高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器

1、武漢理工大學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)報(bào)告 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 武漢理工大學(xué) 題 目: 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器，調(diào)諧放大器的調(diào)試及放大倍數(shù)、諧振頻率，通頻帶的設(shè)計(jì)、制作。 初始條件：通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)通信電子電路的理解，學(xué)會(huì)查尋資料方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力；鍛煉分析解決電子電路問(wèn)題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過(guò)典型電路的設(shè)計(jì)與制作，加深對(duì)基本原理的了解，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）1、根據(jù)題目，確定有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)

2、；設(shè)計(jì)整體方案，并進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)計(jì)算；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行全部或部分電路安裝與調(diào)試，并完成基本功能；3、總結(jié)、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)；4、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的各部分內(nèi)容及其裝訂順序如下：封面，任務(wù)書(shū)，目錄，正文，參考文獻(xiàn)，附錄（可選），課設(shè)評(píng)分表；5、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的具體格式參考學(xué)校教務(wù)處的相關(guān)規(guī)定，總頁(yè)數(shù)不得少于25頁(yè)；6、參考文獻(xiàn)不得少于5篇。時(shí)間安排：第 1 周 課程設(shè)計(jì)題目布置與安排；第217周 查找文獻(xiàn)、確定設(shè)計(jì)方案；完成設(shè)計(jì)、仿真及硬件制作；第 18 周 撰寫(xiě)課設(shè)報(bào)告書(shū)、完成答辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日25 目錄摘要IAbstractII1高頻小信

3、號(hào)調(diào)諧放大器的原理分析11.1 小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要特點(diǎn)11.2 小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)11.2.1諧振頻率11.2.2諧振增益（Av）21.2.3通頻帶21.3軟件介紹42 高頻小信號(hào)電路原理及分析52.1 等效電路分析52.2主要特性分析82.2.1 電壓增益Au82.2.2 諧振曲線82.2.3 放大器的通頻帶82.3 選頻回路93 電路仿真與調(diào)試113.1 電路的仿真113.2 電路相關(guān)參數(shù)確定123.3 調(diào)試與分析124 電路的焊接與測(cè)試175 小結(jié)與體會(huì)206 參考文獻(xiàn)21附錄一22元件清單22附錄二23總電路原理圖23 摘要 所謂諧振放大器，就是采用

4、諧振回路作負(fù)載的放大器。根據(jù)諧振回路的特性，諧振放大器對(duì)于靠近諧振頻率的信號(hào)，有較大的增益；對(duì)于遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。所以，諧振放大器不僅有放大作用，而且也起著濾波或選頻的作用。利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱(chēng)為諧振功率放大器，它是無(wú)線電發(fā)射機(jī)中的重要單元電路。根據(jù)放大器中晶體管工作狀態(tài)的不同或晶體管集電極電流導(dǎo)通角的范圍可分為甲類(lèi)、甲乙類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)及丁類(lèi)等不同類(lèi)型的功率放大器。 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號(hào)是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號(hào)放大器理論非常簡(jiǎn)單，但實(shí)際制作卻非常困

5、難。其中最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是自激振蕩，同時(shí)頻率選擇和各級(jí)間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。本文以理論分析為依據(jù)，以實(shí)際制作為基礎(chǔ)，用LC振蕩電路為輔助，來(lái)消除高頻放大器自激振蕩和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配。關(guān)鍵字：諧振放大器 選頻網(wǎng)絡(luò) Abstract So-called resonant amplifier is adopted for the load resonant circuit amplifier. According to the

6、 characteristics,  the harmonic oscillator circuit has large gain for the signals near the resonant frequency, but the gain falls rapidly for the signals far from re

7、sonant frequency. Therefore, oscillator amplifier not only have resonant amplifier amplification effect, but also plays a filter or frequency selective role.us of frequency selective

8、60;network is called as the load resonant power amplifier power amplifier circuit, which is an important unit in the radio transmitter circuit. According to the work of&#

9、160;the state of the transistor amplifier or transistor collector current of different conduction angle  can be divided into A, AB, B, C and D, such as different

10、0;types of power amplifiers. Small signal tuning frequency amplifier is widely applied in communication system and other radio system, especially in the receiver and transmitter.&#

11、160;The signal from the antenna inductive is very weak. It will need to use the amplifier amplification. High frequency signal amplifier theory is very simple, but the

12、60;actual production is very difficult. One of the most easily problem is of self-excited oscillation frequency, and choose between impedance matching is difficult to achieve. 

13、;Based on theoretical analysis and practical production,  this thesis eliminates the high frequency amplifier of self-excited oscillation and realize accurate frequency selection with&#

14、160;LC oscillating circuit. Plusing other circuits, it matches the realization of amplifier and impedance. Keyword: resonant amplifier frequency selective network 1高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的原理分析1.1 小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要特點(diǎn)晶體管集電極負(fù)載通常是一個(gè)由

15、 LC組成的并聯(lián)諧振電路。由于 LC 并聯(lián)諧振回路的阻抗是隨著頻率變化而變化，理論上可以分析，并聯(lián)諧振在諧振頻率處呈現(xiàn)純阻，并達(dá)到最大值。即放大器在回路諧振頻率上將具有最大的電壓增益。若偏離諧振頻率，輸出增益減小?？傊?，調(diào)諧放大器不僅具有對(duì)特定頻率信號(hào)的放大作用，同時(shí)也起著濾波和選頻的作用。 頻率較高中心頻率一般在幾百kHz到幾百M(fèi)Hz頻帶寬度在幾KHz到幾十MHz，故必須用選頻網(wǎng)絡(luò)小信號(hào)信號(hào)較小故工作在線性范圍內(nèi)(甲類(lèi) 放大器)即工作在線形放大狀態(tài)。采用諧振回路作負(fù)載，即對(duì)靠近諧振頻率附近的信號(hào)有較大的增益，對(duì)遠(yuǎn)離諧振頻率附近的信號(hào)其增益迅速下降，即具

16、有選頻放大作用。其中高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號(hào)是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號(hào)放大器理論非常簡(jiǎn)單，但實(shí)際制作卻非常困難。其中最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是自激振蕩，同時(shí)頻率選擇和各級(jí)間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。本文以理論分析為依據(jù)，以實(shí)際制作為基礎(chǔ)，用LC振蕩電路為輔助，來(lái)消除高頻放大器自激振蕩和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配。1.2 小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要質(zhì)量指標(biāo) 衡量小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要質(zhì)量主要包括以下幾個(gè)方面：1.2.1諧振頻率 放大器調(diào)諧回路諧振時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱(chēng)

17、為放大器的諧振頻率，理論上，對(duì)于 LC 組成的并聯(lián)諧振電路，諧振頻率的表達(dá)式為 f0= 12LC （1-1）式中，L 為調(diào)諧回路電感線圈的電感量；C 為調(diào)諧回路的總電容。 諧振頻率的測(cè)試方法：放大器的調(diào)諧回路諧振時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率 稱(chēng)為放大器的諧振頻 率，可以用掃頻儀測(cè)出電路的幅頻特性曲線，另外，也可以通過(guò)點(diǎn)頻法改變輸入信號(hào)頻率，得到輸出增益隨頻率變化的幅頻特性曲線，電壓諧振曲線的峰值即對(duì)應(yīng)諧振頻率點(diǎn)。 1.2.2諧振增益（Av）放大器的諧振回路諧振時(shí)，所對(duì)應(yīng)的電壓放大倍數(shù)稱(chēng)為諧振放大器的電壓放大倍數(shù)，用表示。的數(shù)學(xué)表

18、達(dá)式為 ： （1-2）的測(cè)量方法是：在諧振回路已處于諧振狀態(tài)時(shí)，用高頻電壓表測(cè)量放大器輸出端（或放大器負(fù)載電阻RL兩端）的電壓及輸入信號(hào)的大小，則電壓放大倍數(shù)由下式計(jì)算 （1-3） 或 （1-4）1.2.3通頻帶由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習(xí)慣上稱(chēng)電壓放大倍數(shù)AV下降到諧振電壓放大倍數(shù)AV0的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率偏移稱(chēng)為放大器的通頻帶BW，其表達(dá)式為 BW = 2f0.7 = f0/QL （1-5） 式中，QL為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)AV0與通頻帶BW的關(guān)系為 （1-6） 上式說(shuō)明，當(dāng)晶體管選定即yfe確

19、定，且回路總電容為定值時(shí)，諧振電壓放大倍數(shù)AV0與通頻帶BW的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。通頻帶BW的測(cè)量方法：是通過(guò)測(cè)量放大器的諧振曲線來(lái)求通頻帶。測(cè)量方法可以是掃頻法，也可以是逐點(diǎn)法。逐點(diǎn)法的測(cè)量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧振回路使其諧振，記下此時(shí)的諧振頻率f0及電壓放大倍數(shù)AV0然后改變高頻信號(hào)發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓VS不變），并測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓放大倍數(shù)AV0。由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧振曲線如圖3.2所示。圖1.1可得： （1-7） 通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻寬，同時(shí)又能提高放大器的電壓增益，除了

