-高頻小信號諧振放大器實驗課件

1、高頻電子線路實驗高頻小信號諧振放大器(1) 高頻小信號調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或微弱信號的線性放大。通過本實驗：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、熟悉諧振回路的調諧方法及測試方法。3、掌握高頻諧振放大器處于諧振時各項主要技術指標的意義及測試技能。一、實 驗 目 的 3、高頻諧振放大器的主要技術性能指標的測定。1、高頻諧振電壓放大器靜態(tài)工作狀態(tài)的測量。2、高頻諧振放大器諧振頻率fo的調整與測定。 （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 驗 內 容3-1 高頻諧振放大器主要

2、性能指標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的能力。記為Auo。其數(shù)學表達式為：(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表示相對電壓增益。Auo當輸入信號的頻率恰好等于fo時，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，只有當輸入信號的頻率恰好等于f0 (即回路諧振)時，放大器的增益最大。特性曲線表達三、實驗應知知識3-1-2 通頻帶Bw 由于諧振回路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降。故習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，所對應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)學表達式為：QL：為回路的等效品質因數(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制的信號，已調制的信號都包含一定頻譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶，讓必要的信號頻譜分量通過放大器。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因數(shù)QL。此外，放大器的總通頻帶，隨著級數(shù)的增加而變。并且通頻帶愈寬，放大器增益愈小。特性曲線表達三、實驗應知知識 由此可知，高頻小信號放大器的頻率特性，是以諧振頻率fo為中心對稱的，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總和（有用的和有害的）中選出有用信號，排除有害（干擾）信號的能力及選擇性指標是針對抑制干擾而言的。一般是用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來表示。 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倍時所對應的頻率范圍與電壓放大器倍數(shù)下降到0.707Avo時對應的頻率偏移之比。其數(shù)學表達式10.1Kr0.1fLfHBw0.7 上述表明：矩形系數(shù) Kr0.1愈接近1，則實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的能力愈強。但單調諧回路放大器的矩形系數(shù)遠大于1，這是單調諧回路

5、放大器的缺點。故實際工程應用中，通常采用多級諧振放大器。特性曲線表達三、實驗應知知識3-2實驗電路組成與說明 實驗用單調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用來調諧，K1、K2、K3用以改變集電極回路的阻尼電阻R3，以觀察集電極負載變化對諧振回路（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)工作點變化對諧振回路（包括電壓增益）的影響。為了減輕負載對回路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、實驗應知知識1、放大器靜態(tài)測量與工作狀態(tài)判斷RE實際測量值（V)計算值根據VCE 判斷VT7是否工作在放大區(qū)VbVeVcVceIc(mA)是否原因5001K2KVb: 基極對地電壓。 Ve :發(fā)射極對地電壓。 Vce：集電極與發(fā)射極之間電壓?；緱l件：R=10K Vcc=12V 按表要求分別改變RE時，測試數(shù)據記錄于表中：說明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說明2：當RE變化后，Ic有否變化？四、實驗應會知識測試電路原理框圖如圖1所示 條件1數(shù)據（Re= 1K） 條件2數(shù)據(Re=500)Fo= ？ AVo ？Fo= ？ AVo= ？說明1：放大器的AVo表征的是：說明2

7、：放大器射極電阻Re變化對AVO的影響。輸入/輸出信號波形輸入/輸出信號波形Vi/Vo的函數(shù)表達式Vi/Vo的函數(shù)表達式基本條件：R=10K2、諧振頻率fo與諧振增益Avo的測定與計算四、實驗應會知識測試電路原理框圖如圖1所示 條件1數(shù)據（R= 10K） 條件2數(shù)據(R=470)Bw0.7=fH-FL= ？Bw0.7=fH-FL= ？說明1：什么是通頻帶？說明2：放大器阻尼電阻R變化對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的測定基本條件：Re=1K四、實驗應會知識4放大器矩形系數(shù)Kr0.1的測定 條件：基本條件：Re=1K R=10K1、測出Bw0.1的同頻帶：根據

8、實驗測得數(shù)據，計算出此條件下的Kr0.1=Kr0.1= Bw0.1/ Bw0.7= ?Bw0.1=fH-fL= ?四、實驗應會知識通帶特性曲線2整理實驗數(shù)據。標明本實驗電路高頻小信號放大器的主要性能指標。1.計算LC并聯(lián)回路的諧振頻率fo： 已知:C=120pf L= 1uH.五、實驗思考與報告5.1 實驗思考題5.2 實驗報告要求1畫出實驗電路的直流通路，計算放大器直流工作點，并與實測結果作比較。 3.總結由本實驗所獲得的體會。 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，電壓、電流波形） 2.諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)，功率、效率計算。 3.集電極電源電壓 VCC

9、和集電極負載變化對諧振功率放大器工作的影響 。下次實驗提示實驗預習內容實驗報告格式要求實驗項目名稱：高頻小信號諧振放大器一、實驗目的：二、實驗儀器設備：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、熟悉諧振回路的調諧方法及測試方法。 3、掌握高頻諧振放大器處于諧振時各項主要技術指標的意義及測試方法。1、高頻電子線路實驗箱GP-4。2、數(shù)字存儲示波器TDS-1002 3、高頻信號發(fā)生器WY-1052A4、數(shù)字萬用表三、實驗電路組成與說明 實驗用單調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用來調諧，K1、K2、K3用以改變集電極回路的阻尼電阻R3，以觀察集電極負載變化對諧振回路（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)工作點變化對諧振回路（包括電壓增益）的影響。為了減輕負載對回路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、實驗內容與數(shù)據1、放大器靜態(tài)測量與工作狀態(tài)判斷RE實際測量值（V)計算值根據VCE 判斷VT7是否工作在放大區(qū)VbVeVcVceIc(mA)是否原因5001K2KVb: 基極對地電壓。 Ve :發(fā)射極對地電壓。 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，測試數(shù)據記錄于表中：說明1：放大器工作在放大區(qū)的原因。說明2：當RE變化后，Ic有否變化？2、諧振頻率fo與諧振增益Avo的測定與計算測試電路原理框圖如圖1所示高頻信號發(fā)生器高頻調諧放大器高頻毫伏表示波器電源掃頻儀 條件1數(shù)據（Re= 1K） 條件2數(shù)據(Re=500)Fo= ？ AVo= ？Fo= ？ AVo= ？說明1：放大器的AVo表征的是：說明2：放大器射極電阻Re變化對AVO的影響。輸入/輸出信號波形輸入/輸出信號波形Vi/Vo的函數(shù)表達式Vi/Vo的函數(shù)表達式基本條件：R=10K測試電路原理框圖如圖1所示 條件1數(shù)據（R= 10K） 條件2數(shù)據(R=470)Bw0.7=fH-FL= ？Bw0.7=fH-FL= ？說明1：什么是通頻帶？說明2：放大器阻尼電