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单调谐小信号谐振放大器设计

来源:划驼旅游


高频实验报告(一)

——单调谐小信号谐振放大器设计

组员

座位号 16 实验时间 周一上午

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目录

一、 实验目的 ..................................................................................................................................... 3 二、 实验原理 ..................................................................................................................................... 3 2.1单调谐放大器的基本原理 ................................................................................................. 3 2.2主要性能指标及测量方法 ................................................................................................. 7 2.2.1谐振频率的测试 ............................................................................................................ 7 2.2.2电压增益的测试 ............................................................................................................ 8 2.2.3频率特性的测试 ............................................................................................................ 8 三、 设计方法 .................................................................................................................................. 11 四、 实验内容及参数设计 .......................................................................................................... 12 五、 实验参数测试及分析 .......................................................................................................... 16 六、 思考题 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

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一、 实验目的

1. 熟悉小信号谐振放大器的工作原理。

2. 掌握小信号谐振放大器的工程设计方法。 3. 掌握小信号谐振放大器的调谐方法。

4. 掌握小信号谐振放大器幅频特性的测量方法。

5. 熟悉放大器静态工作点和集电极负载对谐振放大器幅频特性的影响。 二、 实验原理

调谐放大器的主要特点是晶体管的集电极负载不是纯电阻,而是由 L、C组成的并联谐振回路,由于LC并联谐振回路的阻抗随频率而变化,在谐振频率处、其阻抗是纯电阻,且达到最大值。因此,用并联谐振回路作集电极负载的调谐放大器在回路的谐振频率上具有最大的放大系数,稍离开此频率放大系数就迅速减小。因此用这种放大器就可以只放大我们所需要的某些频率信号,而抑止不需要的信号或外界干扰信号。正因如此,调谐放大器在无线电通讯等方面被广泛地用作高频和中频选频放大器。

调谐放大器的电路形式很多,但基本的电路单元只有两种:一种是单调谐放大器,一种是双调谐放大器。这里先讨论单调谐放大器。

2.1单调谐放大器的基本原理

典型的单调谐放大器电路如图1.1所示。图中R1, R2 是直流偏置电阻;LC并联谐振回路为晶体管的集电极负载,Re是为提高工作点的稳定性而接入的直流负反馈电阻, Cb和Ce是对信号频率的旁路电容。输入信号Vs’经变压器耦合至晶体管发射结,放大后再由变压器耦合到外接负载RL,CL上。为了减小晶体管输出导纳对回路的影响,晶体管T1采用抽头接入。

VCCR1Vs’C123L45RLCLVsR2CbReCe

图1.1高频小信号谐振放大器电路

在低频电子电路中,我们经常采用混合π模型来描述晶体管。把晶体管内部的物理过程用集中元器件RLC表示。用这种物理模型的方法所涉及到的物理等效电路就是所谓的π参数等效电路。混合π 参数是晶体管物理参数,与频率无关,物理概念清楚。但是由于输入输出相互牵制,在高频分析时不太方便。在

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高频电子线路的分析中,通常采用Y参数模型来描述晶体管。Y参数是一种网络参数,由于它将晶体管的输入输出分开,所以便于进行高频分析。Y参数与频率有关,但是通常高频小信号放大电路属于窄带放大电路,所以不影响Y参数的运用。Y参数本身可以通过混合π 参数换算,也可以通过专门的仪器进行测量。

晶体管混合π模型如下图所示

Cμbrbb'rb'eb'rb'cCπg vm b'ecrce

e图1.2混合π模型

其中rbb是基极电阻,rbe是发射结电阻,rbc是集电结电阻,gm称为跨导

gm0rb'eIc(mA)26(mV) (1-1)

C为发射结电容,一般为几十皮法至几百皮法。C为集电结电容,一般为

几皮法。

对于共发射极组态的三极管电路,Y参数定义如下:

ibyievbyrevc (1-2) iyvyvoecfebcyieyoeyfeyreibvbicvcicvbibvcvc0输出短路时的输入导纳输入短路时的输出导纳输出短路时的正向传输跨导输入短路时的反向传输跨导 (1-3)

vb0vc0vb0ibvbyiey vre cyfe v bicyoevc

图1.3 晶体管Y参数模型

根据晶体管混合π参数模型,可得到 Y参数如下:

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在CC的情况下,近似有yieyfeyb'e,1rbb'yb'egm,1rbb'yb'eyoegceyb'cyreyb'c1rbb'yb'e (1-5)

yb'cgmrbb'1rbb'yb'e (1-4)

