高频小信号调谐放大器实验报告.docx

合集下载

高频实验报告(电子模板)4题版

高频实验报告(电子模板)4题版

高频实验报告(电子版)班级:班级:学号:学号:姓名:姓名:201年月实验一、小信号谐振放大器 1:本次实验电原理图输入信号Ui(mV P-P)50mV P-P放大管电流Ic 1 0.5mA 1mA 2mA 3mA 4mA 4.5mA 输出信号Uo(V P-P)2-1:直流工作点与对放大器影响关系得结论:输入信号Ui(mV P-P) 50mV P-P阻尼电阻R Z (1K2=1) R=∞(R11) R=100 Ω(R7) R=1K(R6) R=10K(R5) R=100K输出信号Uo(V P-P)3-1:阻尼电阻—LC 回路的特性曲线图3-2:阻尼电阻—LC 回路的特性结论4:逐点法测量放大器的幅频特性实验电原理图粘贴处特性曲线图 粘贴处输入信号幅度(mV P-P)50mV P-P输入信号(MHz )2727.52828.52929.530输出幅值(V P-P)输入信号 (MHz ) 30.53131.53232.533输出幅值(V P-P)4-1:放大器的幅频特性曲线图4-2:放大器的的特性结论5:本次实验实测波形选贴选作思考题:(任选一题)1. 单调谐放大器的电压增益K U 与哪些因素有关?双调谐放大器的有效频带宽度B 与哪些因素有关?2.改变阻尼电阻R 数值时电压增益K U 、有效频带宽度B 会如何变化?为什么?3. 用扫频仪测量电压增益输出衰减分别置10dB 和30dB 时,哪种测量结果较合理?4. 用数字频率计测量放大器的频率时,实测其输入信号和输出信号时,数字频率计均能正确显示吗?为什么?5. 调幅信号经放大器放大后其调制度m 应该变化吗?为什么?思考题( )答案如下:幅频特性曲线图粘贴处实测波形1 粘贴处 实测波形2 粘贴处实验二、高频谐振功率放大器1:本次实验电原理图2: 谐振功放电路的交流工作点统调实测值级别激励放大级器(6BG1) 末级谐振功率放大器(6BG2)测量项目注入信号U i(V6-1)激励信号U bm(V6-2)输出信号U0(V6-3)未级电流I C(mA)峰峰值V P-P有效值VU bm(V p-p)1 2 3 4 5 Uo(V p-p)Ic(mA)3-1:谐振功率放大器的激励特性U bm–U0特性曲线图3-2:谐振功率放大器的的特性结论U bm–U0特性曲线图粘贴处实验电原理图粘贴处RL(Ω) 50Ω 75Ω 100Ω 125Ω 150Ω 螺旋天线Uo(V p-p) (V6-3) Ic(mA) (V2)4-1:谐振功率放大器的负载特性RL-- Uo 特性曲线图4-2:谐振功率放大器的RL-- Uo 特性结论V2 (V) 2 V 4V 6V 8V 10V 12V U O (V p-p ) Ic (mA)5-1:谐振功率放大器的电压特性V2—Uo 特性曲线图5-2:谐振功率放大器的V2—Uo 特性结论V2—Uo 特性曲线图粘贴处RL-- Uo 特性曲线图粘贴处6:谐振放大器高频输出功率与工作效率的测量:电源输入功率P D : Ic = mA 、 V2 = V 、 P D = mW 高频输出功率P 0 : Uo = V p-p RL = Ω P 0 = mW 电路工作效率η: %5:本次实验实测波形选贴选作思考题:(任选一题)1 当调谐末级谐振回路时,会出现i C 的最小值和U 0的最大值往往不能同时出现。

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告
2.放大器的放大倍数及通频带的测试。
⑴空载放大倍数测试
断开J2,J3,连接J1,用示波器分别测出IN1端电压Ui和OUT端电压Uo,放大倍数为:
此时将输出输入信号接示波器两探头,使用示波器直接测量显示,可得空载时的放大倍数:
(2)有载放大倍数测试
断开J2,连接J1,J3,用示波器分别测出IN1端电压Ui和OUT端电压Uo,放大倍数为:
状态。
另外我们还测得的幅频特性如下:
通过测量,可得到通频带约为10.819MHz-10.655MHz =0.164MHz。
对照着仿真要求我们一步步进行仿真:
1.改变直流电流Ie,研究Ie逐渐增大时小信号放大器电压增益的变化
Ie/mA
0.979
1.858
2.558
3.412
Av/dB
18
21
21.5
23
仿真做完后,就应该把理论用于实践了,下面是运用实验箱进行的实验步骤及数据记录
1.静态工作点与谐振回路的调整
⑴ 在实验箱主板上插上小信号调谐放大器实验电路模块。接通实验箱上电源开关,指标灯点亮。用高频信号源产生10.7MHz信号由IN1端接入小信号调谐放大器实验电路,幅度在50mV左右。
⑵在OUT端用示波器观测到放大后的输入信号,调整电位器RW2和微调电容CV2,和中周铁芯的位置,使输出信号幅度最大且失真最小,也即使电路达到谐振状态。
此时将输出输入信号接示波器两探头,使用示波器直接测量显示,可得空载时的放大倍数:
数据分析:由测量结果我们可以知道,加了负载之后电路的放大倍数略微的降低,这是什么原因?
答:我们要电路的交流等效模型来解释,其等效模型图中有负载的情况只比没有负载的情况的时候多了一个电导G,如下图:

高频小信号放大器实验报告

高频小信号放大器实验报告

实验1高频小信号放大器幅频特性曲线为:带宽:8.0*0.7=5.6Bw1=6.6-6.1=0.5MHz2、观察集电极负载对单调谐回路谐振放大器幅频特性的影响当放大器工作于放大状态下,运用上步点测法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。

既令2K1置“on”,重复测量并与上步图表中数据作比较。

f/MHz 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1U/mV 1.7 1.9 2.0 2.4 2.6 3.2 3.6 4.0 5.2 5.6 5.6 5.2 4.4 3.8 3.2 2.6 2.4 2.0幅频特性曲线为:5.6*0.7=3.92;Bw2=6.65-6.1=0.55MHz3、双调谐回路谐振放大器幅频特性测量(保持输入幅度不变,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度,然后画出频率与幅度的关系曲线,该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性。

)2K2往上拨,接通2C6(80P),2K1置off。

高频信号源输出频率6.3MHZ(用频率计测量),幅度300mv,然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端(IN)。

2K03往下拨,使高频信号送入放大器输入端。

示波器CH1接2TP01,示波器CH2接放大器的输出(2TP02)端。

反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值,此时回路谐振于6.3MHZ。

按照下表改变高频信号源的频率(用频率计测量),保持高频信号源输出幅度峰——峰值为300mv(示波器CH1监视),从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值,并把数据填入下表中。

f/MHz 4.8 5.0 5.2 5.4 5.7 5.8 5.9 6.0 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 U/mV 0.8 1.4 2.6 4.2 8.0 8.8 8.0 8.0 8.0 8.2 8.4 6.4 4.8 3.2 2.0 1.8 1.4 1.2 幅频特性曲线:8*0.7=5.6V;Bw3=6.55-5.5-1.05MHz4、放大器动态范围测量2K1置off,2K2置单调谐,接通2C6.高频信号源输出接双调谐放大器的输入端(IN),调整高频信号源频率为6.3MHz,幅度为100mV。

实训1 高频小信号谐振放大器(高频书后实验报告)

实训1   高频小信号谐振放大器(高频书后实验报告)

实训1 高频小信号谐振放大器
1.实训目的
(1)EWB常用菜单的使用;
(2)搭接实训电路及各种测量仪器设备;
(3)估算小信号谐振放大器的宽频和矩形系数。

2.实训内容及步骤
(1)利用软件绘制出如图1所示的高频小信号谐振放大器实训电路
图1
(2)当接上信号源U S(50Mv/6MHz/0)时,开启仿真实训电源开关,双击示波器,调整适当的时基及A、B通道的灵敏度,即可看到如图所示的输入、输出波形
图2
(3)观察并对比输入与输出波形,估算此电路的电压增益。

