实验1高频谐振小信号放大器.ppt

高频电子线路实验 高频小信号谐振放大器是高频电子线路中的基本单元电路 主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大 通过本实验 1 掌握高频谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理 2 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法 3 掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标的意义及测试技能 一 实验目的 3 高频谐振放大器的主要技术性能指标的测定 1 高频谐振电压放大器静态工作状态的测量 2 高频谐振放大器谐振频率fo的调整与测定 1 谐振电压放大倍数Avo 2 谐振放大器的通频带BW0 7 3 谐振放大器的选择性Kr0 1 二 实验内容 1 高频谐振放大器电路组成 频率范围3 30MHZ 高频谐振放大器指的是用谐振回路作负载的放大器 LC回路作负载 它不仅有放大作用 而且也起着滤波 选频与阻抗匹配的作用 其典型电路由三个部分构成 如图所示 1 有源器件即晶体三极管 且接成具有电压放大作用的共射电路 2 无源器件RW RB1 RB2 RE CE为晶体管提供直流偏置 3 无源网络LC构成并联谐振回路 有选频与滤波功能 为集电极负载 为单调谐电路 3 1高频谐振放大器主要性能指标 3 1 1谐振增益 放大器的谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益 表征放大器放大微弱信号的能力 记为Auo 其数学表达式为 输出电压与输入电压之比 或分贝表示 图中fo表示放大器的中心谐振频率 Au Auo表示相对电压增益 当输入信号的频率恰好等于fo时 放大器的增益最大 由图可知 高频谐振电压放大器的谐振增益具有与谐振回路相似的谐振特性 只有当输入信号的频率恰好等于f0 即回路谐振 时 放大器的增益最大 特性曲线表达 三 实验应知知识 3 1 2通频带Bw 由于谐振回路的选频作用 当工作频率偏离谐振频率时 放大器的电压放大倍数下降 故习惯上称电压放大倍数Auo下降到谐振电压放大倍数Auo的0 707倍时 所对应的频率范围称为放大器的通频带BW 一般用BW0 7表示 其数学表达式为 QL 为回路的等效品质因数 高频电压放大器为什么要求通频带 特性曲线表达 三 实验应知知识 由此可知 高频小信号放大器的频率特性 是以谐振频率fo为中心对称的 形成谐振曲线 且不平坦 故成为窄带选频放大器 3 1 3选择性Kr0 1 选择性是指放大器从各种不同频率的信号中选出有用信号而抑制无用或干扰信号的能力 通常用 抑制比 和 矩形系数 两个技术指标 再次仅说明矩形系数Kr0 1的含义 1 矩形系数 是指电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数Avo的0 1倍时所对应的频率范围与电压放大器倍数下降到0 707Avo时对应的频率偏移之比 其数学表达式 特性曲线表达 三 实验应知知识 3 2实验电路组成与说明 三 实验应知知识 小信号谐振放大器是通信机收端的前端电路 主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大 其实验单元电路如图所示 该电路由放大器Q1 选频回路二部分组成 它不仅对高频小信号放大 而且还有一定的选频作用 本实验中输入信号的频率fo 6 5MHz R1 R2和射极电阻决定晶体管的静态工作点 拨码开关SW1改变回路并联阻尼电阻 即改变回路Q值 从而改变放大器的增益和通频带 拨码开关SW2改变射极电阻 从而改变放大器的增益 信号输入 信号输出 电源输入 SW1回路Q值调节 SW2射极偏置调节 四 实验内容与操作步骤 1 放大器静态测量与工作状态判断 基本条件 R 10KVcc 12V 按表要求分别改变RE时 测试数据记录于表中 说明1 放大器工作在放大区的原因 说明2 当RE变化后 Ic有否变化 2 谐振频率fo与谐振增益Avo的测定与计算 测试电路原理框图如图所示 条件1数据 Re 1 5K 条件2数据 Re 500 Fo AVo Fo AVo 说明1 放大器的AVo表征的是 说明2 放大器射极电阻Re变化对AVO的影响 输入 输出信号波形 输入 输出信号波形 Vi Vo的函数表达式 Vi Vo的函数表达式 基本条件 R 10KVcc 12V输入信号 频率6MHZ幅度 50mVp p 操作 1 双踪示波器分别检测输入 输出信号 2 微调信号发生器频率 使输出信号最大且不失真 测试电路原理框图如图所示 条件1数据 R 10K 条件2数据 R 470 Bw0 7 fH FL Bw0 7 fH FL 说明1 什么是通频带 说明2 放大器阻尼电阻R变化对AVO与Bw的影响 通带特性曲线 通带特性曲线 3 谐振放大器通频带Bw的测定 基本条件 Re 1K 4 放大器选择性与矩形系数Kr0 1的测定 条件 基本条件 1 测出Bw0 1的同频带 根据实验测得数据 计算出此条件下的Kr0 1 Kr0 1 Bw0 1 Bw0 7 Bw0 1 fH fL 矩形系数特性曲线 Re 1K R 10K 选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号总和 有用的和有害的 中选出有用信号 排除有害 干扰 信号的能力及选择性指标是针对抑制干扰而言的 一般是用谐振曲线的矩形系数Kr0 1来表示 矩形系数 是指电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数Avo的0 1倍时所对应的频率范围与电压放大器倍数下降到0 707Avo时对应的频率偏移之比 即 5 放大器主要性能指标的综合的测定 基本条件 Vcc 12VR 2KRE 1K 要求 测量出此条件下实验用高频小信号放大器的主要性能指标 1 谐振频率fo MHZ 2 谐振电压放大倍数Avo 3 谐振放大器的通频带BW0 7 4 谐振放大器的选择性Kr0 1 2 整理实验数据 标明本实验电路高频小信号放大器的主要性能指标 1 计算LC并联回路的谐振频率fo 已知 C 120pfL 1uH 五 实验思考与报告 5 1实验思考题 5 2实验报告要求 1 画出实验电路的直流通路 计算放大器直流工作点 并与实测结果作比较 3 总结由本实验所获得的体会 高频谐振功率放大器 1 谐振功率放大器的基本工作原理 基本特点 电压 电流波形 2 谐振功率放大器的三种工作状态 功率 效率计算 3 集电极电源电压VCC