文档介绍：实验一高频小信号调谐放大器实验
实验目的
掌握小信号调谐放大器的基本工作原理;
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;
了解高频小信号放大器动态范围的测试方法;
实验原理
(一)单调谐放大器
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1-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。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=12MHz。基极偏置电阻RA1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3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。
表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0,谐振电压放大倍数Av0,放大器的通频带BW及选择性()等。
放大器各项性能指标及测量方法如下:
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
式中,L为调谐回路电感线圈的电感量;
为调谐回路的总电容,的表达式为
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,用扫频仪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。
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
式中,gΣ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,所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180o 而是为(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RL两端的电压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
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****惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放大倍数AV0
,其表达式为
BW = 2△ = fo/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
BW
2△
图1-2 谐振曲线
上式说明,当晶体管选定即yfe确定,且回路总电容CΣ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。
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。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f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压VS不变),并测出对应的电压放大倍数AV0。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1-2所示。
可得: