实验一高频小信号调谐放大器
一、实验目的
1，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。
2，掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响
3，掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容
1.调测小信号放大器的静态工作状态
2.用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3.观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4.调测放大器的幅频特性。
5.观察放大器的动态范围。
三、基本原理
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Vm7、选频回路CP2二部分组成。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fs=10MHz。R67、R68和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关S7改变回路并联电阻,即改变回路Q值,从而改变放大器的增益和通频带。拨码开关S8改变射极电阻,从而改变放大器的增益。
四、实验步骤
单调谐回路谐振放大器单元电路实验:
熟悉实验板电路和各元件的作用,正确接通实验箱电源。
1.静态测量
将开关S8的2,3,4分别置于“ON”,开关S7全部置于断开状态,测量对
应的静态工作点,测量电流时应将短路插座J27断开,用直流电流表接在
J27CDL两端,记录对应Ic值,计算并填入表1.1。
将S8“1”置于“ON”,调节电位器VR15,观察电流变化。
2.动态测试
(1)将10MHz高频小信号(<70mV)输入到“高频小信号放大”模块中J30(XXHI)。
(2)将示波接入到该模块中J31( XXHOUT)。
(3)J27处短路块CDL连到下横线处,拨码开关S8必须有一个拨向ON,示波器上可观察到已放大的高频信号。
(4)改变S8开关,可观察增益变化,若S8“1”拨向“ON”则可调整电位器VR15,增益可连续变化
(5)将S8其中一个置于“ON”,改变输出回路中周或半可变电容使增益最大,即保证回路谐振
(6)将拨码开关S7逐个拨向“ON”,可观察增益变化,该开关是改变并联在谐振回路上的电阻,即改变回路Q值。使S7开关处于断开,S8中“3”拨向“ON”,改变输入信号,并将对应值填入表1.2中。Vi的值可根据各自实测情况确定。当Re分别为5009、2K时,重复上述过程,将结果填入表1.2。
在同一坐标纸上画出I不同时的动态范围曲线,并进行比较和分析(此时也可在J27两端测Ic值)。
3.用扫频仪调回路谐振曲线。
将扫频仪射频输出端送入电路输入端,电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当的位置),调回路电容CT4使回路谐振
4.测量放大器的频率特性
当回路电阻R=10K时(s7的2拨向ON),并且S8“4”拨向“ON”,选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,调节频率f使其为10MHz,调节CT4使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率fo=10MHz为中心频率,然后保持输入电压Ⅵ不变,改变频率f由中心频率向两边逐点偏离,测的偏离范围可根据各自实测的情况来确定。
计算fo=10MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值
5.改变谐振回路电阻
拨动S8使R分别为2KQ,470Q时,重复上述测试，并填入表1.3。比较通频带情况。
五、实验结果数据记录
直流通路：
交流通路：
数据记录：
表1.1
|
|
实测 |
实测 |
实测 |
根据Vce判断V是否在放大区 |
|||
| S8置于ON |
Re |
Vb |
Ve |
Ic |
Vce |
是 |
否 |
| 4 |
500Ω |
3.68v |
7.62v |
15.21mA |
8.177v |
是 |
|
| 3 |
1KΩ |
3.81v |
7.58v |
7.47mA |
7.687v |
是 |
|
| 2 |
2KΩ |
3.89v |
7.53v |
3.73mA |
7.478v |
是 |
|
|
|
Vb、Ve是三极管的基极和发射极对地电压 |
||||||
表1-2
| 输入信号Vi (mv) |
0.05 |
0.07 |
0.1 |
0.2 |
0.03 |
0.04 |
0.15 |
||
| 射极电阻 |
S8＝4 |
Re=500Ω |
145mv |
181mv |
242mv |
251mv |
318mv |
376mv |
401mv |
| S8＝3 |
Re=1kΩ |
100mv |
127mv |
147mv |
181mv |
210mv |
253mv |
387mv |
|
| S8＝2 |
Re=2kΩ |
60mv |
76mv |
99mv |
104mv |
113mv |
124mv |
288mv |
|
|
|
268 |
401 |
479 |
547 |
668 |
689 |
701 |
||
| 增益（db） |
|
5.43 |
5.74 |
4.78 |
2.74 |
22.26 |
17.224 |
4.67 |
|
表1-3
| F(MHz) |
7 |
8 |
9 |
9.3 |
9.6 |
10 |
10.3 |
10.6 |
11 |
12 |
13 |
||
| V0 |
S7=2 |
R=10kΩ |
0.25 |
0.31 |
0.41 |
0.48 |
0.56 |
0.61 |
0.51 |
0.47 |
0.44 |
0.30 |
0.22 |
| S7=3 |
R=2kΩ |
0.24 |
0.29 |
0.36 |
0.39 |
0.45 |
0.51 |
0.46 |
0.41 |
0.41 |
0.28 |
0.22 |
|
| S7=4 |
R=470Ω |
0.20 |
0.23 |
0.24 |
0.25 |
0.26 |
0.27 |
0.26 |
0.24 |
0.25 |
0.21 |
0.20 |
|
| S7=1 |
开路 |
0.25 |
0.30 |
0.56 |
0.61 |
0.73 |
0.84 |
0.72 |
0.57 |
0.47 |
0.30 |
0.22 |
|
六、实验总结
首先我们应该知道小信号谐振放大器是通信机接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。而且小信号放大电路不仅要放大高频信号，还要有一定的选频作用。而我们本次实验就是通过对高频小信号放大器的测试，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。通过这些，我们能够知晓高频小信号调谐放大器的工作机理。