【正文】 大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，IC=。C2為輸出耦合電容。C、CT與LL2組成單調(diào)諧并聯(lián)諧振回路與集電極直接 圖14單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電原理圖相連，CT為微調(diào)電容，改變CT的容量可以改變回路的諧振頻率。RERECe為發(fā)射極偏置電阻與濾波電容。4．2．2單調(diào)諧高頻電壓放大器的設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)4．2．2．1 單調(diào)諧高頻電壓放大器仿真實(shí)驗(yàn)電路組成與說(shuō)明單調(diào)諧高頻電壓放大器的仿真實(shí)驗(yàn)參考電路如圖14所示：該電路是一晶體管共射單級(jí)諧振放大器。④ 確定耦合電容與高頻濾波電容：耦合電容CC2的值，可在1000 pf— ，一般用瓷片電容。③諧振回路參數(shù)計(jì)算首先求出回路中的總電容C∑：因?yàn)椋簞t: 再求回路電容：因有 C= C∑p12Coep22Cie= 取C為標(biāo)稱值51pf。② 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)由于放大器是工作在小信號(hào)放大狀態(tài)，－2mA為宜，設(shè)計(jì)電路中取IE=，設(shè)RE= KΩ。C2為輸出耦合電容。C、CT與LL2組成單調(diào)諧并聯(lián)諧振回路與集電極直接相連，CT為微調(diào)電容，改變CT的容量可以改變回路的諧振頻率。RERECe為發(fā)射極偏置電阻與濾波電容。只有當(dāng)負(fù)反饋越強(qiáng)時(shí)，電路穩(wěn)定性越好，故要求VBQVBE，一般硅管?。篤BQ=（35）V。利用Rb1和RwRb2的分壓固定基極偏置電位VBQ，如滿足條件 圖13單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電原理圖I1IBQ：當(dāng)溫度變化ICQ↑→VEQ↑→VBE↓→IBQ↓→ICQ↓，抑制了ICQ變化，從而獲得穩(wěn)定的工作點(diǎn)。① 選定電路形式依設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，采用晶體管共發(fā)射極單調(diào)諧回路諧振放大器，參考電路如圖13所示。負(fù)載電阻RL=3KΩ。已知：L≈4μH,總匝數(shù)N2=20，p1=， Q=100，晶體管用9018，β=50。表13頻率（MHZ）fo雙輸出電壓（V）結(jié)論4．2擴(kuò)展命題4．2．1高頻小信號(hào)諧振放大器的設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)4．2．1．1單調(diào)諧高頻電壓放大器電路設(shè)計(jì)舉例主要技術(shù)指標(biāo)：諧振頻率＝,諧振電壓放大倍數(shù)≥20dB，=1MHz，＜10。④ 保持輸入電壓幅度不變，改變高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率,由回路的中心頻率分別向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)得在不同頻率f時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表13中。3． 諧振放大器矩形系數(shù)的測(cè)定① 實(shí)驗(yàn)條件：電路設(shè)置為兩級(jí)諧振放大電路，=。表12頻率（MHZ）fo單輸出電壓（V）雙結(jié)論③ 根據(jù)測(cè)量所得結(jié)果，用逐點(diǎn)法標(biāo)繪諧振放大器的幅頻特性曲線，并計(jì)算出增益、帶寬及Q值。2． 兩級(jí)諧振放大電路測(cè)量① 實(shí)驗(yàn)條件：將實(shí)驗(yàn)電路連接為兩級(jí)放大器，=。④ 保持輸入電壓幅度不變，改變高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率,由回路的中心頻率分別向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)得在不同頻率f時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表13中。4．1．2．3 諧振放大器通頻帶的測(cè)定1．單級(jí)諧振放大電路測(cè)量① 實(shí)驗(yàn)條件：電路設(shè)置為單級(jí)諧振放大電路，=。⑥ 根據(jù)測(cè)量所得結(jié)果，計(jì)算出單調(diào)諧放大器的電壓增益 或 ⑦ 保持以上操作和輸入信號(hào)不變，僅將“短路帽”連接J600的3腳，此時(shí)為兩級(jí)諧振放大電路。