Au=25.04
(4)双击波特图仪,适当选择垂直坐标与水平坐标的起点与终点值,即可看到如图所示的高频小信号放大器的幅频特性曲线。

从波特图仪上的幅频特性曲线分析此电路的带宽与矩形系数。

f=6.439MHz
(5)改变电阻R4的阻值,观察频带宽度的变化。

结论:由图上可以知道,它的输入波形没有什么变化但是它的频带宽度并不是一直增加的,而是有一个峰值。

一般在实际电路中通常采用在LC回路两端并联电阻的办法,来降
低调谐回路的有载品质因数Qe的值,以达到展宽放大器的通频带的目的。

高频小信号调谐放大器试验报告参考模板

高频小信号调谐放大器试验报告参考模板

通信电子电路实验实验一高频小信号调谐放大器实验报告学院:信息与通信工程学院班级:姓名:学号:班内序号:一.课题名称:高频小信号调谐放大器 二.实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理;2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。

三.仪器仪表名称 型号 用途编号扫频仪 AT5006 测出电路的幅频特性曲线20080695 示波器 DS03202A 显示输入输出波形20080845 万用表DM3051 测量直流工作点 20080774 直流稳压电源 GPS-3303C 提供直流电源 20080092 信号源 DG3121A提供交流小信号四.实验内容及步骤实验中,电路部分元器件值,R 2=10K Ω, R 3=1K Ω, R 10=2K Ω, R 12=51Ω,R 13=10K Ω,R 24=2K Ω, R 27=5.1K Ω, R 28=18K Ω, R 30=1.5K Ω, R 31=1K Ω, R 32=5.1K Ω, R 33=18K Ω, R 35=1.5K Ω,W 3=47K Ω, W 4=47K Ω,C 20=1nF, C 21=10nF, C 23=10nF 。

(一)、单级单调谐放大器1、计算选频回路的谐振频率范围如图1-1 所示,它是一个单级单调谐放大电路,输入信号由高频信号源或者振荡电路提供。

调节电位器W3 可改变放大电路的静态工作点,调节可调电容CC2 和中周T2 可改变谐振回路的幅频特性。

谐振回路的电感量L=1.8uH ~ 2.4uH ,回路总电容C=105 pF ~125pF ,根据公式,计算谐振回路谐振频率 f 0 的范围。

图1-1 单级单调谐放大器实验原理图2、检查连线正确无误后,测量电源电压正常,电路中引入电压。

实验板中,注意TP9接地,TP8 接TP10;3、用万用表测三极管Q2 发射极对地的直流电压,调节可变电阻使此电压为5V。

4、用高频信号源产生频率为10.7MHz,峰峰值约400mV 的正弦信号,用示波器观察,调节电感电容的大小,适当调节静态工作点,使输出信号Vo的峰峰值Vop-p 最大不失真。

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告姓名:学号:班级:日期:高频小信号调谐放大器实验一、实验目的1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理;2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算;3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法;二、实验仪器与设备高频电子线路综合实验箱;扫频仪;高频信号发生器;双踪示波器三、实验原理(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微弱信号的线性放大。

其实验单元电路如图1-1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放大,而且还有一定的选频作用。

本实验中输入信号的频率f S=12MHz。

基极偏置电阻R A1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。

可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点,从而可以改变放大器的增益。

表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0,谐振电压放大倍数A v0,放大器的通频带BW及选择性(通常用矩形系数Kr0.1来表示)等。

放大器各项性能指标及测量方法如下: 1.谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率,对于图1-1所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f 0的表达式为∑=LCf π210式中,L 为调谐回路电感线圈的电感量;∑C为调谐回路的总电容,∑C的表达式为ie oe C P C P C C2221++=∑式中, C oe 为晶体管的输出电容;C ie 为晶体管的输入电容;P 1为初级线圈抽头系数;P 2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,用扫频仪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出现在规定的谐振频率点f 0。

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Gg p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fei V ++-=-=-=∑2221212100 式中,g Σ为谐振回路谐振时的总电导。

高频小信号调谐放大器实验报告

⾼频⼩信号调谐放⼤器实验报告⾼频⼩信号调谐放⼤器实验报告⼀、实验⽬的1、熟悉单级⼩信号调谐放⼤器的⼯作原理和设计⽅法2、熟悉并联调谐回路两端并联电阻RL对于频率特性的影响,并分析回路品质因数,回路通频带以及选择性之间的关系3、理解放⼤器的传输特性,了解放⼤器电压传输曲线Vom-Vim在谐振点的测量⽅法,并了解Ic对于传输特性曲线的影响⼆、实验原理⾼频⼩信号单调谐放⼤器上图为晶体管共发射极⾼频单级⼩信号单调谐放⼤器,它不仅可以放⼤⾼频信号⽽且还具有⼀定的选频作⽤,此电路采⽤LC 并联谐振回路作为负载。

Cb为输⼊耦合电容,滤除直流信号,Rb1,Rb2,Re提供静态⼯作点,使其⼯作在放⼤区Ce是Re的旁路电容,LC构成并联谐振回路。

RL是集电极交流电阻,它影响了回路的品质因数,增益带宽。

三、实验内容与步骤(1)实验电路图:(2)静态测量短接JP2_A的3_4,选择发射结电阻Re_A = 1K,断开JP_A,使RLA不连⼊电路,车辆VBQ,VEQ,VCQ。

静态⼯作点测量静态⼯作点VBQ(V) VEQ(V) VCQ(V)实际测量值 1.90 1.20 12.06(3)动态研究1、电路连接选取RLA = 10k,Re_A=1K,将⾼频信号发⽣器Vpp设置为100mV,频率为10.7MHz,接⼊电路输⼊J1_A⽰波器探头,连接J2_A,观察2、调节电路调节CT1_A的值,当电压幅度最⼤时,转去调节⾼频⼩信号发⽣器,直⾄⽰波器显⽰输出幅值最⼤,记下f0为谐振频率3、数据测量选择RL=10k,⾼频信号发⽣器调节f0,Re_A=2K,调节输⼊电压Vi从20mV--820mV,逐点记录并填表(4)数据处理频率和相应输出电压值频率与相应的输出电压值f(MHz) 7.9 8.1 8.3 8.5 8.7 8.9 9.1 9.3 9.5Vo(V)RL_A= 10K Ω 0.78 0.93 1.07 1.22 1.51 1.91 2.46 3.33 4.08RL_A= 2K Ω 0.655 0.724 0.792 0.892 0.989 1.104 1.206 1.297 1.35 RL_A= 470Ω0.370.378 0.390.398 0.406 0.410.414 0.418 0.41f(MHz) 9.79.910.110.310.510.710.911.1Vo(V)RL_A= 10K Ω 3.68 2.84 2.2 1.77 1.45 1.3 1.1 0.98 RL_A= 2K Ω 1.4 1.351.281.19 1.11 1.01 0.95 0.88 RL_A= 470Ω0.422 0.418 0.410.40.40.390.40.3900.511.522.533.544.57.588.599.51010.51111.5频率与相应的输出电压值RL_A=10KRL_A=2KRL_A=0.47K输⼊电压和相应输出电压值输⼊电压与相应的输出电压值Vi(mV) 20 70 120 170 220 270 320 370 420Vo(V)RL_A= 10K Ω 0.579 1.71 2.35 2.71 2.93 3.13 3.26 3.4 3.55 RL_A= 10K Ω 1.2 3.3 4.5 5.1 5.5 5.9 6.16.46.6 RL_A= 10K Ω2.01 5.89 8.01 9.13 9.86 10.4 10.94 11.5 11.8Vi(mV) 470520 570 620 670 720 770 820Vo(V)Re_A= 2K Ω 3.67 3.78 3.9 4.01 4.11 4.25 4.34 4.46 Re_A= 1K Ω 6.9 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 RL_A= 510Ω12.112.312.612.812.912.912.913.0四、课后思考题1、引起⼩信号谐振放⼤器不稳定的原因:主要是集电极内部反馈电容,使输出电压反馈到输⼊端如果实验中出现⾃激现象,消除的⽅法:A 、中和法B 、失配法024*********100200300400500600700800900输⼊电压与相应的输出电压值Re_A=2KRe_A=1KRe_A=0.51K2、负载电阻和三极管β值负载电阻RL增加时电压增益减⼩通频带增⼤。

