实验一 谐振回路放大电路实验.doc

实验一 谐振回路放大电路实验
一、 实验目的
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、双调谐回路谐振放大器的基本工作原理；
3.、熟悉放大器静态工作点的测量方法；
4、 熟悉放大器静态工作点和集电极负载对调谐放大器幅频特性的影响。
5、 掌握测量放大器幅频特性的方法。
二、 实验设备及器件
1、单调谐、双调谐回路谐振放大器模块 2块
2、ADS7062SN 60M双踪示波器 1台
3、万用表 1块
4、AT-F1000-C频率计 1台
5、DDS信号源 1台
三、 实验原理
1、单调谐回路谐振放大器原理
单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示：小信号谐振放大器是通信接收单元的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频，图中，Rb1 、Rb2 、Re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的旁路电容，Cb、Cc是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，Rc是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽BW。为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。
图1-1 单调谐回路放大器原理电路图
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-l相同。图中，1VC01用来调谐，1K01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值）的影响。1W01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）的影响。1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。
1P01
1C01
1000pF
1C02
0.1uF
1C04
0.1uF
1C06
1000pF
1C05
0.1uF
1C07
1000pF
1C03
30pF
1R05
2K
1R06
43K
1R07
1K
1R08
2K
1L01
3.3uH
1L02
2.2uH
1Q01
9018
1VC01
7-30pF
1L03
1mH
1Q02
9018
1P02
1R04
1K
1R03
10K
1R02
5.1K
1TP01
1TP02
1R01
2K
1K01
1W01
50K
+12V1
1LED01
LED
1GND

图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图
3、双调谐回路谐振放大器原理
双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图1-3所示。

图1-3 电容耦合双调谐回路放大器原理电路
与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图1-3中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2 、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合(必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。

图1-4 双调谐同路谐振放大器实验电路
4、双调谐同路谐振放大器实验电路
双调谐回路谐振放大器实验电路如图1-4所示，其基本部分与图1-3相同。图中，2vC01、2vC02用来对初、次级回路调谐，2K01用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2W01用来改变2Q01的基极偏置电压，2ANT01接天线构成系统时接收发端信号，2Q02用来对双调谐选出的信号进一步放大。
四、 实验内容与步骤
（1）、单调谐回路
1、实验模块上电
（1）将单调谐回路谐振放大器模块插在高频大底板上，接通实验箱上电源开关。
（2）打开模块上开关，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。本实验采用点测法，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路谐振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。步骤如下：
（1）1K01置“off”位，即断开集电极电阻1R05，调整1W01，使1Q01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态。DDS信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1p01）。示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，调整DDS信号源频率为8.2MHZ （用频率计测量），DDS信号源输出幅度（峰—峰值）为300mv的正弦波（示波器CH1监测）。调整单调谐放大器的电容lVC01，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。此时回路谐振于8.2MHZ。比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。
（2）按照表1- 2逐步改变DDS信号源的频率（用频率计测量），保持DDS信号源输出幅度为300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-2.
表1-1
输出信号频率
f（MHZ）
7.5
7.6
.
7.7
7.8
7.9
8.0
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
9.0
9.1
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，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。
3、观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。
顺时针调整1w01（此时1w01阻值增大），使1Q01基极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点。按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。逆时针调整1W01（此时1W01阻值减小），使1Q01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线。可以发现：当1w01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1w01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）。
4、观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响
当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通lR05的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R05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1R05时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。
（2）、双调谐回路
1、模块上电
在实验箱主扳上插上双调谐回路谐振放大器模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关接通电源，此时电源指示灯点亮。
2、双调谐回路谐振放大器幅频特性测量
本实验仍采用点测法，即保持输入幅度不变，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。
（1）幅频特性测量
2K01往左拨，接通2C05（2P）。DDS信号源输出频率8.2MHZ，幅度500mv的正弦波，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。
（2）按照表1-2改变DDS信号源的频率（用频率计测量），保持DDS信号源输出幅度峰——峰值为500 mv（示波器CHl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，并把数据填入表1-2。
表1-2
输入信号频率f（MHZ）
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
8.0
8.1
8.2
8.3
输出幅值U（mv）

输入信号频率f（MHZ）
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
9.0
9.1
9.2
9.3
输出幅值U（mv）

（3）以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表1-2，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。
（4）按照上述方法测出耦合电容为2C06（2K01拨向右方）时幅频特性曲线。
3．放大器动态范围测量
（1）2K01拨向右方，接通2C06。DDS信号源输出接双调谐放大器的输入端（2P01），调整DDS信号源频率为8.2MHZ ，幅度500mv，送入放大器输入端，示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。
（2）按照表1-3放大器输入幅度，改变DDS信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表1-3，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。
表1-3
放大器输入（mv）
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
放大器输出（V）

放大器电压放大倍数

五、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的影响，并画出相应的幅频特性。画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的双调谐回路的幅频特性，计算-3dB带宽，并由此说明其优缺点。
2、对实验数据进行分忻，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。
3、当放大器输入幅度增大到一定程度时，双调谐回路的输出波形会发生什么变化?解释发生变化原因。
4、画出双调谐回路中放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。
5、总结由本实验所获得的体会。
六、思考题
1、分析调谐放大电路的中的静态工作点对放大器的增益、带宽和中心频率的影响。
2、比较单调谐和双调谐回路的异同，并总结各自的优缺点。
七、本实验注意事项
1、在实验中，可适当加大输入信号幅度，以便观测数据。
2、在调节元器件时要十分小心，以免损坏器件。