④ 分別微調(diào)高頻諧振放大器輸入回路的微調(diào)電感T R600、微調(diào)電容C600和輸出回路的， TP601與CT604，使放大器輸出的信號(hào)最大，且輸出波形無(wú)明顯失真，這時(shí)，高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率就等于回路的諧振頻率。③ 用雙蹤示波器的“A”通道檢測(cè)輸入信號(hào)。 Ic = Ve/Re Re= 4．1．2．2 諧振頻率、放大器電壓增益的測(cè)定與計(jì)算 ① 參照實(shí)驗(yàn)單元模塊電路，將實(shí)驗(yàn)電路設(shè)置為單級(jí)諧振放大電路。 Vc:集電極對(duì)地電壓。 表11 VbVeVcVceIc根據(jù)Vce判斷Q600、Q601是否工作在放大區(qū)Q600是否原因：Q601是否注：Vb: 基極對(duì)地電壓。用 圖12高頻小信號(hào)放大模塊萬(wàn)用表分別測(cè)量晶體管Q600和Q601各電極的靜態(tài)工作電壓。此時(shí)為兩級(jí)諧振放大電路。實(shí)驗(yàn)之前在實(shí)驗(yàn)箱上找到本實(shí)驗(yàn)單元位置，并熟悉電路，掌握各主要元件及調(diào)諧元件的位置與作用。該級(jí)集電極輸出采用的是變壓器T601耦合輸出。當(dāng)短接跳線J600的2腳（上），J602的3腳（下），J608的2腳（上）時(shí)，為單級(jí)高頻小信號(hào)調(diào)諧放大電路。當(dāng)它和Q600等組成的共射電路連接時(shí)，相當(dāng)于共射電路的負(fù)載導(dǎo)納很大，只由共基電路的輸入導(dǎo)納決定，此時(shí)共射電路的內(nèi)部反饋可忽略，放大器雖然工作在嚴(yán)重失諧狀態(tài)，但放大電路的穩(wěn)定性得到很大提高，雖增益有所降低，但兩管總增益仍大于共射放大器的增益。為此，實(shí)驗(yàn)電路采用失配法電路，可有效的消除調(diào)諧放大器的不穩(wěn)定性。失配法的優(yōu)點(diǎn)是：①性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影響；②頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作； ③生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需調(diào)整，適于批量生產(chǎn)。② 因?yàn)榫w管離散性大，實(shí)際調(diào)整麻煩，不適于批量生產(chǎn)。中和法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，增益高。電路采用這種接法的原理是：對(duì)于簡(jiǎn)單的單調(diào)諧小信號(hào)放大器諧振時(shí)的放大倍數(shù)為： 其中P1為晶體管的集電極接入系數(shù)，為并聯(lián)諧振回路的總電導(dǎo)。圖11 高頻小信號(hào)放大器原理圖該電路主要由共射放大器（由Q600、TR600、R60R600、R610與R60R60C607組成）與共基放大器（由Q60TR60R60C609組成）組成。5V電源供電。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器高頻實(shí)驗(yàn)箱 WYGP3或 GP4 一臺(tái)雙蹤示波器 TDS1002 一臺(tái)高頻信號(hào)發(fā)生器 WY1052 一臺(tái)萬(wàn)用表 一塊四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求4．1基本命題4．1．1基本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路及說(shuō)明實(shí)驗(yàn)電路采用的是一個(gè)單級(jí)諧振放大器，由共射、共基兩級(jí)電路組成。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)諧振回路、高頻小信號(hào)放大器等有關(guān)章節(jié)。 。實(shí)際工程中對(duì)高頻小信號(hào)諧振放大器的基本要求是：電壓增益高，工作穩(wěn)定性好，頻率特性應(yīng)滿足通頻帶的要求，噪聲低。實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號(hào)諧振放大器高頻小信號(hào)諧振放大器常指各種收/發(fā)信機(jī)或電子設(shè)備中的高頻電壓放大器，其作用是將高頻小信號(hào)或接收機(jī)中經(jīng)變頻后的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，以達(dá)到下級(jí)電路所需的激勵(lì)電壓幅度。為使放大信號(hào)不失真，放大器負(fù)載不是純電阻而是用LC諧振回路，且工作在線性放大區(qū)即甲類狀態(tài)，屬窄帶電壓放大器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、基本工作原理與設(shè)計(jì)方法。