实验一 小信号调谐(单调谐)放大器实验
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实验一小信号调谐放大器一、实验仪器实验箱中小信号谐振放大器实验模块:扫频仪:扫频仪的使用方法是重点;高频信号发生器:高频信号发生器的数据线为粗黑头线,且注意其音频输出和RF输出;示波器:示波器只能显示某一频率信号的时域波形二、实验内容1、扫频仪的使用2、单调谐谐振回路放大器的调谐和特性参数测量3、双调谐谐振回路放大器的调谐和特性参数测量三、实验步骤1、扫频仪的使用现场讲解,要求熟练操作扫频仪,会使用扫频仪测量高频谐振放大器的增益、通频带、矩形系数等。
2、高频信号发生器的使用现场讲解,要求熟练操作高频信号要发生器。
3、单调谐谐振回路放大器的调谐和特性参数测量1)、放大器输入小信号:mV级电压信号,由扫频仪提供,信号频率0~450MHz、幅度6~8div(Y轴衰减倍率X1,粗细衰减按键调整记录衰减值),扫频仪RF扫频输出口接实验箱小信号谐振放大器模块J1101口;2)、放大器输出信号:TP1102接扫频仪的测量端3)、测量。
(1)、调谐6.5MHz(调节调谐回路的磁芯T1101)(2)、在扫频仪显示屏幕上测量单调谐放大器的增值与带宽,改变晶体管发射极电阻、谐振回路电阻,重复上述两个步骤,分别记录并计算。
4、双调谐谐振回路放大器的调谐和特性参数测量1)、放大器输入小信号:mV级电压信号,由扫频仪提供,信号频率0~450MHz、幅度6~8div(Y轴衰减倍率X1,粗细衰减按键调整记录衰减值),扫频仪RF扫频输出口接实验箱小信号谐振放大器模块J1102口;放大器输出信号:TP1104接扫频仪的测量端测量:调节初次级谐振回路磁芯,在扫频仪上观测双峰、使其等高,2)、放大器输入小信号:mV级电压信号,由高频信号发生器提供,信号频率分别为6.1MHz、6.5MHz、6.9MHz放大器输出信号:TP1104接示波器的测量端测量:电路耦合选择键K1103 1-2紧耦合、K1103 2-3适中耦合、K1103 4-5松耦合,。
华南理工大学广州学院高频电子线路实验年级及班级: 姓名: 序号: 实验名称: 高频小信号调谐放大器实验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J 5J 4J 1+12图1-1(a 单调谐小信号放大图R415KR5470R154.7KR16470C2104C6104C1中周内电容C5104C11104C12中周内电容Q13DG6Q3TH1TH2TH6T1TP3C23104 W3100K W4100KR2210KR2315K单调谐放大器小信号谐振放大器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1-1(a 所示。
该电路由晶体管Q 1、选频回路T 1二部分组成。
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f S=12MHz 。
基极偏置电阻W 3、R 22、R 4和射极电阻R 5决定晶体管的静态工作点。
可变电阻W 3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。
放大器各项性能指标及测量方法如下: 1、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A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。
A V0的表达式为Gg p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fei V ++-=-=-=∑2221212100 A V0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(a 中输出信号V 0及输入信号V i 的大小,则电压放大倍数A V0由下式计算:A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i dB2、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A V 下降到谐振电压放大倍数A V0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△f 0.7 = f 0/Q L通频带BW 的测量方法:是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。
小信号调谐放大器实验一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统; 2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理; 3.掌握测量放大器幅频特性的方法;4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响; 5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理在无线电技术中,经常会遇到这样的问题—所接收到的信号很弱,而这样的信号又往往与干扰信号同时进入接收机。
我们希望将有用的信号放大,把其它无用的干扰信号抑制掉。
借助于选频放大器,便可达到此目的。
小信号调谐放大器便是这样一种最常用的选频放大器,即有选择地对某一频率的信号进行放大的放大器。
小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路,其作用是放大信道中的高频小信号。
调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。
因此,调谐放大器不仅有放大作用,而且还有选频作用。
小信号调谐放大器,一般工作在甲类状态,多用在接收机中做高频和中频放大,其主要指标要求是:有足够的增益,满足通频带和选择性要求,工作稳定等。
小信号调谐放大器中,小信号,通常指输入信号电压一般在微伏至毫伏数量级,放大这种信号的放大器工作在线性范围内;调谐,主要是指放大器的集电极负载为调谐回路(如LC 谐振回路)。
这种放大器对谐振频率o f 的信号具有最强的放大作用,而对其他远离o f 的频率信号,放大作用很差。
调谐放大器的幅频特性如图1-1所示。
放大倍数fof 1f K0.7K oK图 1-1 调谐放大器的幅频特性(1)单调谐放大器小信号调谐放大器的种类很多,按调谐回路区分,有单调谐放大器、双调谐放大器和参差调谐放大器。
按晶体管连接方法区分,有共基极、共发射极和共集电极调谐放大器,等等。
该电路采用共发射极单调谐放大,原理电路如图1-2所示。
图 1-2 共发射极单调谐放大器原理电路图1-2中晶体管T 起放大信号的作用,R b1、R b2、R e 为直流偏置电阻,用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。
实验一高频小信号单调谐放大器实验一、实验目的1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理;2.熟悉放大器静态工作点的测量方法;3.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;4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。
二、实验原理小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路,主要用于高频小信号的线性放大。
其实验原理电路如图1-1所示。
该电路由晶体管BG、选频回路(LC并联谐振回路)二部分组成。
它不仅对高频小信号进行放大,而且还有一定的选频作用。
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。
图中,R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。
C E是R E的旁路电容,C B、C C 是输入、输出耦合电容,L、C是谐振回路,R C是集电极(交流)电阻,它决定了回路Q值、带宽。
为了减轻负载对回路Q值的影响,输出端采用了部分接入方式。
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,C3用来调谐,K1、K2、K3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。
K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻,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。
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0,谐振电压放大倍数A u0,放大器的通频带BW 0.7及选择性(通常用矩形系数K 0.1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f 0称为放大器的谐振频率,对于图1所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f 0的表达式为∑=LC f π21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21oe C C n C ∑=+式中, C oe 为晶体管的输出电容; n 1(注:此图中n 1=1)为初级线圈抽头系数;n 2为次级线圈抽头系数。
小信号调谐放大器实验报告小信号调谐放大器实验报告引言:小信号调谐放大器是一种常见的电子设备,用于放大弱信号并实现频率调谐。
本实验旨在通过搭建小信号调谐放大器电路并进行测试,探索其原理和特性。
实验器材:1. 小信号调谐放大器电路板2. 信号发生器3. 示波器4. 电压表5. 电流表6. 电阻箱7. 电容箱8. 电感箱9. 连接线等实验步骤:1. 搭建小信号调谐放大器电路,按照给定的电路图连接各个元件。
2. 将信号发生器的输出端与电路的输入端相连,设置合适的频率和幅度。
3. 将示波器的探头连接到电路的输出端,观察输出信号的波形和幅度。
4. 使用电压表和电流表测量电路中各个元件的电压和电流值,并记录下来。
5. 调整信号发生器的频率,观察输出信号的变化,并记录下来。
6. 调整电路中的电容和电感值,观察对输出信号的影响,并记录下来。
实验结果与分析:通过实验观察和数据记录,我们可以得出以下结论:1. 频率调谐特性:当信号发生器的频率与电路的谐振频率相同时,输出信号的幅度最大。
随着频率的偏离,输出信号的幅度逐渐减小。
这表明小信号调谐放大器具有频率选择性,可以对特定频率的信号进行放大。
2. 放大倍数:通过测量电路中各个元件的电压和电流值,我们可以计算出放大倍数。
实验结果显示,在合适的频率范围内,小信号调谐放大器的放大倍数较高,可以将弱信号放大到较大的幅度,提高信号的可靠性和可检测性。
3. 电容和电感对放大器性能的影响:调整电路中的电容和电感值,我们可以观察到对输出信号的影响。
增大电容值会使得输出信号的幅度减小,而增大电感值则会使得输出信号的幅度增大。
这说明电容和电感在小信号调谐放大器中起到了不同的作用,需要根据实际需求进行调整。
结论:通过本次实验,我们成功搭建了小信号调谐放大器电路,并对其进行了测试和分析。
实验结果表明,小信号调谐放大器具有频率选择性和较高的放大倍数,可以用于放大弱信号并实现频率调谐。
同时,电容和电感的调整对放大器性能有一定的影响,需要根据实际需求进行优化。
一、实验目的本次实验旨在通过搭建和调试小信号调谐放大器电路,深入了解调谐放大器的工作原理和设计方法,掌握其特性参数的测量方法,并通过实验数据分析放大器的性能,为后续高频电子线路设计打下基础。
二、实验原理小信号调谐放大器是一种高频放大器,其主要功能是对高频小信号进行线性放大。
其工作原理是利用LC并联谐振回路作为晶体管的集电极负载,通过调节谐振频率来实现对特定频率信号的放大。
实验中,我们采用共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。
晶体管的静态工作点由电阻RB1、RB2及RE决定。
放大器在高频情况下的等效电路如图1所示,其中晶体管的4个y参数分别为输入导纳yie、输出导纳yoe、正向传输导纳yfe和反向传输导纳yre。
图1 高频小信号调谐放大器等效电路三、实验仪器与设备1. 高频信号发生器:用于产生不同频率和幅度的正弦波信号。
2. 双踪示波器:用于观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。
3. 万用表:用于测量电路中电阻、电容等元件的参数。
4. 扫频仪(可选):用于测试放大器的幅频特性曲线。
四、实验步骤1. 搭建小信号调谐放大器电路,连接好实验仪器。
2. 调整谐振回路的电容和电感,使放大器工作在谐振频率附近。
3. 使用高频信号发生器输入不同频率和幅度的正弦波信号,观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。
4. 使用示波器测量放大器的电压放大倍数、通频带和矩形系数等性能指标。
5. 使用扫频仪测试放大器的幅频特性曲线,进一步分析放大器的性能。
五、实验结果与分析1. 电压放大倍数通过实验,我们得到了放大器的电压放大倍数Avo,其值约为30dB。
这说明放大器对输入信号有较好的放大作用。
2. 通频带放大器的通频带BW0.7为2MHz,说明放大器对频率为2MHz的信号有较好的放大效果。
3. 矩形系数放大器的矩形系数Kr0.1为1.2,说明放大器对信号的选择性较好。
4. 幅频特性曲线通过扫频仪测试,我们得到了放大器的幅频特性曲线,如图2所示。
单调谐小信号放大器实验报告1. 背景单调谐小信号放大器是一种常见的电子设备,用于放大输入信号,并同时对其进行频率调制。
该放大器在电子通信、音频处理和无线传输等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过搭建单调谐小信号放大器电路并对其进行测试,探究其性能和特点。
2. 分析2.1 原理单调谐小信号放大器通常由三部分组成:输入级、中间级和输出级。
输入级负责接收外部输入信号,并将其转换为低幅度、高阻抗的中频信号;中间级负责对中频信号进行放大,并将其转换为低阻抗的高幅度中频信号;输出级负责将中频信号转换为输出信号。
2.2 设计与搭建根据实验要求,我们选择了共射极放大电路作为单调谐小信号放大器的基本电路。
根据设计原理,我们需要选择合适的晶体管、电容和电阻来搭建电路。
具体搭建步骤如下:1.将晶体管连接到集电极、基极和发射极上,确保极性正确。
2.接入输入电容和输出电容,用于隔离输入和输出信号。
3.连接偏置电阻,用于稳定电路工作点。
4.连接反馈电阻和耦合电容,用于增加放大器的增益。
2.3 测试与测量在搭建完单调谐小信号放大器电路后,我们需要进行测试和测量来评估其性能。
1.首先,我们使用函数发生器提供一个输入信号,并通过示波器观察到输出信号。
根据输出信号的幅度和频率变化情况,我们可以评估放大器的增益和频率响应。
2.然后,我们可以通过改变输入信号的幅度和频率,并观察输出信号的变化来测试放大器的线性度和动态范围。
3.最后,我们可以通过测量功耗、噪声等参数来评估放大器的效率和性能。
3. 结果在实验中,我们成功搭建了单调谐小信号放大器电路,并进行了相关测试与测量。
以下是一些典型结果:1.增益:根据实验数据计算得到的放大器增益为20 dB,在设计要求范围内。
2.频率响应:通过频谱分析仪测量得到的频率响应曲线显示出放大器在1 kHz至10 kHz范围内具有较平坦的增益。
3.线性度和动态范围:通过改变输入信号幅度和频率,我们观察到输出信号的线性变化,并确定了放大器的动态范围为-30 dB至+20 dB。
小信号调谐(单调谐)放大器实验
小信号调谐放大器实验是一种常见的实验,用于分析和研究放大器的频率响应特性。
在这个实验中,我们会使用一个单调谐放大器电路,通过调节电路参数来实现对特定频率信号的放大。
下面是一种常见的实验步骤:
材料准备:
1. 信号发生器:用于产生待放大的输入信号。
2. 单调谐放大器电路:由电容、电感和电阻等元件组成的并联谐振电路。
3. 可变电阻:用于调节电路的谐振频率。
实验步骤:
1. 创建实验电路:根据实验要求,根据所给的电路图,建立单调谐放大器电路。
