实验一 高频小信号调谐放大器实验
一、 实验目的
1、 掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。
3、 掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。
二、 实验内容
1、 谐振频率的调整与测定。
2、 主要技术性能指标的测定:谐振频率、谐振放大增益Avo及动态范围、通频带
BW0.7、矩形系数Kr0.1。
三、 实验仪器
1、高频信号发生器 1台 2、2号板小信号放大模块 1块 3、频率计 1台 4、双踪示波器 1台 5、万用表 1台 6、扫频仪(可选) 1台
四、 实验原理
(一) 单调谐小信号放大器
图1-1 单调谐小信号放大电路图
小信号谐振放大器是接收机的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。图1-1为单调谐回路小信号谐振放大器的原理电路,实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成,不仅对高频小信号放大,而且还有选频作用。其中W1,R5,R6,R7为直流偏置电阻(因与C3并联相接,所以C3仅有直流负反馈作用),同时调节W1可为放大器选择合适的静态工作点。C5为输入信号的耦合电容,E4,C3,C5为旁路滤波电容,R1为中周初级负载。C1与电感L组成并联谐振回路,调节C1或改变中周T1磁芯的位置可以使回路谐振在信号中心频率上。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz。因此频率为10.7的小信号自C5耦合输入,经选频、放大后,中周次级将获得最大输出。
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f0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),f0的表达式为
f0?12?LC?
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
22 C??C?P1Coe?P2Cie
式中, Coe为晶体管的输出电容;Cie为晶体管的输入电容;P1为初级线圈抽头系数;P2为次级线圈抽头系数。
谐振频率f0的测量方法是:
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f0。
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AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为
AV0???p1p2yfev0?p1p2yfe ??22vig?p1goe?p2gie?G式中,g?为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数,所以谐振时
而是为180o
输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180o+Φfe。
AV0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1-1中输出信号V0及输入信号Vi的大小,则电压放大倍数AV0由下式计算:
AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、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AV下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW,其表达式为
BW = 2△f0.7 = f0/QL
式中,QL为谐振回路的有载品质因数。
分析表明,放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为
AV0?BW?yfe2?C?
上式说明,当晶体管选定即yfe确定,且回路总电容C?为定值时,谐振电压放大倍数AV0与通频带BW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同的。