实验1--小信号调谐放大器实验.pdf

实验一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、实验原理图1-1单调谐小信号放大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所示。该电路由晶体管、选频回路二部分组成。1-1Q1T1它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS＝。基极偏置电阻、、和射极电阻决定晶体管的静态工作点。可变电12MHzW3R22R4R5阻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。W3表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率，谐振电压放大倍数，f0Av0放大器的通频带BW及选择性〔通常用矩形系数K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称为放大器的谐振频率，对于图所示电f01-1路〔也是以下各项指标所对应电路〕，的表达式为f01f02LC式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；学习文档仅供参考C为调谐回路的总电容，C的表达式为CCP2CP2C1oe2ie式中，为晶体管的输出电容；为晶体管的输入电容；为初级线圈抽头系数；CoeCieP1为次级线圈抽头系数。P2谐振频率的测量方法是：f0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出现在规定的谐振频率点。f02.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称为调谐放大器的电压放大倍AV0数。的表达式为AV0vppyppyA012fe12feV0vgp2gp2gGi1oe2ie式中，g为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y本身也是一个复数，所以谐振fe时输出电压与输入电压相位差不是º而是为ºΦ。V0Vi180180+fe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中输出AV01-1信号及输入信号的大小，则电压放大倍数由下式计算：V0ViAV0或AV0=V0/ViAV0=20lg(V0/Vi)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下降到谐振电压放大倍数的倍时所对应的频率偏移称为放AVAV0大器的通频带BW，其表达式为△BW=2f=f0/QL式中，为谐振回路的有载品质因数。QL分析说明，放大器的谐振电压放大倍数与通频带的关系为AV0BWyABWfeV02C上式说明，当晶体管选定即y确定，且回路总电容C为定值时，谐振电压放大倍数fe与通频带的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相AV0BW学习文档仅供参考同的。Av通频带BW的测量方法：是通过测量放大A器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频V0法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先BW调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f及电压放大倍数A然后改变高频信0V0fffL0H号发生器的频率〔保持其输出电压不变〕，并VS测出对应的电压放大倍数。由于回路失谐后2△fAV0电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图图1-2谐振曲线1-2所示。可得：BWff2fHL0.7通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量。yfeCΣ如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。4.选择性——矩形系数调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数K时来表示，如图1-2所示的谐振曲线，矩形系数为电压放大倍数下降到时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到KAV00.707时对应的频率偏移之比，即AV0△△△K=2f0.1/2f=2f0.1/BW上式说明，矩形系数K越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差〔矩形系数K远大于1〕，为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。测量方法：可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数K。三、实验步骤〔一〕调整静态工作点，并进行电路调谐1.根据电路原理图熟悉实验板电路，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〔具体指出〕。2.按下面框图〔图1-3〕所示搭建好测试电路。学习文档仅供参考频率计RF2RFIN高频信号源RF1小信号谐振放大器示波器图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，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为+12V电源指示灯，绿灯为-12V