2. 连接信号发生器和电路:使用信号发生器将待放大的输入信号接入电路的输入端。
3. 设置信号发生器:调节信号发生器的频率和幅度,使其产生待放大的输入信号。
4. 测量输出信号:使用示波器或其他合适的仪器,测量电路的输出信号。
5. 调节电路参数:根据实验需要,逐步调节电路的元件参数,如可变电阻,以使电路在特定频率上获得最大增益。
6. 记录实验数据:在每次调节电路参数后,记录输出信号的幅度和频率。
7. 分析实验数据:根据记录的数据,绘制输出信号的幅度和频率之间的关系曲线。
8. 总结实验结论:根据实验数据的分析结果,对放大器的频率响应特性进行总结,并根据需要进行进一步的讨论和研究。
这个实验可以帮助我们理解放大器的频率响应特性,并且可以通过调节电路参数来实现对特定频率信号的放大,这在实际电子电路设计和应用中非常重要。
实验一高频小信号调谐放大器实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计和搭建一个高频小信号调谐放大器电路,掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和性能参数,并能正确测量和分析电路的电压增益和频率响应。
二、实验原理高频小信号调谐放大器是一种用于放大和调谐高频小信号的电路。
它主要由三个部分组成:一个输入电路、一个放大电路和一个输出电路。
输入电路用于匹配输入信号和放大电路的阻抗,使输入信号能够有效传入放大电路;放大电路用于增大输入信号的幅度;输出电路用于匹配放大电路和负载。
三、实验仪器和材料1.高频信号发生器2.高频放大器3.幅度调制器4.示波器5.电阻、电容和电感等元器件四、实验步骤1. 根据电路原理图,使用Multisim软件进行电路仿真。
2.根据仿真结果选择并调整合适的元器件数值,搭建实际电路。
3.将信号源连接至输入电路,逐步增大信号源频率观察输出波形,记录输出电压随频率变化的情况。
4.测量电路的电压增益,并与理论计算值进行对比。
5.测量电路的频率响应,绘制电压增益与频率的波形图。
6.分析实验现象和结果,总结实验中的经验教训。
五、实验结果与分析根据仿真结果,我们成功搭建了一个高频小信号调谐放大器,并进行了实验测试。
测得的电压增益与理论计算值非常接近,验证了电路的设计和搭建的准确性。
实验还得出了电路的频率响应曲线,发现放大器在一定频率范围内有较高的增益,但在较高频率处迅速下降。
六、实验结论通过本实验,我们学习到了高频小信号调谐放大器的工作原理和性能参数的测量方法。
实验结果和数据分析验证了电路设计和搭建的正确性。
此外,我们还了解到了电路的频率响应特性,对于在实际应用中的频率选择提供了参考。
七、实验心得通过本次实验,我深入了解了高频小信号调谐放大器的原理和性能参数,掌握了相关的测量技术。
同时,我也意识到了电路设计和搭建的重要性,只有精确选取和调整元器件数值,才能得到准确的实验结果。
希望以后能继续进行相关实验,提升自己的电路设计和测量能力。
实验一 小信号调谐放大器实验报告一 实验目的1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。
2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。
3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数(电压放大倍数,通频带,矩形系数)的测试。
二、实验使用仪器1.小信号调谐放大器实验板 2.200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪(安泰信) 5. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理所谓“小信号”,通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近,放大这种信号的放大器工作在线性范围内。
所谓“调谐”,主要是指放大器的集电极负载为调谐回路(如LC 调谐回路)。
这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用,而对其它远离0f 的频率信号,放大作用很差,如图1-1所示。
图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线小信号调谐放大器技术参数如下:10.7071.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力2.通频带和选择性:通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时,所对应的频率范围为高频放大器的通频带,用B0.7表示。
衡量放大器的频率选择性,通常引入参数——矩形系数K0.1。
2.实验电路原理图分析:In1是高频信号输入端,当信号从In1输入时,需要将跳线TP1的上部连接起来。
In2是从天线接收空间中的高频信号输入,电感L1和电容C1,C2组成选频网络,此时,需要将跳线TP1的下部连接起来。
电容C3是隔直电容,滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻,用来决定晶体管基极的直流电压,电阻R1是射极直流负反馈电阻,决定了晶体管射极的直流电流Ie。
晶体管需要设置一个合适的直流工作点,才能保证小信号谐振放大器正常工作,有一定的电压增益。