高频小信号单调谐与双调谐放大器实验报告

高频小信号单调谐与双调谐放大器
实验报告
14044012 孙胤邦
14级电子一班
一、实验表格及图像
单调谐放大器的电压幅值
如图所示(纵坐标为幅值mV,横坐标为频率MHZ)单调谐的峰值为8.08mV,下降到0.707倍时的值为5.71mv。

双调谐回路谐振放大器的电压幅值
如图所示(纵坐标为幅值mV,横坐标为频率MHZ)双调谐的峰值为7.40mV 和7.40mv,下降到0.707倍时的值为5.23mV和5.23mV。

这样看来,单调谐放大器优点是电路简单,缺点是通频带窄、选择性差、增益低。

双调谐放大器具有良好的选择性、较宽的通频带。

而且由图可以看出双调谐的选择性明显优于单调谐放大器。

三、(纵坐标为输出电压V,横坐标为输入电压mV)。

当放大器的输入电压增加到一定的程度之后,输出的波形会失真,和输入波形不再一模一样。

二、实验结论及感想
这是这一学期的第一次高频实验,通过低频放大的和高频所学内容,使我更真切地了解了高频小信号调谐放大器的工作原理,尤其是单级单调谐放大器和双级单调谐放大电路的原理,更是巩固了通电理论课上学到的谐振放大器电压增益、通频带、选择性的相关知识和计算方法,并在实验中测试了各组数据,验证了理论知识。

当然了,通过在实验室调试各种高频仪器,我基本上学会了使用高频中的扫频仪、示波器、万用表、直流稳压电源和信号源,以及消除自激的方法。

总体说来,本次实验是一次很好的尝试,让我对高频电路有了进一步了解,激发了学习通信电子电路的兴趣。

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过搭建高频小信号调谐放大器电路,了解调谐放大器的工作原理,掌握其特性参数的测量方法,并通过实验数据分析和计算,验证理论知识。

二、实验仪器与设备。

1. 信号发生器。

2. 示波器。

3. 电压表。

4. 电流表。

5. 电阻箱。

6. 电容箱。

7. 电感箱。

8. 双踪示波器。

三、实验原理。

高频小信号调谐放大器是一种能够对特定频率的信号进行放大的放大器。

其主要由电容、电感和晶体管等器件组成。

在电路中,通过调节电容和电感的数值,可以实现对特定频率信号的放大。

四、实验步骤。

1. 按照实验电路图连接电路,注意接线的正确性。

2. 打开信号发生器和示波器,调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形。

3. 通过改变电容和电感的数值,调节电路的共振频率,观察输出波形的变化。

4. 测量电路中各个元件的电压、电流等参数,并记录实验数据。

5. 根据实验数据,计算电路的增益、带宽等特性参数。

五、实验数据与分析。

在实验中,我们通过改变电容和电感的数值,成功调节了电路的共振频率,观察到输出波形的变化。

通过测量和计算,得到了电路的增益、带宽等特性参数,并与理论数值进行了对比分析。

六、实验结果与讨论。

根据实验数据分析,我们得出了电路的增益、带宽等特性参数,并与理论数值进行了对比。

通过对比分析,我们发现实验数据与理论计算结果基本吻合,验证了调谐放大器的工作原理和特性。

七、实验总结。

通过本次实验,我们深入了解了高频小信号调谐放大器的工作原理和特性参数的测量方法,掌握了调谐放大器的实际应用技巧。

实验结果与理论计算基本吻合,证明了实验的有效性和准确性。

八、参考文献。

1. 《电子电路分析与设计》,张三,XX出版社,2010年。

2. 《电子电路实验指导》,李四,XX出版社,2015年。

以上为高频小信号调谐放大器实验报告内容,谢谢阅读。

小信号调谐放大器实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过搭建和调试小信号调谐放大器电路,深入了解调谐放大器的工作原理和设计方法,掌握其特性参数的测量方法,并通过实验数据分析放大器的性能,为后续高频电子线路设计打下基础。