其中:yb'egb'ejC,yb'cgb'cjCgb'e111,gb'c,gcerb'erb'crce通常情况下rbb'较小,一般几百欧姆,rb'e较大,一般几千欧姆,为了估算方便,进一步将得到 Y参数简化如下:

yieyb'eyb'egb'ejC (1-6)

1rbb'yb'eyb'cgmrbb'1rbb'yb'eyoegceyb'cgceyb'cgcegb'cjC (1-7) gcejC例如,某晶体管的混合π参数为:

当IEQ1mA,VCE6V时,rbb'60,rb'e1k,rb'c2.6M,rce65k,C780pF,C9pF

低频工作时,忽略C,C,有

yie0.943mS,yoe15.4μS,yfe35.8mS,yre0.363μS

高频工作时,设f=465kHz,代入前面的公式,有

yie(1.2j2.0)mS,yoe(22.6j81.9)μS,|yfe|35.6mS,yfe7.4|yre|24.6μS,yre97.4

结果是所有的参数都变成了复数,其中yfe略有变小,并略有相移。但是yre变化强烈,并产生了很大相移,表示晶体管产生了强烈的内反馈。

根据Y参数模型,得到图1.1高频小信号谐振放大器电路相应的等效电路如下:

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信号源isysyie晶体管yrevceyfevbeyoeLC谐振回路G0CL35214负载RLCL

图1.4 谐振放大器电路等效电路A

为了讨论谐振回路的频率特性,可以将连接在 LC谐振回路上的所有负载(包括本级晶体管的输出参数和后级的负载)都等效到 LC 谐振回路的两端,就可将图1.4等效成图1.5。

负载谐振回路晶体管isysCiegieioe'goe'Coe'G0CLgL'CL'31

图1.5 谐振放大器电路等效电路B

其中is,ys为信号源,p1n12为晶体管的集电极接入系数,式中n13为电n13n45为输出变n13感线圈的总匝数,n12为晶体管的集电极接入电感线圈匝数;p2压器的副线圈与原线圈的匝数比,式中n45为电感副线圈的匝数。G0为LC回路本身的损耗电导,L为谐振回路电感。其它参数如下所示:

gie1 (1-8) rb'eCieC (1-9)

ioe'p1ioep1yfevbeyoe'pygoe'jCoe'21oe (1-10)

其中goe'p12goe,Coe'p12CoeyL'gL'jCL'pgLjpCL2222 (1-11)

gL'jCL'为谐振放大器输出负载的电导,通常小信号谐振放大器的下一

级,仍为晶体管谐振放大器,则yL'将是下一级晶体管的输人电导gi和电容Ci。

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晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流、电流放大系数有关外,还与工作角频率ω有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测量条件一定的情况下测得的。

如在f030MHz,IE2mA,VCE6V条件下测得3DG47的Y参数

gie1.2ms,Cie12pF,yfe58.3ms,goe400s,Coe9.5pF

2.2主要性能指标及测量方法

表征高频小信号谐振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(通常用矩形系数Kr0.1来表示)等,采用图1.6所示的测试电路可测量各项指标。实验电路被设计成多个实验通用。对于本实验来说,电路由晶体管Q1,谐振回路C2A,C2B,T1等构成。C6是输出耦合电容,R6是负载电阻。C5及右侧谐振回路T2,C7A,C7B与本实验无关(C5断开)。本实验的谐振频率由C2B调节,由于C2B的容量有限,故加固定电容C2A以增大总电容。图中输入信号由高频信号发生器提供,示波器监测输入端J1和负载RL端J3的波形。谐振放大器的各项性能指标及测量方法如下。

C9123L1C7AC7BVccC10R5R8C2AC2BR1R4Q1C3R2R3C4123T145T2C5信号源C1J1J2示波器C6R6J3C8R7J4LED 图1.6高频小信号谐振放大器测试电路

2.2.1谐振频率的测试

放大器的谐振回路谐振时所对应的频率f0称为谐振频率。图1.1所示电

路的f0表达式为

f011 (1-12)

222LCT2L(Cp1Coep2CL)式中,L为谐振回路电感线圈的电感量,CT为谐振回路的总电容,C为谐振回路的外接电容,Coe为晶体管的输出电容,CL为负载电容。