了解諧振放大器的高頻等效電路與晶體管的4個(gè)Y參數(shù)。具有較高的工作穩(wěn)定性，采用177。電路如圖11所示。諧振回路由TR602初級(jí)及電容C606與C604組成，改變C604可以改變回路的諧振頻率。由于晶體管存在(反向傳輸導(dǎo)納)的反饋，就有可能引起放大器工作的不穩(wěn)定，同時(shí)的值隨頻率而變化，因此，當(dāng)放大器電路參數(shù)取定后，為提高放大器工作的穩(wěn)定性，實(shí)際工程中常采用中和法或失配法克服由于的存在，造成的放大器工作不穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是：① 只能在一個(gè)頻率上完全中和，不適合寬帶。 ③ 采用中和法對(duì)放大器由于溫度等原因引起各種參數(shù)變化沒(méi)有改善效果。缺點(diǎn)：增益低。圖中Q601所組成的共基放大器的特點(diǎn)是輸入導(dǎo)納大和輸出阻抗高。又由于共基電路輸出導(dǎo)納很高可直接和負(fù)載線圈連接而無(wú)需抽頭接入。當(dāng)短接跳線J600的3腳，J602的3腳、J608的2腳（上）時(shí)，為兩級(jí)高頻小信號(hào)調(diào)諧放大電路。1． 輸入點(diǎn)參考說(shuō)明： HFIN：高頻信號(hào)輸入測(cè)量點(diǎn)2． 輸出點(diǎn)參考說(shuō)明： C/E：Q600集電極電壓測(cè)量點(diǎn)STE ：Q600發(fā)射極電壓測(cè)量點(diǎn)AGC：AGC控制信號(hào)測(cè)量點(diǎn)HFO：放大信號(hào)輸出測(cè)量點(diǎn)4．1．2基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法步驟本實(shí)驗(yàn)使用的是高頻小信號(hào)放大模塊，如圖12所示。4．1．2．1高頻小信號(hào)放大器靜態(tài)測(cè)量① 參照實(shí)驗(yàn)單元模塊電路，用“短路帽”連接J600的3（下）腳，J602的3（下）腳，J608的2（上）腳。打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源，使實(shí)驗(yàn)箱開(kāi)始正常工作。將結(jié)果記錄于表11中。 Ve :發(fā)射極對(duì)地電壓。Vce：集電極與發(fā)射極之間電壓。 ② 用高頻信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率f=“HFIN”處。再將示波器的“B”通道接實(shí)驗(yàn)電路模塊的輸出端口“HFO”檢測(cè)放大輸出信號(hào)。(用頻率計(jì)檢測(cè))⑤ 記錄此時(shí)的回路諧振頻率與輸出信號(hào)幅度。用示波器觀察輸出端口“HFO”的輸出波形和輸入端口“HFIN”的波形，再微調(diào)高頻諧振放大器輸出回路的電感TP601與微調(diào)電容CT604，使輸出信號(hào)最大，且輸出波形無(wú)明顯失真根據(jù)測(cè)量所得結(jié)果，計(jì)算出兩級(jí)諧振放大器的電壓增益，并比較兩種放大器的輸出波形與變化，分析變化原因。（采用逐點(diǎn)法）② 分別用雙蹤示波器監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)“HFIN”/ 輸出信號(hào)“HFO”③ 微調(diào)TP60C600與TR60C604使回路諧振（即使輸出電壓幅度最大）。(頻率偏離范圍可根據(jù)的實(shí)際情況來(lái)確定)。② 參照以上實(shí)驗(yàn)步驟②—④，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表12中。再比較兩種放大器的變化，分析變化原因。（采用逐點(diǎn)法）② 分別用雙蹤示波器監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)“HFIN”/ 輸出信號(hào)“HFO”③ 微調(diào)TP60C600與TR60C604使回路諧振（即使輸出電壓幅度最大）。()。要求放大器電路工作穩(wěn)定，采用抽頭并聯(lián)諧振輸出回路。查手冊(cè)可知，9018在Vce=10V、IE=2mA時(shí)，gie=2860ms，Cie=19pf，goe=200us，Coe=7pf，Yfe=45ms，Yre=。電源供電Vcc=12V。 該電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q主要由Rb1和RwRbRe與Vcc確定。由此可知，只有當(dāng)I1IBQ時(shí)，才能獲得VBQ恒定，故硅管應(yīng)用時(shí)，I1=（510）IBQ。圖中放大管選用9018，C1為輸入耦合電容。RRWR2組成基極偏置電路，調(diào)節(jié)RW1可改變晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。