2022年实验一小信号调谐放大器实验.docx

精品学习资源试验一 高频小信号调谐放大器试验一、试验目的1. 把握小信号调谐放大器的基本工作原理；2. 把握谐振放大器电压增益、通频带、挑选性的定义、测试及运算；3. 明白高频小信号放大器动态范畴的测试方法；+12+12C2 31 04C21 04TH2C1 3104TH7W31 00KJ1T1W41 00 KJ6T2T3C1C1 2R2 2 10K中周内电容中周内电容C1 4中周内电容TH1R2 3 15KJ4C5 1 04TP3Q1 3DG6TH6J5C1 11 04Q23 DG6C1 510pTP6图1-1 （a） 单调谐小信号放大图1-1 （b）双调谐小信号放大二、试验原理R1 5R44.7 K15KR54 70C6 104R1 6470C1 91 04<一）单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或柔弱信号的线性放大；其试验单元电路如图1-1<a）所示；该电路由晶体管Q1、选频回路 T1二部分组成；它不仅对高频小信号进行放大，而且仍有肯定的选频作用；本试验中输入信号的频率f S 1 2MHz ；基极偏置电阻 W 3、R22、 R4和射极电阻 R5打算晶体管的静态工作点；可变电阻 W 3转变基极偏置电阻将转变晶体管的静态工作点，从而可以转变放大器的增益；表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数 A v0，放大器的通频带 BW 及挑选性 <通常用矩形系数 K r0.1来表示） 等；放大器各项性能指标及测量方法如下：1. 谐振频率欢迎下载精品学习资源放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图 1-1<a）所示电路 <也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为式中， L 为调谐回路电感线圈的电感量； 为调谐回路的总电容，的表达式为式中， Coe为晶体管的输出电容； Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数； P2为次级线圈抽头系数；谐振频率 f 0的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值显现在规定的谐振频率点f0；2. 电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0 称为调谐放大器的电压放大倍数；A V0 的表达式为式中，为谐振回路谐振时的总电导；要留意的是yfe本身也是一个复欢迎下载精品学习资源+数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压 V i相位差不是 180o而是为 180ofe；欢迎下载精品学习资源AV0 的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1<a）中输出信号 V 0及输入信号 V i的大小，就电压放大倍数AV0 由下式运算：AV0 =V 0/V i或A V0 =20 lg V 0 /V i> dB3. 通频带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，习惯上称电压放大倍数A V下降到谐振电压放大倍数A V0欢迎下载精品学习资源的0.707 倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为BW=2 f0.7=f 0/Q L式中， QL为谐振回路的有载品质因数；分析说明，放大器的谐振电压放大倍数A V0 与通频带 BW 的关系为欢迎下载精品学习资源上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数A V0 与通频带BW 的乘积为一常数；这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的；通频带 BW 的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求0.7BW0.12 f 0.1欢迎下载精品学习资源通频带；测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法；逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振图1-2 谐振曲线欢迎下载精品学习资源回路使其谐振，登记此时的谐振频率f0及电压放大倍数 A V0 然后转变高频信号发生器的频率 <保持其输出电压 V S不变），并测出对应的电压放大倍数A V0 ；由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示；可得：通频带越宽放大器的电压放大倍数越小；要想得到肯定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，仍应尽量减小调谐回路的总电容量C；假如放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的柔弱信号，就可减小通频带，尽量提高放大器的增益；4. 