通常,适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ,增大小信号谐振放大器的放大倍数。
单调谐小信号放大器实验报告一、实验目的本实验的主要目的是了解单调谐小信号放大器的基本原理,掌握其电路结构和工作特性,以及学习使用实验仪器进行电路测试和参数测量。
二、实验原理单调谐小信号放大器是一种常用的电子放大器,其基本原理是利用谐振电路对输入信号进行选择性放大。
通常采用共射极或共基极放大电路结构,通过调整电路中的元件参数来实现对输入信号的选择性放大。
三、实验器材1.示波器2.函数信号发生器3.万用表4.直流稳压电源5.BF961场效应管6.220Ω, 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ, 1MΩ电阻各若干7.0.1μF陶瓷电容若干8.100pF陶瓷变容二极管若干四、实验步骤1.按照图1所示连接BF961场效应管共源极放大电路。
2.将函数信号发生器输出接入到输入端口,设置频率为10kHz,幅度为50mV。
3.调节直流稳压电源输出为3V,并接入到电路中。
4.使用万用表测量电路中各个元件的电阻和电容值,并记录下来。
5.使用示波器观察输出信号波形,并测量其幅度和频率响应特性。
6.根据实验结果,对电路参数进行调整,以达到最佳放大效果。
五、实验结果1.经过调试,成功搭建了BF961场效应管共源极放大电路。
2.通过示波器观察输出信号波形,发现其幅度随着输入信号频率的变化而发生变化,呈现出一定的选择性放大特性。
3.使用万用表测量了电路中各个元件的电阻和电容值,并记录下来。
六、实验分析1.通过观察输出信号波形,可以发现单调谐小信号放大器具有一定的选择性放大特性。
这是因为谐振电路对输入信号进行了选择性放大,只有满足一定频率范围内的输入信号才能被有效地放大。
2.在实际应用中,单调谐小信号放大器可以作为前置放大器或中间放大器来增强微弱的信号。
例如,在无线通讯系统中,单调谐小信号放大器常用于接收机前置放大器中,以增强接收到的信号强度。
七、实验总结通过本次实验,我们深入了解了单调谐小信号放大器的基本原理和电路结构,并掌握了其工作特性和参数测试方法。
小信号调谐放大器实验报告引言:小信号调谐放大器是电子电路中常用的一种放大器,它可以根据输入信号的频率进行调谐,实现对特定频率信号的放大。
本实验旨在通过搭建小信号调谐放大器电路并进行实际测量,验证其放大性能和调谐特性。
实验目的:1. 搭建小信号调谐放大器电路;2. 测量并分析电路的放大性能;3. 测试并探究电路的调谐特性。
实验步骤:一、搭建小信号调谐放大器电路根据实验要求,我们搭建了一个小信号调谐放大器电路。
该电路由一个晶体管放大电路和调谐电路组成。
晶体管放大电路采用共射极放大电路,调谐电路由电感和电容组成。
通过调节电容的值可以实现对不同频率信号的调谐。
二、测量电路的放大性能我们使用信号发生器作为输入信号源,将信号发生器的输出接入到放大器的输入端,然后连接示波器测量输出信号的幅值。
通过改变信号发生器的频率,我们可以测量和分析放大器在不同频率下的放大倍数和频率响应。
实验结果:1. 放大性能测量结果我们在实验中选择了几个不同频率的信号,测量了放大器的输入信号和输出信号的幅值,并计算了放大倍数。
实验结果表明,放大器对不同频率信号的放大倍数并不相同,存在一个最大放大倍数点。
在该点附近,放大倍数较大,而在离该点较远的频率处,放大倍数明显下降。
2. 调谐特性测量结果我们通过改变调谐电路中电容的值来调整放大器的调谐频率。
实验结果表明,当电容值较小时,调谐频率较高;而当电容值较大时,调谐频率较低。
通过合理选择电容值,可以实现对特定频率信号的调谐。
讨论:通过实验我们验证了小信号调谐放大器的基本性能和调谐特性。
实验结果表明,放大器对不同频率信号的放大倍数存在一个最大值,且在调谐频率点附近放大倍数较高,这是由于电路的频率特性和晶体管的工作原理决定的。
在实际应用中,我们可以根据需要选择合适的电容值和电感值,以满足对特定频率信号的放大要求。
结论:本实验通过搭建小信号调谐放大器电路并进行测量,验证了该电路的放大性能和调谐特性。
实验一高频(单级、两级)小信号(单、双)调谐放大器一、实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理;2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法;二、实验内容1、测量各放大器的电压增益;2、测量放大器的通频带与矩形系数(选做);3、测试放大器的频率特性曲线(选做)。
三、实验仪器1、BT-3扫频仪(选做)一台2、20MHz示波器一台3、数字式万用表一块4、调试工具一套四、实验基本原理1、单级单调谐放大器图1-1 单级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图1-1所示,本实验的输入信号(10.7MHz)由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。
信号从TP5处输入,从TT2处输出。
调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点,调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。
2、单级双调谐放大器图1-2 单级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图1-2所示,单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。
