、实验步骤 1实验准备插装好LC振荡器模块，按下开关3K1接通电源，即可开始实验。 2西勒振荡电路幅频特性的测量示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3V01。电位器3W02反时针调到底，使输出最大。开关3K05拨至右侧，此时振荡电路为西勒电路。3K01、3K02、3K03、3K04分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。例如3K01、3K02往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。按照表3-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰一峰值VP-P），并将测量结果记于表中。表3-1电容C（pf）1050100150200250300350振荡频率f(MHZ)9.1637.7866.8756.1035.6395.1894.8924.592输出电压VP-P(v)1.581.5141.501.461.401.341.301.18注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。 3克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至左侧，振荡电路转换为克拉泼电路。按照上述方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表3-1中。电容C（pf）105010015020025030