挑选性 矩形系数调谐放大器的挑选性可用谐振曲线的矩形系数Kv0.1 时来表示，如图 1-欢迎下载精品学习资源2所示的谐振曲线，矩形系数K v0.1为电压放大倍数下降到0.1 A V0 时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707A V0 时对应的频率偏移之比，即K v0.1 = 2 f 0.1/ 2 f0.7= 2 f0.1/BW上式说明，矩形系数 K v0.1越小，谐振曲线的外形越接近矩形，挑选性越好，反之亦然；一般单级调谐放大器的挑选性较差<矩形系数 K v0.1远大于1） ，为提高放大器的挑选性，通常采纳多级单调谐回路的谐振放大器；可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数K v0.1；<二）双调谐放大器双调谐放大器具有频带较宽、挑选性较好的优点；双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路改用双调谐回路；其原理基本相同；1. 电压增益为2. 通频带BW=2 f0.7=fo/Q L3. 挑选性 矩形系数K v0.1 = 2 f 0.1/ 2 f0.7=三、试验步骤<一）单调谐小信号放大器单元电路试验1. 依据电路原理图熟识试验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及可调器件<详细指出）；2. 按下面框图 <图1-3）所示搭建好测试电路；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源高频信号源RF2RFIN频率计欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源RF1小信号谐振放大器示波器欢迎下载精品学习资源图1-3高频小信号调谐放大器测试连接框图注：图中符号表示高频连接线3. 打开小信号调谐放大器的电源开关，并观看工作指示灯是否点亮， 红灯为 +12V 电源指示灯，绿灯为 -12V 电源指示灯； 以后试验步骤中不再强调打开试验模块电源开关步骤>4. 调整晶体管的静态工作点：在不加输入信号时用万用表<直流电压测量档）测量电阻R4两端的电压<即V BQ ）和 R5 两端的电压 <即V EQ），调整可调电阻W 3，使V eQ 4.8V ， 登记此时的 V BQ、V EQ，并运算出此时的IEQ V EQ /R5；5. 按下信号源和频率计的电源开关，此时开关下方的工作指示灯点亮欢迎下载精品学习资源；6. 调剂信号源 “ R幅F度 ”和“频率调剂 ”旋钮，使输出端口“ RF1和”“ RF2”欢迎下载精品学习资源输出频率为 12MHz 的高频信号；将信号输入到2号板的 J4口；在 TH1 处观看信号峰 -峰值约为 50mV ；7. 调谐放大器的谐振回路使其谐振在输入信号的频率点上：将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2 上，调剂示波器直到能观看到输出信号的波形，再调剂中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上；8. 测量电压增益 A v0在调谐放大器对输入信号已经谐振的情形下，用示波器探头在TH1 和T H2 分别观测输入和输出信号的幅度大小，就A v0即为输出信号与输入信号幅度之比；欢迎下载精品学习资源9. 测量放大器通频带对放大器通频带的测量有两种方式，其一是用频率特性测试仪<即扫频仪）直接测量；其二就是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描画出通频带特性，详细方法如下：通过调剂放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率邻近变化<以20KHz 或500KHz 为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度频率 ”坐标轴上标示出放大器的通频带特性；输出幅度频率10. 测量放大器的挑选性描述放大器挑选性的的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用Kr0.1和Kr0.01 来表示：式中，为放大器的通频带；和分别为相对放大倍数下降至 0.1和 0.01处的带宽；用第 9步中的方法，我们就可以测出、和的大小，从而得到和的值留意：对高频电路而言，随着频率上升，电路分布参数的影响将越来越大，而我们在理论运算中是没有考虑到这些分布参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在肯定的偏差；另外，为了使测试结果精确，应使欢迎下载精品学习资源仪器的接地尽可能良好；<二）双调谐小信号放大器单元电路试验双调谐小信号放大器的测试方法和测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍作改动：其一是输入信号的频率应改为465KHz< 峰峰值 200mV ）； 其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能最终使谐振回路谐振在输入信号的频点上，详细方法是，按图1-3连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，第一调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试其次级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复调第一级和其次级中周，直到输出信号的幅度达到最大，这样，放大器就已经谐振到输入信号的频点上了；11. 同单调谐试验，做双调谐试验，并将两种调谐电路进行比较；四、试验报告要求1. 写明试验目的；2. 画出试验电路的直流和沟通等效电路；3. 运算直流工作点，与试验实测结果比较；4. 整理试验数据，并画出幅频特性；五、试验仪器1. 高频试验箱1 台2. 双踪示波器1 台3. 万用表1块4. 扫频仪 <可选）1 台欢迎下载精品学习资源+12C23104C2104TH2W3100KT1J1R22C1中周内电容TH110KJ4C5104TP3Q1 3DG6TH6J5R415KR5470C6104图1-1（a） 单调谐小信号放大欢迎下载