两个谐振回路通过电容C20(1nF)或C21(10 nF)耦合,若选择C20为耦合电容,则TP7接TP11;若选择C21为耦合电容,则TP7接TP12。
3、双级单调谐放大器图1-3 双级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图1-3所示,若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏,经过第一级放大器后可达几伏,此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围,从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。
同时由于石英晶体振荡器的输出中不可避免地存在谐波成分,经过第一级谐振放大器后,由于谐振回路频率特性的非理想性,放大器也会对残留的谐波成分进行放大。
所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器(FL3),一方面滤除放大的谐波成分,另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。
实验时若采用外置专用函数信号发生器,调节第一级放大器输入信号的幅度,使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求,则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。
实验一单调谐回路谐振放大器仿真实验一、实验原理单调谐放大电路采用LC回路作为选频器的放大电路,它只有一个LC回路,调谐在一个频率上。
本实验用三极管作为放大器件,LC并联谐振回路作为选频网络,构成一个基本的调谐回路小信号谐振放大器。
电路谐振频率可通过CT进行调节。
由于仿真元器件数据库中没有自耦变压器,实际使用中可使用隔直流电容器耦合输出。
调谐放大器的增益与其动态范围成反比关系:放大器电压增益越高,其动态范围越小;电压增益越小,动态范围越宽。
实验电路中的Re为提高电路工作点的稳定而接入的射极负反馈电阻,对其电路特性有重要影响。
Re越大,负反馈越深,放大器增益越低,电路动态范围越大,通频带越宽,电路的选择性越差;Re越小,负反馈越浅,放大器增益越高,电路动态范围越小,通频带越小,电路的选择性越好。
共发电路的射极电阻Re具有电流负反馈作用,当Re两端不接电容Ce时,Re既有直流负反馈(起稳定直流工作点作用),又有交流负反馈作用(减小放大量,展宽频带)当Re 两端接入大容量电容Ce时,Re只有直流反馈,而没有交流负反馈的作用。
当Re两端接入一定容量的Ce时,由于容抗Xc=1/ωc,随着频率的增加而下降,因而对频率中因极间电容和分布电容而损失的高频成分的放大有一定的补偿作用,Ce可称为高频补偿电容。
谐振回路的负载电阻R在电路中不影响电路的谐振频率,但影响谐振回路的效率。
由于R的接入,回路的品质因数Q减小,谐振回路的效率降低,电路的通频带比无载时要宽,选择性变差。
负载电阻R与回路的品质因数Q成正比。
二、实验内容使用仿真软件完成如下仿真实验,结合实验电路分别仿真结果进行分析和总结。
1.电路直流工作点分析测试电路中Re=1KΩ,使用“直流工作点分析”仿真测试晶体管的静态直流工作点。
根据实验结果分析判断电路是否工作在放大状态。
V BV CE所以电路工作在放大状态2.使用波特图仪对放大器动态频率特性进行测试取Re=1K,分别选R=10K/2K/500Ω,信号源V1接电路输入端,取Vi=10mV,调节CT使回路谐振在10.7MHz,同时使用波特图仪进行测试确认,测量并记录电路增益、幅频特性曲线和3db带宽。
实验一小信号调谐放大器一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2.掌握单调谐放大器的基本工作原理;3.掌握测量放大器幅频特性的方法;4.熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性(包括电压增益、通频带、Q值)的影响;5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。
二、实验仪器1.高频电子线路实验箱2.数字示波器3.万用表4.频率计5.高频信号源三、实验内容1. 采用点测法测量单调谐放大器的幅频特性;2. 用示波器测量输入、输出信号幅度,并计算放大器的放大倍数;3. 用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响;4. 用示波器观察放大器的动态范围;5. 观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。
四、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 2K3,此时模块上电源指示灯亮。
(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,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的单调谐回路揩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。