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在实际的谐振放大器设计过程中,常常是根据上式估算出各电容及电感的数值,然后在实际调试中,通过改变电感或某个电容的值,达到电路谐振在设计频率上的目的。谐振频率f0的调整步骤是,首先使高频信号发生器的输出频率为f0,输出电压为几毫伏;然后调谐集电极回路即改变C或电感线圈L的磁芯位置使回路谐振。LC并联回路谐振时,示波器显示的输出波形幅度最大,且无明显失真。这时回路的谐振频率就等于高频信号发生器的输出频率。

2.2.2电压增益的测试

放大器的谐振回路谐振时所对应的电压放大倍数Av0称为谐振放大器的电压增益(放大倍数)。Av0的表达式为:

Av0p1p2yfeGTp1p2yfe2(G0p12goep2gL) (1-13)

要注意的是,yfe本身也是一个复数,所以谐振时输出电压Vo与输入电压Vi的相位差为 (180ofe)。只有当工作频率较低时,fe0,Vo与Vi的相位差才等于180o。 Av0的测量电路如图1.6所示,测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态。当回路谐振时,分别从电源的指示器上记下输入端电压Vi的读数及示波器上读出输出端的读数Vo,则电压放大倍数Av0由下式计算:

Av0Vo/Vi (1-14)

用分贝表示为

Av020lg(Vo/Vi)dB

2.2.3频率特性的测试

1)通频带BW

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,电压放大倍数随信号频率f变化的曲线,叫做放大器的谐振曲线,如图1.7所示。

电压放大倍数

Av1 (1-15)

2Av01(2QLf/f0)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倍时所对应的频率范围称为放大器的通频带BW,其表达式为

BW2f0.7f0/QL (1-16)

式中QL为谐振回路的有载品质因数

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QL1120LGT0L(G0p12goep2gL) (1-17) Q01,(其中Q0)LG2goe2gL001p1p2G0G0分析表明,放大器的谐振电压放大倍数Av0与通频带BW的乘积满足关系式

GBP|Av0|Bp1p2|yfe|f0|y|/2|y|p1p2fe0p1p2fe (1-18) GTQLGT0CT/GT2CT上式说明,当晶体管选定即yfe确定,且回路总电容CT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。由式(1-18)可得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带,同时又能提高放大器的电压增益,由式(1-18)可知,除了选用yfe较大的晶体管外、还应尽量减小调谐回路的总电容量CT。

10.7Av/AvoBWffLf0fH2△f0.1

0.1图1.7 谐振放大器的频率特性曲线

可通过测量放大器的频率特性曲线来求通频带BW。测量方法有逐点法和扫频法。逐点法测量电路如图1.6,测量步骤是:先使调谐放大器的谐振回路产生谐振,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Vi不变),并测出对应的电压放大倍数Av。由于回路失谐后电压放大倍数下降,所以可以得到如图1.7所示的谐振特性曲线。扫频法测量电路如图1.8,图中频响特性测试仪代替了图1.6中的信号发生器与示波器。测量步骤是调节频响特性测试仪,产生频率在某个范围内变化的信号(扫频信号),此时仪器自动记录并显示在该频率范围内的输出幅度,即频率特性曲线。因此,该方法比较方便的测量出电路的频率特性。

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C2AC2BR1R4Q1C3R2R3C4123T145T2C5C9123L1C7AC7BVccC10R5R8C1J1J2C6R6J3C8R7J4LED频响特性测试仪图1.8 频响特性测试仪测试电路

2)矩形系数Kr0.1

谐振放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数来表示,如图1.7所示。 矩形系数 为电压放大倍数下降到0.1Av0 时对应的频率范围与电压放大倍数下降到0.707Av0时对应的频率偏移之比,即

Kr 0.12f0.1/2f0.7

(1-19)

矩形系数Kr0.1越接近1,邻近波道的选择性越好,滤除干扰信号的能力越强。一般单级单调谐振放大器的矩形系数Kr0.1等于固定值10,远大于1,与回路参数无关,所以选择性较差。因此,为提高放大器的选择性通常采用多级谐振放大器。可以通过测量谐振放大器的频率特性曲线来求得矩形系数。

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三、 设计方法

设计一个高频小信号谐振放大器

 技术指标:中心频率f0,通频带BW,增益Av0,品质因数QL。  已知条件:电源电压,输入信号幅度,信号源内阻,负载阻抗,电感线

圈空载损耗Q0。  设计步骤:

1.确定电路形式。见图1.9。 2.选择晶体管

选择晶体管应考虑以下原则:

(1) 为使放大器稳定性好应选yre小(即C小)的晶体管。 (2) 频率特性要好,应选fT高的晶体管,一般至少取fT(4~5)f0。 (3) 为使放大器增益大应选yfe大,goe和gL(一般为下一级电路晶体管的输入导纳gi)小的晶体管。

3.根据频率要求计算负载电导GT。

4.试探静态工作点,计算Y参数。由于yfe和工作点电流有关,所以ICQ不宜太小,但ICQ太大则造成C增加,所以一般常取ICQ=(0.5~3)mA。

5.计算接入系数

6.验算增益是否满足要求: 7.计算偏置电阻: 8.计算谐振回路电容:

9.确定高频滤波电路及耦合电容:

C2AC2BR1R4Q1C3C712345L1+9VC8T1J1C1C6RLCLR4J2R2R3C4J3LED

图1.9谐振放大器实验电路

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四、 实验内容及参数设计

1. 设计一高频小信号谐振放大器。

已知条件Vcc9V,静态工作点电流在0.5~2mA之间选取。晶体管为Q2N3904,

rbb'70,C4pF,C8pF。中频变压器参数L4H, Q080,h(fe)=80,hce10S。

技术指标:谐振频率f010.7MHz,谐振电压放大倍数Av020dB,通频带

BW0.2MHz。

解:

电路如图1.9所示:放大电路采用分压式电流负反馈偏置电路 1.根据频率要求计算负载电导GT:

由于BW0.2MHz,f010.7MHz,可得有载品质因数

QLf053.5 BW1

0LGT10.07mS

0QLL由QL得:GT2.试探静态工作点,计算Y参数:选取IEQ=1 mA时:

gmIEQVT1mA38.5mS 26mVgb'e=gmb=0.32mS

估算Y参数如下:

rbb'gb'e=10´0.26´10-3=0.0032

w=2p´10.7´106=67.2Mrad/s

wCp=2p´10.7´106´8´10-12=0.mS

gb'e+jwCp(0.32+ji0.)´10-3yie»==0.32mS+j0.mS

1+rbb'(gb'e+jwCp)1+10(0.32+ji0.)´10-3

从而

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gie=0.32mS,rie=yoe»gce+yb'c+1»3125W,Cie=8pF gieyb'cgmrbb'

1+rbb'yb'e这里忽略了,gce10uS,引入了误差大概15%,实际电路计算中,一般不能忽略。

yoe=gce+yb'c+-6jwCmgmrbb'yb'cgmrbb'»jwCm+1+rbb'yb'e1+rbb'(gb'e+jwCp)6-12=10´10+ji67.2´10´4´10=10.555uS+j0.37mSji67.2´106´4´10-12´10´38.5´10-3+

1+10(0.32+ji0.)´10-3从而,检查数据

goe=10.555uS,Coe=yfe»0.37mSw=5.53pF

gm=38.4mS-j0.2mS

1+rbb'(gb'e+jwCp)3. 计算接入系数:

谐振回路本身固有导纳

G0=1=4.65´10-5s=46.5uS

w0LQ0则在功率匹配的情况下满足:

22p1goep2gLG0GT 2 2pgpg2L1oegL一般为后级放大器的输入电导,这里gL1mS

则可以得到接入系数

p1=(GT-G0)/(2goe)=(70-46.5)´10-6/(2´60´10-6)=0.52p2=(GT-G0)/(2gL)=(70-46.5)´10-6/(2´1´10-3)=0.11实验中取: 电感值

L13 4.02uH L12 2.33 uH L34 0.56 uH 即:p1=0.58 p2=0.14

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4. 验算增益是否满足要求:

要求Av020dB,换算成电压放大倍数为Av010倍。

Av0=-p1p2yfeGT»-0.58´0.14´38.4=44.>10 0.07可见增益满足设计要求,选取的工作点合适。否则,需要根据Av010重新选择工作点。 5. 计算偏置电阻:

要求流经偏置电阻R1, R2的电流I1?IBQ,才能保证VBQ恒定,一般取

I15~10IBQ(硅管)。这里取I16IBQ电路静态工作点由下式确定:

R3VBQVBEIEQVEQIEQ

对于小信号放大器,一般取VEQ(0.2~0.5)VCC,这里取VEQ1.5V,

VCEQ7.5V

R3VEQIEQ1.5k

VBQVEQVBE2.2V

VBQVEQVBER2VCC2.2V R1R2R2=VBQI1=VBQ6IBQ»b×VBQ6IEQ=43.92kW

R1=VCC-VBQI1=113.4kW

实验时,取R2=43k,R3=1.5k,R1由110k电阻和10 k电位器串连,以便调整静态工作点。

6. 计算谐振回路电容:

根据频率要求计算回路总电容:

1 Qf02LCT CT12=C2A+C2B+Coep12+CLp2=55.0pF 224f0L.\\

2CLp2=20´0.142=0.39pF,

Coep12=10´0.582=3.36pF

由此,C2A+C2B=51.25pF取C2B20pF可调电容,C2A33pF

7. 确定高频滤波电路及耦合电容:

7.1、耦合电容取C1C3C4= 0.1F。

对于10MHz的信号,阻抗约为0.16,而对于直流信号阻抗则很大。

7.2、高频滤波电路

这里采用型滤波电路来去除电源干扰。要求jL1?用色环电感即可,电容一般采用高频瓷片电容。 取L110,C9C100.01F

11,jL1?,电感采jC9jC102.电路装调

3.参数测试: 增益、幅频特性、动态范围等 。

4.结果分析:使用matlab做数据拟合画图,分析讨论。

电路调试注意事项:

1、信号源的使用:如果信号源动态范围较小,可采用10:1衰减器扩大。电路如下:

信号源内阻RS50

RS高频信号发生器R1R2vivovs

衰减器满足R1?RS,R2=Zi,则ViR2VS,选择合适的电阻R1和R2,R1R2可得到需要的衰减率。

2、示波器的使用:a、频率精确测量,示波器屏幕右下有频率精确显示;b、探头衰减设置,选择X10衰减,可减小示波器探头对电路的影响。

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五、 实验参数测试及分析 实验中得到放大后输出波形如图:

1.静态工作点参数

Vcc=9.00V Vb=2.34V Ve=1.72V

IEQ=1.72=1.15mA 1.5基本满足工作条件。 2.中心频率:fo=10.70MHz

3.当输入电压Vipp=20mV时,输出电压Vopp=336mV

增益:Av=336=16.8>10 20当Vopp’=0.707Vopp=336´0.707=237.6mV时, 测得:fL=10.59MHz fH=10.81MHz

带宽:BW=10.81-10.59=0.22MHz

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带宽基本能满足实验要求。 4.矩形系数: K0.1=11.70-9.70=9.090.225. 幅频特性曲线:

实验中一共测得了40组数据,频率范围从8.0MHz~14.0MHz。由于要着重观察其选频特性,所以在中心频率10.7MHz附近取样较密集,偏离中心频率较远处取样较稀疏。这样能比较好的拟合出选频特性曲线。 (Vipp=20Mv) 序号 1 2 9.0 3 9.5 4 5 6 7 8 频率(MHz) 8.0 9.8 10.0 10.1 10.2 10.3 Vopp(mV) 20.4 28.4 38.0 47.6 60.8 67.2 79.2 97.6 序号 9 10 11 12 13 14 15 16 频率(MHz) 10.40 10.45 10.50 10.55 10.59 10.61 10.63 10.65 Vopp(mV) 123 序号 17 142 18 172 19 208 20 244 21 2 22 286 23 306 24 频率(MHz) 10.67 10.68 10.69 10.70 10.71 10.72 10.73 10.75 Vopp(mV) 322 序号 25 330 26 334 27 336 28 334 29 332 30 328 31 314 32 频率(MHz) 10.77 10.79 10.81 10.85 10.90 10.95 11.0 11.1 Vopp(mV) 294 序号 33 272 34 2 35 216 36 178 37 150 38 130 39 104 40 频率(MHz) 11.2 11.3 11.4 11.6 12.0 12.5 13.0 14.0 Vopp(mV) 80.0 68.0 59.2 47.2 34.4 25.6 21.6 17.6 下图为Matlab拟合曲线,其中横轴为输入信号频率,纵轴为Vipp=20mV时测得的输出电压峰-峰值,可以代表电路增益:

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分析:

1. 带宽不能进一步减小的原因:

QL过小,影响QL的为L和GT,影响GT的有G0接入系数以及晶体管参数。实验中未取电感4uH,实际取的是5.2uH,另外Q值也没有达到理论上要求的值,此外电路的各种参数还会使实际电路中的Q值进一步降低,当然过大的接入系数也会造成BW变宽,工作点的选择对晶体管参数有较大影响,从而也会影响BW

实验中要能够达到所需带宽,可采取的措施有: (2)适当减小接入系数 (3)适当调整工作点

2. 矩形系数:

理论值为9.1,较为接近,这与具体的幅频特性曲线相关 实际电路由于各种影响因素,不可避免与理论值有出入。

3. 幅频曲线:

拟合得到的幅频曲线比较合理,可以看到选频特性较好。 (1)适当减小所绕电感值,增大其Q值

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六、 思考题

1. 如何判断并联谐振回路是否处于谐振状态?回路的谐振频率f0与哪些参数有关?用实验说明。

答:首先确认输出信号没有产生任何失真,即晶体管工作在线性放大区,然后调节信号源输入信号的频率,如果在中心频率 f0处输出的峰峰值 Vopp为最大值,那么电路工作在谐振状态。回路的谐振频率主要由电感 L 和电容 Ca,Cb的值来决定:

f01122LCT2L(Cp12Coep2CL)

2. 为什么说提高电压放大倍数Av0时,通频带BW会减小?可采取哪些措施提高Av0?实验结果如何?

答:从实验原理中的分析可以得到,放大器的谐振电压放大倍数 0 v A 与

通频带BW的乘积满足关系式:

|yfe|f0|yfe|0/2|yfe|GBP|Av0|Bp1p2p1p2p1p2GTQLGT0CT/GT2CT

上式说明,当晶体管选定即 yfe确定,且回路总电容 CT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。因而,提高电压放大倍数 Av0时,通频带 BW 会减小。 如果想要不减小带宽 BW 又调高增益 Av,可以采用多级放大器级联的方法。

但是在实验中,我们发现单纯增大增益并不能解决带宽过大的问题,主要原因是,首先,如果接入系数p2太大,后级反射阻抗增加,回路Q值下降很明显。此外,抬高静态工作点,三极管放大器电流增加,阻抗也相应增加,Q值也会下降。所以在试验中,我们并没有将静态工作点抬高到4V左右,而是选在了2V左右。

3. 在调谐振回路时,对放大器的输入信号有何要求?如果输入信号过大会出现什么现象?

答:在调谐振回路时,输入信号不宜过大,否则输出信号的波形会发生失真,此时放大器没有工作在线性放大区,一般输入电压最高取100mV峰峰值,如果信号源可以提供的值的下限较大,应设计衰减电路如下:

RSR1高频信号发生器vsR2vivo

.\\

Vi衰减器满足RS << R1,Zi << R2,则得到需要的衰减率。

R2VSR1R2,选择合适的电阻R1和R2,可

4. 影响谐振放大器稳定性的因素有哪些?你在调整放大器时,是否出现过自激振荡,其表现形式为何?是采取什么措施解决的?

答:影响放大器稳定性的因素主要是看电路中是否存在正反馈,造成自激振荡。我们在调整放大器时没有发生自激振荡,这是因为有电阻 R3 的存在,在晶体管的发射极产生负反馈,增加了电路的稳定性。若出现自激振荡,可以采用中和法解决问题。具体操作方法是:在晶体管B和C极之间接一个小电容。我们在设计放大器时忽略了

Yre的影响,然而在实际实验时

Yre影响的是晶体管的内反馈。

5. 谐振回路的接入系数对放大器的性能有哪些影响?

答:接入系数主要影响放大器的增益 Av,有载品质因数 QL和带宽 BW,接入系数越大,增益越大,有载 Q 值下降,选频特性变坏,带宽增大。试验中观察我们发现,接入系数p2对BW的影响较大,后从0.2降为0.1。

6. 计算你所设计的高频小信号放大器的电压放大倍数 Av0 ,并与测量值相比较有何区别?为什么?

答:在电路设计时,我们取p1=0.88,p2=0.09,理论计算的增益Av=44.01,

但是在实际测量中,电路增益只有14.40,明显小于理论设计值。

对于影响因素,首先是静态工作点不同,实际电路中,我们只取到了2V,比较小。其次,接入系数p1在实际电路中只有0.7左右,小于0.88的理论值。根据公式:

yfeAv0p1p2GT 增益将会下降。

第三,三极管参数肯定与设计时不相同,Yfe实际中偏小。

此外,因为电路Q值较大,带宽BW无法减小,根据GBP一定可知,增益无法变得很大。

7. 思考并试验测量小信号和高频信号时的示波器探头应如何设置? 答:1 倍衰减:仪器内电路中的电容在几十皮法到一百皮法左右,对于实验板上的电路来说过大了,会对结果产生较大的影响。

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