-高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)驗(yàn)課件

1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)高頻小信號(hào)諧振放大器(1) 高頻小信號(hào)調(diào)諧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(hào)或微弱信號(hào)的線性放大。通過(guò)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(cè)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(cè)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(cè)定。1、高頻諧振電壓放大器靜態(tài)工作狀態(tài)的測(cè)量。2、高頻諧振放大器諧振頻率fo的調(diào)整與測(cè)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3-1 高頻諧振放大器主要

2、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(hào)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(duì)電壓增益。Auo當(dāng)輸入信號(hào)的頻率恰好等于fo時(shí)，放大器的增益最大。 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(hào)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(shí)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

3、諧振電壓放大倍數(shù)Auo的0.707倍時(shí)，所對(duì)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(hào)，已調(diào)制的信號(hào)都包含一定頻譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶，讓必要的信號(hào)頻譜分量通過(guò)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(jí)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(shí) 由此可知，高頻小信號(hào)放大器的頻率特性，是以諧振頻率fo為中心對(duì)稱的，形成諧振曲線，且不平坦，故

4、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含有各種不同頻率的信號(hào)總和（有用的和有害的）中選出有用信號(hào)，排除有害（干擾）信號(hào)的能力及選擇性指標(biāo)是針對(duì)抑制干擾而言的。一般是用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來(lái)表示。 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(duì)應(yīng)的頻率范圍與電壓放大器倍數(shù)下降到0.707Avo時(shí)對(duì)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(hào)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

5、放大器的缺點(diǎn)。故實(shí)際工程應(yīng)用中，通常采用多級(jí)諧振放大器。特性曲線表達(dá)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3-2實(shí)驗(yàn)電路組成與說(shuō)明 實(shí)驗(yàn)用單調(diào)諧回路諧振放大器電路如圖1所示。圖中，R1、R2、RE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。 C2是RE的旁路電容，C1、C7是輸入、輸出耦合電容，L、C3、C4是諧振回路，C3用來(lái)調(diào)諧，K1、K2、K3用以改變集電極回路的阻尼電阻R3，以觀察集電極負(fù)載變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。K4、K5、K6用以改變射極偏置電阻R4，以觀察放大器靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益）的影響。為了減輕負(fù)載對(duì)回路Q值的影響，輸出端采用了（部分接入方式），

6、即電感抽頭輸出方式。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)1、放大器靜態(tài)測(cè)量與工作狀態(tài)判斷RE實(shí)際測(cè)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(duì)地電壓。 Ve :發(fā)射極對(duì)地電壓。 Vce：集電極與發(fā)射極之間電壓。基本條件：R=10K Vcc=12V 按表要求分別改變RE時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄于表中：說(shuō)明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說(shuō)明2：當(dāng)RE變化后，Ic有否變化？四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)測(cè)試電路原理框圖如圖1所示 條件1數(shù)據(jù)（Re= 1K） 條件2數(shù)據(jù)(Re=500)Fo= ？ AVo ？Fo= ？ AVo= ？說(shuō)明1：放大器的AVo表征的是：說(shuō)明2

7、：放大器射極電阻Re變化對(duì)AVO的影響。輸入/輸出信號(hào)波形輸入/輸出信號(hào)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=10K2、諧振頻率fo與諧振增益Avo的測(cè)定與計(jì)算四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)測(cè)試電路原理框圖如圖1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(shuō)明1：什么是通頻帶？說(shuō)明2：放大器阻尼電阻R變化對(duì)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(cè)定基本條件：Re=1K四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)4放大器矩形系數(shù)Kr0.1的測(cè)定 條件：基本條件：Re=1K R=10K1、測(cè)出Bw0.1的同頻帶：根據(jù)

8、實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，計(jì)算出此條件下的Kr0.1=Kr0.1= Bw0.1/ Bw0.7= ?Bw0.1=fH-fL= ?四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)通帶特性曲線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(hào)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(huà)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(cè)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狀態(tài)，功率、效率計(jì)算。 3.集電極電源電壓 VCC

9、和集電極負(fù)載變化對(duì)諧振功率放大器工作的影響 。下次實(shí)驗(yàn)提示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：高頻小信號(hào)諧振放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：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(cè)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(cè)試方法。1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱GP-4。2、數(shù)字存儲(chǔ)示波器TDS-1002 3、高頻信號(hào)發(fā)生器WY-1052A4、數(shù)字萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)電路組成與說(shuō)明 實(shí)驗(yàn)用單調(diào)諧回路諧振放大器電路如圖1所示。圖中，R1、R2、RE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。 C2是RE的旁路電容，C1、C7

10、是輸入、輸出耦合電容，L、C3、C4是諧振回路，C3用來(lái)調(diào)諧，K1、K2、K3用以改變集電極回路的阻尼電阻R3，以觀察集電極負(fù)載變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。K4、K5、K6用以改變射極偏置電阻R4，以觀察放大器靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益）的影響。為了減輕負(fù)載對(duì)回路Q值的影響，輸出端采用了（部分接入方式），即電感抽頭輸出方式。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)1、放大器靜態(tài)測(cè)量與工作狀態(tài)判斷RE實(shí)際測(cè)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(duì)地電壓。 Ve :發(fā)射極對(duì)地電壓。 Vce：集電極與發(fā)射極之

11、間電壓?；緱l件：R= Vcc=12V 按表要求分別改變RE時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄于表中：說(shuō)明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說(shuō)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(cè)定與計(jì)算測(cè)試電路原理框圖如圖1所示高頻信號(hào)發(fā)生器高頻調(diào)諧放大器高頻毫伏表示波器電源掃頻儀 條件1數(shù)據(jù)（Re= 1K） 條件2數(shù)據(jù)(Re=500)Fo= ？ AVo= ？Fo= ？ AVo= ？說(shuō)明1：放大器的AVo表征的是：說(shuō)明2：放大器射極電阻Re變化對(duì)AVO的影響。輸入/輸出信號(hào)波形輸入/輸出信號(hào)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測(cè)試電路原理框圖如圖1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(shuō)明1：什么是通頻帶？說(shuō)明2：放大器阻尼電