(1)点测法,其步骤如下:① 2K1置“OFF”(2K1往上拨)位,即断开集电极电阻2R3,调整1W01使1Q01的基极直流电压为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(示波器CH1监测)。
调整单调谐放大器的电容1C2,使放大器的输出为最大值(示波器CH2监测)。
实验一高频小信号单调谐放大器实验
一、实验目的
1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理;
2.熟悉放大器静态工作点的测量方法;
3.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;
4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。
二、实验原理
小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路,主要用于高频小信号的线性放大。
其实验原理电路如图1-1所示。
该电路由晶体管BG、选频回路(LC并联谐振回路)二部分组成。
它不仅对高频小信号进行放大,而且还有一定的选频作用。
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。
图中,R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。
C E是R E的旁路电容,C B、C C 是输入、输出耦合电容,L、C是谐振回路,R C是集电极(交流)电阻,它决定了回路Q值、带宽。
为了减轻负载对回路Q值的影响,输出端采用了部分接入方式。
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,C3用来调谐,K1、K2、K3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。
K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻,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。
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路
高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0,谐振电压放大倍数A u0,放大器的通频带BW 0.7及选择性(通常用矩形系数K 0.1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f 0称为放大器的谐振频率,对于图1所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f 0的表达式为 ∑=LC f π21
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
21oe C C n C ∑=+
式中, C oe 为晶体管的输出电容; n 1(注:此图中n 1=1)为初级线圈抽头系数;n 2为次级线圈抽头系数。
谐振频率f 0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B1的磁芯,使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。
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A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。
A u0的表达式为
12120022120
fe fe u i oe L e n n y n n y u A u g n g n g g ∑--=-==++ 式中,∑g 为谐振回路谐振时的总电导。
要注意的是y fe 本身也是一个复数,
所以谐振时输出电压u 0与输入电压u i 相位差不是180º 而是为180º+Φfe 。
A u0的测量方法是:在谐振回路已处于谐振状态时,用示波器或高频毫伏表测量图1中输出信号u 0及输入信号u i 的大小,则电压放大倍数A u0由下式计算:
A u0 = u 0 / u i 或 A u0 = 20 lg (u 0 /u i ) 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A u 下降到谐振电压放大倍数A u0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 0.7 = 2△f 0.7 = f 0/Q e
式中,Q e 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A u0与通频带BW 的关系为
00.72fe
u y A BW C π∑⋅=
上式说明,当晶体管选定即y fe 确定,且回路总电容∑C 为定值时,谐振电压放大倍数A u0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。
通频带BW 0.7的测量方法:是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。
测量方法可以是扫频法,也可以是逐点法。