二、实验原理小信号调谐放大器是一种高频放大器,其主要功能是对高频小信号进行线性放大。

其工作原理是利用LC并联谐振回路作为晶体管的集电极负载,通过调节谐振频率来实现对特定频率信号的放大。

实验中,我们采用共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。

晶体管的静态工作点由电阻RB1、RB2及RE决定。

放大器在高频情况下的等效电路如图1所示,其中晶体管的4个y参数分别为输入导纳yie、输出导纳yoe、正向传输导纳yfe和反向传输导纳yre。

图1 高频小信号调谐放大器等效电路三、实验仪器与设备1. 高频信号发生器:用于产生不同频率和幅度的正弦波信号。

2. 双踪示波器:用于观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。

3. 万用表:用于测量电路中电阻、电容等元件的参数。

4. 扫频仪(可选):用于测试放大器的幅频特性曲线。

四、实验步骤1. 搭建小信号调谐放大器电路,连接好实验仪器。

2. 调整谐振回路的电容和电感,使放大器工作在谐振频率附近。

3. 使用高频信号发生器输入不同频率和幅度的正弦波信号,观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。

4. 使用示波器测量放大器的电压放大倍数、通频带和矩形系数等性能指标。

5. 使用扫频仪测试放大器的幅频特性曲线,进一步分析放大器的性能。

五、实验结果与分析1. 电压放大倍数通过实验,我们得到了放大器的电压放大倍数Avo,其值约为30dB。

这说明放大器对输入信号有较好的放大作用。

2. 通频带放大器的通频带BW0.7为2MHz,说明放大器对频率为2MHz的信号有较好的放大效果。

3. 矩形系数放大器的矩形系数Kr0.1为1.2,说明放大器对信号的选择性较好。

4. 幅频特性曲线通过扫频仪测试,我们得到了放大器的幅频特性曲线,如图2所示。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高频实验一高频小信号调谐放大器实验一、实验目的1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。

2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。

3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数(电压放大倍数,通频带,矩形系数)的测试方法。

4.熟练掌握multisim 软件的使用方法,并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用二、实验仪器1.小信号调谐放大器实验板2.200MHz 泰克双踪示波器(Tektronix TDS 2022B) 3. 8808A FLUKE 万用表 4.220V 市电接口 5.EE1461高频信号源 6.AT6011 频谱分析仪7.PC 一台(附有multisim 仿真软件)三、实验原理1.小信号调谐放大器的基本原理小信号调谐放大器的作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号进行放大 。

所谓“小信号”,通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近,由于信号小,从而可以认为放大器工作在晶体管的线性范围内。

所谓“调谐”,主要是指放大器的集电极负载为调谐回路。

这种放大器对谐振频率f 及附近频率的信号具有较强的放大作用,而对其它远离f 的频率信号,放大作用很差。

高频小信号调谐放大器是我主要质量指标如下:1.增益:放大器输出电压与输入电压之比,用来表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 ,即2.通频带:通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时,所对应的频率范围为高频放大器的通频带,用B 0.7表示。

3.选择性:从含有各种不同频率的信号总和(有用和有害的)中选出有用信 号排除有害(干扰)信号的能力,称为放大器的选择性。

衡量选择性的基本指标 一般有两个:矩形系数和抑制比。

矩形系数通常用K 0.1表示,它定义为,其中是指放大倍数下降至0.1处的带宽。

且矩形系数越小,选择性越好,其抑制邻近无用信号的能力就越强。

抑制比见末尾附录,此处略。

4.稳定性:指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管的参数、电路元件参数等发生可能的变化时,放大器的主要特性的稳定程度。

5.噪声系数:高频放大器由多级组成,降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。

因此,在设计前级放大器时,要求采用低噪声器件,合理地设置工作电流等,使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。

其计算表达式为, 越接近1越说明噪声越小,电路的性能越好。

2.实验箱电路图图2-2 小信号调谐放大器实验电路说明:我们做实验的时候只要使用IN1连R1经C2再至晶体管放大器后经C4输出这条通路即可,分别测试放大器的放大倍数、通频带以及电路的品质因数对通频带以及幅频特性的影响。

四、实验前的准备:第一部分:理论计算该放大电路在高频情况下的等效为如图1-2 所示,晶体管的 4个y 参数yie,yoe, yfe 及yre 分别为由课本所学的理论知识我们可知:回路的总电导 为回路的谐振频率:然而由于本题中的值比较小,所以我们不妨就认为 ,再根据题目要求,所以建立方程 ,再结合实际,于是我们不妨取L=100nH ,C=2.18nF . 第二部分:仿真利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9(10)软件,参照实验电路图,进行仿真,仿真选取的晶体管的型号的为2N2222A. 仿真电路图如下:电路的一些细节分析:电容C2是输入耦合电容,C3是输出耦合电容,滑动变阻器R2和电阻R3、R4是晶体管直流偏置电阻,可通过调节R2的阻值,使得晶体满足:1.发射极正偏:b eV V >,且0.6be V V>2.集电极反偏:b cV V <3.1ce V V>(若ceV 过小,将导致晶体管饱和导通,此时小信号放大器没有放大倍数)电阻R6是射极交流负反馈电阻,电阻R1是射极直流负反馈电阻,它决定了晶体管射极的直流电流Ie,在本电路中应Ie控制在1-10mA左右。

电容C1是射极旁路电路,在高频的情况下其相当于短路。

集电极回路由电容C4和电感L1组成,是一个并联的LC谐振回路,起到选频的作用。

在实际的电路中,电容有一个可变电容可以改变回路总的电容值,电感由初级回路和次级回路组成,中间有铁芯耦合,实验箱上电感的初级回路和次级回路封装在中周中,调节中周里的铁芯位置可以改变电感值和耦合强度,从而改变LC谐振回路的谐振频率。

滑动变阻器RW1是阻尼电阻,可以改变回路的品质因素和电压增益。

根据晶体管工作在甲类放大时的电压的要求,我们再确定分压电阻R2、R3、R4的阻值(如仿真图),选择Ie=2mA,又可进一步算出R1的阻值。

我们取输入信号的参数为 f=10.7MHz,幅值为50mV ,按照上面的仿真图,仿真出来的结果为由游标示数我们可以知道此电路的放大倍数为其他各表的示数如下:射极电流: ,由这些参数我们可知三级管处于正常的甲类放大状态。

另外我们还测得的幅频特性如下:通过测量,可得到通频带约为10.819MHz-10.655MHz =0.164MHz。

对照着仿真要求我们一步步进行仿真:1.改变直流电流Ie,研究Ie逐渐增大时小信号放大器电压增益的变化Ie/mA 0.979 1.858 2.558 3.412注:红线代表输入信号;黄线代表输出信号;基极电压Vb射极电压Ve集射电压VceAv/dB 18 21 21.5 23由此说明Ie逐渐增大时小信号放大器的电压增益也逐渐的增大,当然这样的增大也是有一定范围的,如果Ie过大,将会导致输出波形的失真。

2.改变谐振回路的中心频率,观察小信号放大器电压增益的变化情况注:对于改变谐振频率,只要改变C的值就可以了,所以我们此处用C值的改变来表示谐振频率的改变C/nF 2.08 2.18(f0) 2.28 2.68 3.18Av/dB 8.54 21.07 13.66 -2.72 -8.98通过观察我们发现,谐振频率偏离中心频率越远,其电压增益越小。

3.改变集电极回路中阻尼电阻的阻值,观察小信号放大器电压增益的变化情况,通频带的变化情况。

R5/KOhm 1 3 5 7 9Av/dB 20.052 21.542 21.788 21.885 21.936通频带/MHz 0.169 0.165 0.163 0.159 0.157由此可知,当集电极回路中阻尼电阻的阻值逐渐增大,也即回路的品质因数逐渐变大时,小信号放大器的电压增益也在小幅度增大,而通频带则小幅度变小,这也从而说明了一个问题就是电路的“增益带宽积=增益*通频带”并没有改变,符合理论推导。

4.改变交流负反馈电阻阻值,观察小信号放大器电压增益的变化情况,通频带的变化情况R6/Ohm 10 20 30 40 50Av/dB 24.508 22.341 20.579 19.102 17.833通频带/MHz 0.156 0.163 0.167 0.169 0.172由此可见,随着交流负反馈电阻阻值的增大,小信号放大器的电压增益在逐渐减小,相反通频带则是随之逐渐变大。

原因解释:该电路属于串联负反馈,引入这样的反馈后电路的电压增益表达式就变为 ,当反馈电阻的阻值越大时,反馈系数F就越大,由公式表明,随着F的增大,是逐渐减小的,此即解释了随着R6的增大,电压增益是减小的,再由增益带宽积是恒定的这一概念,我们显然可以知道同频带会增加。

仿真过程中对问题的一些思考:问题一:在仿真的过程中我们发现输出波形不那么稳定,总是在不停的变大然后再变小再变大,需要经过比较长的一段时间它才会稳定下来。

解决方案:①将输入和输出耦合电容该小,都改为了100pF.②改变谐振电路的L和C的值(只要保证两者乘积不变)原因分析:①可能是由于耦合电容的分布电感之类的影响。

高频放大器的耦合电容C in和C out主要作用就是隔离直流,且不宜过大,否则放大电路将对信号源或上级电路产生反射。

在高频电路中它们的值一般取1nF以下。

而我们之前的电路中取的是100nF ,取的过大了,放大电路对信号源产生了反射,从而导致输出不稳定,需要进一步减小偶合电容值以降低放大器与信号源之间的耦合程度。

②可能是由于负反馈放大电路产生了自激;由于电路的LC取得不合理,使电路的稳定裕度(稳定裕度的概念见文末补充知识)离稳定电路的要求差别比较大,从而产生自激,因此只要调整下L、C的值就可以。

问题二:这个此次仿真的电路的通频带较小,应如何修改参数使得电路的通频带变大些?法一:显然,由带宽增益积不变的关系,我们知道降低电路的增益可以实现增大通频带的目的,根据增益的计算公式 ,我们只要将G的变大即可,即将分压电阻的阻值变小。

法二:通过推导,我们可以得到电路的带宽增益积的表达式如下:,我们可以在保持不变的情况下通过降低谐振电容的容值来提高通频带,通过仿真,我们将C从2.18nF改成了100nF (当然相应的电感值也应同时改为2.18uF),通频带随即就从0.164MHz变成了1.139MHz,可见此方法比较简单可行。

五、实验内容及步骤仿真做完后,就应该把理论用于实践了,下面是运用实验箱进行的实验步骤及数据记录1.静态工作点与谐振回路的调整⑴在实验箱主板上插上小信号调谐放大器实验电路模块。

接通实验箱上电源开关,指标灯点亮。

用高频信号源产生10.7MHz信号由IN1端接入小信号调谐放大器实验电路,幅度在50 mV左右。

⑵在OUT端用示波器观测到放大后的输入信号,调整电位器RW2和微调电容CV2,和中周铁芯的位置,使输出信号幅度最大且失真最小,也即使电路达到谐振状态。

2.放大器的放大倍数及通频带的测试。

⑴空载放大倍数测试断开J2,J3,连接J1,用示波器分别测出IN1端电压Ui和OUT端电压Uo,放大倍数为:iUAU=此时将输出输入信号接示波器两探头,使用示波器直接测量显示,可得空载时的放大倍数:(2)有载放大倍数测试断开J2,连接J1,J3,用示波器分别测出IN1端电压Ui和OUT端电压Uo,放大倍数为:iUAU=此时将输出输入信号接示波器两探头,使用示波器直接测量显示,可得空载时的放大倍数:数据分析:由测量结果我们可以知道,加了负载之后电路的放大倍数略微的降低,这是什么原因?答:我们要电路的交流等效模型来解释,其等效模型图中有负载的情况只比没有负载的情况的时候多了一个电导G,如下图:从而增益的表达式就从转变成了,分母中多了一个G,而其它量并未改变大小,所以加了负载后其增益变小了。

(3)通频带以及电路选择性能的测试(即空载情况)断开J2,J3,连接J1,保持输入信号幅值Ui(此处我们选择的输入信号的幅度为50mV)不变,改变输入信号的频率,输入信号的频率逐渐上升,输出信号的幅度将下降,当输出幅度下降到f0时的输出幅值的0.707时,所对应的输入信号频率计为f1。

同样,减小输入信号的频率得到f2,填到下面的表格中;f0 MHz f1 MHz f2 MHz10.70MHz 10.07MHz 11.13MHz那么通频带保持输入信号幅值不变,改变输入信号的频率,输入信号的频率逐渐上升,输出信号的幅度将下降,当输出幅度下降到f0时的输出幅值的0.1时,所对应的输入信号频率计为f3。

相关文档
最新文档