实验单调谐回路谐振放大器.docx
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实验单调谐回路谐振放大器
实验1单调谐回路谐振放大器
―、实验准备
1•做本实验时应具备地知识点:
放大器静态工作点
LC并联谐振回路
单调谐放大器幅频特性
2•做本实验时所用到地仪器:
单调谐回路谐振放大器模块双踪示波器
万用表
频率计
高频信号源
二、实验目地
1•熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;
2•掌握单调谐回路谐振放大器地基本工作原理;
3.熟悉放大器静态工作点地测量方法;
<包括电压增益、通频
4•熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性带、Q值)地影响;
5•掌握测量放大器幅频特性地方法.
、实验内容
1.用万用表测量晶体管各点<对地)电压VBVE、VC,并计算放大器静态工作点;
2•用示波器测量单调谐放大器地幅频特性;
3•用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性地影响;
4•用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性地影响
四、基本原理
1单调谐回路谐振放大器原理
小信号谐振放大器是通信接收机地前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号地线性
放大和选频•单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示.图中,Rbi、吊2、R用以保证晶体
管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类.CE是RE地旁路电容,CB、Cc是输入、输出耦合电容丄、C是谐振回路,Rc是集电极<交流)电阻,它决定了回路Q直、带宽•为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q直地影响,采用了部分回路接入方式•b5E2RGbCAP
图1-1单调谐回路放大器原理电路
图1-2单调谐回路谐振放大器实验电路图
2•单调谐回路谐振放大器实验电路
单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示.其基本部分与图1-1相同.图中,1C2用来
调谐,1K02用以改变集电极电阻,以观察集电极负载变化对谐振回路<包括电压增益、带
宽、Q直)地影响.IWoi用以改变基极偏置电压,以观察放大器静态工作点变化对谐振回路<
包括电压增益、带宽、Q值)地影响.1Q02为射极跟随器,主要用于提高带负载能力.plEanqFDPw
五、实验步骤
1•实验准备
<1)插装好单调谐回路谐振放大器模块,接通实验箱上电源开关,按下模块上开关1K01.
<2)接通电源,此时电源指示灯亮.
2•单调谐回路谐振放大器幅频特性测量
测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法•扫频法简单直观,可直接观察到单调谐放大特性曲线,但需要扫频仪•点测法采用示波器进行测试,即保持输入信号幅度不变,
改变输入信号地频率,测出与频率相对应地单调谐回路揩振放大器地输出电压幅度,然后
画出频率与幅度地关系曲线,该曲线即为单调谐回路谐振放大器地幅频特性•DXDiTa9E3d
<1)扫频法,即用扫频仪直接测量放大器地幅频特性曲线•用扫频仪测出地单调谐放大器
幅频特性曲线如下图:
图1-3扫频仪测量地幅频特性
<2)点测发,其步骤如下:
①I©置“of“位,即断开集电极电阻1R3,调整1Wi使1Qi地基极直流电压为2.5V左
右<用三用表直流电压档测量1R1下端),这样放大器工作于放大状态•高频信号源输出连
接到单调谐放大器地输入端<1P01).示波器CH1接放大器地输入端1TP01,示波器CH2接单
调谐放大器地输出端1TP02,调整高频信号源频率为6.3MHZ<用频率计测量),高频信号源输出幅度<峰-峰值)为200mv^波器CH1监测).调整单调谐放大器地电容1C2,使放大器地输出为最大值<示波器CH2监测)•此时回路谐振于6.3MHZ.比较此时输入输出幅度大小,
并算出放大倍数•RTCrpUDGiT
②按照表1-2改变高频信号源地频率<用频率计测量),保持高频信号源输出幅度为
200mv^波器CH监视),从示波器CH2±读出与频率相对应地单调谐放大器地电压幅值,
并把数据填入表1-2.5PCzVD7HxA
表1-2
输入信号频率
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
7.1
输出电压幅值
U(mv>
③以横轴为频率,纵轴为电压幅值,按照表1-2,画出单调谐放大器地幅频特性曲线.
3•观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性地影响
顺时针调整1W1<此时1W1阻值增大),使10)1基极直流电压为1.5V,从而改变静态工作
点•按照上述幅频特性地测量方法,测出幅频特性曲线•逆时针调整1W<此时1W,阻值减小),使10)1基极直流电压为5V,重新测出幅频特性曲线•可以发现:
当1W1加大时,由于Icq减小,幅频特性幅值会减小,同时曲线变“瘦”<带宽减小);而当1W1减小时,由于ICQ加大,
幅频特性幅值会加大,同时曲线变“胖”<带宽加大).jLBHrnAlLg
1Q01基极直流电压为1.5V时扫频曲线1Q01基极直流电压为5V时扫频曲线
4•观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性地影响
当放大器工作于放大状态下,按照上述幅频特性地测量方法测出接通与不接通1R3地幅
频特性曲线•可以发现:
当不接1R3时,集电极负载增大,幅频特性幅值加大,曲线变
“瘦”,Q值增高,带宽减小.而当接通1R3时,幅频特性幅值减小,曲线变“胖”,Q值降低,带宽加大•XHAQX74J0X
用扫频仪测出接通与不接通1R3地幅频特性曲线,如下图:
不接1R3时地幅频特性曲线接1R3时地幅频特性曲线
六、实验报告要求
1•对实验数据进行分析,说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性地影响,并画出
相应地幅频特性•
2•对实验数据进行分析,说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性地影响,并画出
相应地幅频特性•
3•总结由本实验所获得地体会
实验3电容三点式LC振荡器
'、实验准备
1做本实验时应具备地知识点:
三点式LC振荡器
西勒和克拉泼电路
电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作地影响
2•做本实验时所用到地仪器:
LC振荡器模块
双踪示波器
万用表
二、实验目地
1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;
2•掌握电容三点式LC振荡电路地基本原理,熟悉其各元件功能;
3•熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率地影
响;
4•熟悉负载变化对振荡器振荡幅度地影响.
三、实验电路基本原理
1.概述
LC振荡器实质上是满足振荡条件地正反馈放大器•LC振荡器是指振荡回路是由L
C元件组成地•从交流等效电路可知:
由LC振荡回路引出三个端子,分别接振荡管地三
个电极,而构成反馈式自激振荡器,因而又称为三点式振荡器•如果反馈电压取自分压电感则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器;如果反馈电压取自分压电容,则称为电
容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器•LDAYtRyKfE
在几种基本高频振荡回路中,电容反馈LC振荡器具有较好地振荡波形和稳定度
路形式简单,适于在较高地频段工作,尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振
荡频率可高达几百MHZ〜GHZ.Zzz6ZB2Ltk
2.LC振荡器地起振条件
一个振荡器能否起振,主要取决于振荡电路自激振荡地两个基本条件,即:
振幅起振
平衡条件和相位平衡条件•
3.LC振荡器地频率稳定度
频率稳定度表示:
在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率地相对变化
程度,常用表达式:
△f。
/f。
来表示<f。
为所选择地测试频率;△f。
为振荡频率地频率误
差,△fo=f02—f01;f02和f01为不同时刻地f0),频率相对变化量越小,表明振荡频率地稳定度越高•由于振荡回路地元件是决定频率地主要因素,所以要提高频率稳定度,就要设
法提高振荡回路地标准性,除了采用高稳定和高Q直地回路电容和电感外,其振荡管可以采用部分接入,以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路地影响,还可采用负温度系数
元件实现温度补偿•dvzfvkwMIl
4.LC振荡器地调整和参数选择
以实验采用改进型电容三点振荡电路<西勒电路)为例,交流等效电路如图3-1所示.
C3
二二C1
-_E__CT十C2
图3-1电容三点式LC振荡器交流等效电路
(1>静态工作点地调整
当振荡器稳定工作时,振荡管工作在非线性状态,通常是依靠晶体管本身地非线性实
现稳幅.若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅,则将使振荡回路地等效Q直降低,输出波形变差,频率稳定度降低.因此,一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区,靠近
截止区.EmxvxOtOco
<2)振荡频率f地计算
式中Ct为G、C2和Q地串联值,因G<300p)>>G(75p>,C2(1000P»>Q(75p>,故Ct~Q所以,振荡频率主要由L、C和C3决定.SixE2yXPq5
(3>反馈系数F地选择
F旦
C2
反馈系数F不宜过大或过小,一般经验数据F-0.1〜0.5,本实验取F=P°°0.3
1000
5.克拉泼和西勒振荡电路
图3-2为串联改进型电容三点式振荡电路一一克拉泼振荡电路
图3-3为并联改进型电容三点式振荡电路——西勒振荡电路
1
Rb1
VCC
RC
Rb1
bc
R
Re
b2
R
图3-3西勒振荡电路
图3-2克拉泼振荡电路
6.电容三点式LC振荡器实验电路
电容三点式LG振荡器实验电路如图3-4所示.图中3K05打到“S”位置<左侧)时
3C01
3R01
3R02
1
3R08
3W01
3C15
3C13
3C043C10
〉3L01
3Q01
3R04
3C03
——3C06―3C07
3C08―3C09
Jk
Ju
3R03
3R05
3W02
■n
DNG
V
5
+
3U01
3
2
r2T~IH
图3-4LC振荡器实验电路
3C14
3R07
3C11
220P
+12V1
3R09
3D01
3TP02
OUT
3Q02
1000P
C3R06
510
输出
为改进型克拉泼振荡电路,打到“P”位置<右侧)时,为改进型西勒振荡电路.3K01、3K02、3K033K04控制回路电容地变化.调整3W0可改变振荡器三极管地电源电压.3Q02
为射极跟随器.3TP02为输出测量点,3TP01为振荡器直流电压测量点.3W02用来改变输出幅度.6ewMyirQFL
四、实验内容
1•用示波器观察振荡器输出波形,测量振荡器电压峰一峰值M-P,并以频率计测量振荡频
率•
2•测量振荡器地幅频特性•
3•测量电源电压变化对振荡器频率地影响•
五、实验步骤
1•实验准备
插装好LC振荡器模块,按下开关3K1接通电源,即可开始实验.
2•西勒振荡电路幅频特性地测量
示波器接3TP02,频率计接振荡器输出口3P01.电位器3W02Z时针调到底,使输出最大
开关3K05拨至右侧,此时振荡电路为西勒电路.3K01、3K02、3K03、3K04分别控制
3C06<10P)、3C07<50P、3C08<100P)、3C09<200F)是否接入电路,开关往上拨为接通往下拨为断开•四个开关接通地不同组合,
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