高頻電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：雙調(diào)頻回路諧振放大器 成績： 姓名：秦超 班級：09電科1 組數(shù)：200915420132設(shè)備編號： 日期：2011.11.30 指導(dǎo)老師：安老師 批閱老師： 年 月 日實(shí)驗(yàn)2 雙調(diào)諧回路諧振放大器 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn)：l 雙調(diào)諧回路l 電容耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器l 放大器動態(tài)范圍2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器：l 雙調(diào)諧回路諧振放大器模塊l 雙蹤示波器l 萬用表l 頻率計(jì)l 高頻信號源二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 2熟悉耦合電容對雙調(diào)諧回路放大器幅頻特性的影響； 3了解放大器動態(tài)范圍的概念和測量方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1采用點(diǎn)測法測量雙調(diào)諧放大器的幅頻特性；2用示波器觀察耦合電容對雙調(diào)諧回路放大器幅頻特性的影響；3用示波器觀察放大器動態(tài)范圍。四、基本原理1雙調(diào)諧回路諧振放大器原理顧名思義，雙調(diào)諧回路是指有兩個調(diào)諧回路：一個靠近“信源”端（如晶體管輸出端），稱為初級；另一個靠近“負(fù)載”端（如下級輸入端），稱為次級。兩者之間，可采用互感耦合，或電容耦合。與單調(diào)諧回路相比，雙調(diào)諧回路的矩形系數(shù)較小，即：它的諧振特性曲線更接近于矩形。電容耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器原理圖如圖2-1所示。與圖1-1相比，兩者都采用了分壓偏置電路，放大器均工作于甲類，但圖2-1中有兩個諧振回路：L1、C1組成了初級回路，L2、C2組成了次級回路；兩者之間并無互感耦合（必要時，可分別對L1、L2加以屏蔽），而是由電容C3進(jìn)行耦合，故稱為電容耦合。2雙調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路雙調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖2-2所示，其基本部分與圖2-1相同。圖中，2C04、2C11用來對初、次級回路調(diào)諧，2K02用以改變耦合電容數(shù)值，以改變耦合程度。2K01用以改變集電極負(fù)載。2K03用來改變放大器輸入信號，當(dāng)2K03往上撥時，放大器輸入信號為來自天線上的信號，2K03往下?lián)軙r放大器的輸入信號為直接送入。圖 2-2 雙調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上雙調(diào)諧回路諧振放大器模塊。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，按下模塊上開關(guān)2K1接通電源，此時電源指示燈點(diǎn)亮。2雙調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量本實(shí)驗(yàn)仍采用點(diǎn)測法，即保持輸入幅度不變，改變輸入信號的頻率，測出與頻率相對應(yīng)的雙調(diào)諧放大器的輸出幅度，然后畫出頻率與幅度的關(guān)系曲線，該曲線即為雙調(diào)諧回路放大器的幅頻特性（如果有掃頻儀，可直接測量其幅頻特性曲線）。幅頻特性測量2K02往上撥，接通2C05（4.5P）。高頻信號源輸出頻率6.3MHZ（用頻率計(jì)測量），幅度300mv，然后用鉚孔線接入雙調(diào)諧放大器的輸入端（IN）。2K03往下?lián)?，使高頻信號送入放大器輸入端。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的輸出（2TP02）端。反復(fù)調(diào)整2C04、2C11使雙調(diào)諧放大器輸出為最大值，此時回路諧振于6.3MHZ。按照表2-1改變高頻信號源的頻率（用頻率計(jì)測量），保持高頻信號源輸出幅度峰峰值為300mv（示波器CH1監(jiān)視），從示波器CH2上讀出與頻率相對應(yīng)的雙調(diào)諧放大器的幅度值，并把數(shù)據(jù)填入表2-1。表2-1放大器輸入信號頻率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器輸出幅度U（mv）1.221.451.651.851.821.501.100.78放大器輸入信號頻率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器輸出幅度U（mv）0.570.450.3650.3050.2550.2150.1950.155測出兩峰之間凹陷點(diǎn)的頻率大致是多少。以橫軸為頻率，縱軸為幅度，按照表2-1，畫出雙調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。按照上述方法測出耦合電容為2C06(80P)（2K02撥向下方）時幅頻特性曲線。放大器輸入信號頻率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器輸出幅度U（mv）1.571.631.771.921.951.691.321.01放大器輸入信號頻率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器輸出幅度U（mv）0.780.630.510.430.360.320.280.24六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出耦合電容為2C05和2C06兩種情況下的幅頻特性，計(jì)算幅值從最大值下降到0.707時的帶寬，并由此說明其優(yōu)缺點(diǎn)。比較單調(diào)諧和雙調(diào)諧在特性曲線上有何不同？2畫出放大器電壓放大倍數(shù)與輸入電壓幅度之間的關(guān)系曲線。3當(dāng)放大器輸入幅度增大到一定程度時，輸出波形會發(fā)生什么變化？為什么？4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。實(shí)驗(yàn)3 電容三點(diǎn)式LC振蕩器一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn)：l 三點(diǎn)式LC振蕩器l 西勒和克拉潑電路l 電源電壓、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對振蕩器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器：l LC振蕩器模塊l 雙蹤示波器l 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 2掌握電容三點(diǎn)式LC振蕩電路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對振蕩器振蕩幅度和頻率的影響；4熟悉負(fù)載變化對振蕩器振蕩幅度的影響。三、實(shí)驗(yàn)電路基本原理1.概述振蕩器實(shí)質(zhì)上是滿足振蕩條件的正反饋放大器。振蕩器是指振蕩回路是由元件組成的。從交流等效電路可知：由振蕩回路引出三個端子，分別接振蕩管的三個電極，而構(gòu)成反饋式自激振蕩器，因而又稱為三點(diǎn)式振蕩器。如果反饋電壓取自分壓電感，則稱為電感反饋振蕩器或電感三點(diǎn)式振蕩器；如果反饋電壓取自分壓電容，則稱為電容反饋振蕩器或電容三點(diǎn)式振蕩器。在幾種基本高頻振蕩回路中，電容反饋振蕩器具有較好的振蕩波形和穩(wěn)定度，電路形式簡單，適于在較高的頻段工作，尤其是以晶體管極間分布電容構(gòu)成反饋支路時其振蕩頻率可高達(dá)幾百。2.振蕩器的起振條件一個振蕩器能否起振，主要取決于振蕩電路自激振蕩的兩個基本條件，即：振幅起振平衡條件和相位平衡條件。3.LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度表示：在一定時間或一定溫度、電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度，常用表達(dá)式：ff來表示（f為所選擇的測試頻率；f為振蕩頻率的頻率誤差，fff；f和f為不同時刻的f），頻率相對變化量越小，表明振蕩頻率的穩(wěn)定度越高。由于振蕩回路的元件是決定頻率的主要因素，所以要提高頻率穩(wěn)定度，就要設(shè)法提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，除了采用高穩(wěn)定和高Q值的回路電容和電感外，其振蕩管可以采用部分接入，以減小晶體管極間電容和分布電容對振蕩回路的影響，還可采用負(fù)溫度系數(shù)元件實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。4.LC振蕩器的調(diào)整和參數(shù)選擇以實(shí)驗(yàn)采用改進(jìn)型電容三點(diǎn)振蕩電路（西勒電路）為例，交流等效電路如圖3-1所示。圖3-1 電容三點(diǎn)式LC振蕩器交流等效電路(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整合理選擇振蕩管的靜態(tài)工作點(diǎn)，對振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形的好壞，有一定的影響，偏置電路一般采用分壓式電路。當(dāng)振蕩器穩(wěn)定工作時，振蕩管工作在非線性狀態(tài)，通常是依靠晶體管本身的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。若選擇晶體管進(jìn)入飽和區(qū)來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅，則將使振蕩回路的等效Q值降低，輸出波形變差，頻率穩(wěn)定度降低。因此，一般在小功率振蕩器中總是使靜態(tài)工作點(diǎn)遠(yuǎn)離飽和區(qū)，靠近截止區(qū)。 （2）振蕩頻率f的計(jì)算 f=式中CT為C1、C2和C3的串聯(lián)值，因C1（300p）C3(75p),C2(1000P)C3(75p)，故CTC3，所以，振蕩頻率主要由L、C和C3決定。(3)反饋系數(shù)F的選擇F= 反饋系數(shù)F不宜過大或過小，一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)F0.10.5,本實(shí)驗(yàn)取F=5.克拉潑和西勒振蕩電路圖3-2為串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路克拉潑振蕩電路。圖3-3為并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路西勒振蕩電路。圖3-2 克拉潑振蕩電路 圖3-3 西勒振蕩電路6電容三點(diǎn)式LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路 電容三點(diǎn)式LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路如圖3-4所示。圖中3K05打到“S”位置（左側(cè)）時圖3-4 LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路為改進(jìn)型克拉潑振蕩電路，打到“P”位置（右側(cè)）時，為改進(jìn)型西勒振蕩電路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路電容的變化。調(diào)整3W01可改變振蕩器三極管的電源電壓。3Q02為射極跟隨器。3TP02為輸出測量點(diǎn)，3TP01為振蕩器直流電壓測量點(diǎn)。3W02用來改變輸出幅度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用示波器觀察振蕩器輸出波形，測量振蕩器電壓峰峰值VP-P，并以頻率計(jì)測量振蕩頻率。 2測量振蕩器的幅頻特性。 3測量電源電壓變化對振蕩器頻率的影響。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備插裝好LC振蕩器模塊，按下開關(guān)3K1接通電源，即可開始實(shí)驗(yàn)。 2西勒振蕩電路幅頻特性的測量示波器接3TP02，頻率計(jì)接振蕩器輸出口3V01。電位器3W02反時針調(diào)到底，使輸出最大。開關(guān)3K05撥至右側(cè)，此時振蕩電路為西勒電路。3K01、3K02、3K03、3K04分別控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入電路，開關(guān)往上撥為接通，往下?lián)転閿嚅_。四個開關(guān)接通的不同組合，可以控制電容的變化。例如3K01、3K02往上撥，其接入電路的電容為10P+50P=60P。按照表3-1電容的變化測出與電容相對應(yīng)的振蕩頻率和輸出電壓（峰一峰值VP-P），并將測量結(jié)果記于表中。表3-1電容C（pf）1050100150200250300350振蕩頻率f(MHZ)9.1637.7866.8756.1035.6395.1894.8924.592輸出電壓VP-P(v)1.581.5141.501.461.401.341.301.18注：如果在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中使振蕩器停振無輸出，可調(diào)整3W01，使之恢復(fù)振蕩。 3克拉潑振蕩電路幅頻特性的測量將開關(guān)3K05撥至左側(cè)，振蕩電路轉(zhuǎn)換為克拉潑電路。按照上述方法，測出振蕩頻率和輸出電壓，并將測量結(jié)果記于表3-1中。電容C（pf）105010015020025030