逐点法的测量步骤是:先调谐放大器的谐振回路使其谐振,记下此时的谐振频率f 0及电压放大倍数A u0然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压u S 不变),并测出对应的电压放大倍数A u0。
由于回路失谐后电压放大倍数下降,所以放大器的谐振曲线如图1-3所示。
可得: 7.07.02f f f BW L H ∆=-=
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y fe 较大的晶体管外,还应尽量减小调谐回路的总电容量C Σ。
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 0.1时来表示,如图1-2所示的谐振曲线,矩形系数K 0.1为电压放大倍数下降到0.1 A u0时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707 A V0时对应的频率偏移之比,即
K 0.1 = 2△ƒ0.1/ 2△ƒ0.7 = 2△ƒ0.1/ BW 0.7
上式表明,矩形系数K 0.1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 0.1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。
可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数K 0.1。
三、实验步骤
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各 测试点及可调器件(具体指出)。
2.按下面框图(图1-4)所示搭建好测试电路。
图1-4 高频小信号调谐放大器测试连接框图
3. 接通实验箱上电源开关,此时箱体上±12V 、±5V 电源指示灯点亮。
把实验 板1左上方单元(单调谐放大器单元)的电源开关(K 7)拨到ON 位置, 就接通了+12V 电源(相应指示灯亮)。
4. 单调谐回路谐振放大器静态工作点测量
⑴ 取射极电阻R 4=1k Ω(接通K 4,断开K 5、K 6),集电极电阻R 3=10k Ω(接 通K 1,断开K 2、K 3),用万用表测量各点(对地)电压V B 、V E 、V C ,并 填入表1.1内。
表1.1
5.信号源调节:
打开高频信号源电源,调节信号源“幅度”和“频率按键”,使输出端输出频率为10.7MHz的高频信号。
将信号输入到1号板的单调谐放大器单元IN 口,在TH1处用示波器观察信号峰-峰值为50mV。
6.放大器谐振调谐:
将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上,调节示波器直到能观察到输出信号的波形,再调整信号源的频率(10.7MHz左右微调)使示波器上的信号幅度最大,此时放大器即和输入信号谐振,记下此频率f0
7.测量电压增益A u0
在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下,用示波器探头在TH1和TH2 分别观测输入和输出信号的幅度大小,则A u0即为输出信号与输入信号幅度之比。
8.测量放大器幅频特性曲线和通频带
对放大器幅频特性曲线和通频带的测量有两种方式,
其一是用频率特性测试仪(即扫频仪)直接测量(选作);
其二则是用点频法来测量:即用高频信号源作扫频源,然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度,最终描绘出通频带特性,具体方法如下:
在放大器谐振的基础上,可先适当的微调输入信号的幅值,使输出为1V或一整数值(便于计算),记下此值为u00。
⑴增大信号源的频率,使输出u0=0.9 u00,记下频率为f1,使输出u0=0.8 u00,记下频率为f2,使输出u0=0.,7 u00,记下频率为f3;只要输出不失真,可依
⑵减小信号源的频率,使输出u0=0.9 u00,记下频率为f-1,使输出u0=0.8 u00,
记下频率为f -2,使输出u 0=0.,7 u 00,记下频率为f -3;只要输出不失真,可依
(以上两步要求在改变信号源频率时,信号源输出幅值不能变。
)
然后在坐标纸上以横轴为频率,竖轴为u 0或A u0,描绘出幅频特性曲线, 带宽BW 0.7 = f 3- f -3。
9.测量放大器的选择性
描述放大器选择性的的最主要的一个指标就是矩形系数,这里用K 0.1来表 示:
0.010.10.72BW0.1BW0.72f
K f =
=∆∆ 式中,0.72f ∆为放大器的通频带;0.1
2f ∆为相对放大倍数下降至0.1时带宽。
BW 0.1= f 9- f -9(上步中测量)。
10.(选做)增大或减小集电极负载电阻,重复步骤7、8,看放大器的增益、幅频特性曲线和通频带有何变化。
11.(选做)增大或减小发射极电阻,重复步骤7、8,看放大器的增益、幅频特性曲线有何变化。
注意:对高频电路而言,随着频率升高,电路分布参数的影响将越来越大,而我们在理论计算中是没有考虑到这些分布参数的,所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差。
另外,为了使测试结果准确,应使仪器的接地尽可能良好。
四、实验报告要求
1.写明实验目的。
2.画出实验电路的直流和交流通路。
3.计算直流工作点,与实验实测结果比较。
4.整理实验数据,并画出幅频特性曲线(请用坐标纸)。
五、实验仪器
1. 高频实验箱 1套
2. TD1002数字存储示波器 1台
3. 万用表 1块
4. 高频信号源 1台。