諧振電路中的電阻R，為回路阻尼電阻，改變其阻值的大小，可以改變回路的Q值。C3為電源濾波電容。因?yàn)椋篤EQ=ICE/RE 而Ico≈IEO 所以：VEQ== 取VEQ= 因?yàn)椋篤BQ=VEBQ+=3V () 所以：VBQ=VEBQ+=3V因?yàn)椋篤CEQ=VccVEQ 所以：VCEQ=VccVEQ ==因?yàn)椋篟B2=VBQ/（510）IBQ 而IBQ=ICQ/β=所以：Rb2= VBQ/（10）IBQ =3/=10K 因?yàn)椋篟b1=[(VccVBQ)/VBQ]Rb2 所以：Rb1=(9/3)10=30K 考慮調(diào)整靜態(tài)電流ICQ的方便。最后求電感線圈抽頭匝數(shù)N1：N1=p1N2==5匝。旁路電容Ce 、C放大管選用3DG12C，C1為輸入耦合電容。RRWR2組成基極偏置電路，調(diào)節(jié)RW1可改變晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。電阻R為回路阻尼電阻，改變其阻值的大小，可以改變回路的Q值。由于放大器負(fù)載為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振回路，因此具有選頻特性?？刹捎弥苯踊蜷g接方法。測(cè)量條件：輸入高頻信號(hào)電壓幅度（峰峰值）100mV。測(cè)試條件： 輸入=50mV，阻尼電阻R=∞（開(kāi)路） 輸入=50mV，阻尼電阻R=10K輸入=50mV，阻尼電阻R=1K 研究性實(shí)驗(yàn)：若要使電路的Bw=2MHz,請(qǐng)計(jì)算R應(yīng)為多大，并用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)證明。C4為輸入耦合電容。RBRWRB2組成基極偏置電路，調(diào)節(jié)RW1可改變晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。諧振電路中的電阻R，為回路阻尼電阻，改變其阻值的大小，可以改變回路的Q值。 圖15雙調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電原理圖4．2．2．4 雙調(diào)諧高頻電壓放大器仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)用EWB電子工作平臺(tái)軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，仿真時(shí)可完成下列內(nèi)容：① 測(cè)量并調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，IC=。② 諧振頻率的調(diào)測(cè)與電壓放大倍數(shù)的測(cè)量。耦合電容C3=3pf,負(fù)載電阻=1K③ 雙調(diào)諧回路放大器的頻率特性測(cè)量測(cè)量條件：輸入高頻信號(hào)電壓幅度（峰峰值）100mV。f(MHz)foVoC3=3pfC3=10pfC3=15pf五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)時(shí)要對(duì)照原理圖來(lái)進(jìn)行，與實(shí)驗(yàn)板上的元件一一對(duì)應(yīng)。2．用“短路帽”換接電路時(shí)，動(dòng)作要輕巧，更不能丟失“短路帽”，以免影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。2．簡(jiǎn)述高頻電壓放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶的關(guān)系？3．簡(jiǎn)述高頻電壓放大器諧振時(shí)輸出電壓與輸入電壓的相位的關(guān)系？1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制放大電路在加入共基放大器前后的頻響曲線，求出相應(yīng)的增益帶寬和選擇性，并作出分析，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)電路的主要性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)二 高頻功率放大器與集電極調(diào)幅 利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，它是無(wú)線電發(fā)射機(jī)中的重要組成部分。因此高功放一般工作在丙類，電流導(dǎo)通角θ 90186。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握高頻諧振功率放大器的電路組成、工作原理、饋電方式及設(shè)計(jì)方法。3．學(xué)會(huì)高頻諧振功率放大器的主要性能指標(biāo):輸出功率、效率的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求