20、選用yfe較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減小調(diào)諧回路的總電容量C。如果放大器只用來(lái)放大來(lái)自接收天線的某一固定頻率的微弱信號(hào)，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。1.3軟件介紹 Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教

21、育。通過(guò)Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。2 高頻小信號(hào)電路原理及分析2.1 等效電路分析當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近，可以設(shè)想把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線附近用直線來(lái)代替，從而可以三級(jí)管這個(gè)非線性元件組成的電路轉(zhuǎn)化為線性電路來(lái)處理。高頻小信號(hào)放大器由于輸入信號(hào)幅值小，可以認(rèn)為晶體管工作在線性區(qū)，經(jīng)常采用有源線性四端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。如圖（a）和（b） 所示，基本三極管電路和Y參數(shù)等效電路，Y參數(shù)等效電路是描述晶體管高頻小信號(hào)下工作狀況的重要模型。 圖2.1 基本三

22、極管電路 圖2.1 Y參數(shù)等效電路靜態(tài)工作狀況分析計(jì)算 用估算法，求靜態(tài)工作點(diǎn)（IB，IC，VCE）。射極偏置共射極電路IB不便于直接求出。假定IlIB條件滿(mǎn)足，則該電路的特點(diǎn)VB固定入手，再求IB。 圖2.3 射極偏置共射極電路 圖2.4 Y參數(shù)等效電路靜態(tài)工作點(diǎn) VB=RB2RB1+RB2VCC （2-1） IC=IE=VB-VBERE （2-2） IB=1IC （2-3） VCE=VCC-ICRC+RE （2-4） rbe=200+1+26mVIE （2-5） 圖2.5 調(diào)諧放大器的高頻等效電路電路中并聯(lián)震蕩賄賂的兩端的阻抗為 Z=R+jL1jCR+jL+1jC=R+jL1jCR+jL-

23、1jC （2-6）其中R是和電感串聯(lián)的電阻，由于LR因此有： ZLCR+jL-1jC=1CRL+jC-1jL （2-7）則并聯(lián)回路的兩端電壓為 Vm=IgmY=-IgmG2+B2=IgmCRL2+C-1L2 （2-8） 所以，當(dāng)C=1/L時(shí)Vm有最大值，即回路諧振時(shí)輸出電壓最大。 由于高頻電路放大電路常常會(huì)自激振蕩，也容易受各種因素的干擾，并且各級(jí)間很難實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，所以要對(duì)基本電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。放大器在諧振時(shí)的等效電路如圖所示，晶體管的4個(gè)y參數(shù)分別如下： 輸入導(dǎo)納： yiegb'e+jCb'e1+rb'bgb'e+jCb'e （2-9） 輸出導(dǎo)納：

24、 yoe=jCb'e rb'b gm1+rb'bgb'e+jCb'e （2-10） 正向傳輸導(dǎo)納： yfegm1+rb'bgb'e+jCb'e （2-11） 反向傳輸導(dǎo)納： yre-jCb'e1+rb'bgb'e+jCb'e （2-12） 式中g(shù)m為晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射電流的關(guān)系為 gm=IE26mVgb'e 為發(fā)射結(jié)電導(dǎo)，與晶體管的電流系數(shù)及IE有關(guān)，其關(guān)系為： gb'e=1rb'b=IE26 （2-13） rb'b為基極體電阻，一般為幾十歐姆；Cb'c為集

25、電極電容，一般為幾皮法；Cb'c為發(fā)射結(jié)電容給，一般為幾十皮法至幾百皮法。晶體管在高頻情況下的分布參數(shù)除了與靜態(tài)工作點(diǎn)的電流IE，電流放大系數(shù)有關(guān)外，還與工作角頻率有關(guān)。晶體管手冊(cè)中給出了的分布參數(shù)一般是在測(cè)試條件一定的情況下測(cè)得的。 圖2.6 放大器在諧振時(shí)的等效電路2.2主要特性分析2.2.1 電壓增益Au 根據(jù)定義 Au=VoVi （2-14 )由上圖得 Y =g +jC +1jL （2-15）從等效關(guān)系可知，通常，在電路計(jì)算時(shí)，電壓增益用其模表示，及Au可表示為 Auo=P1P2g yfeg （2-16）2.2.2 諧振曲線放大器的諧振曲線是表示放大器的相對(duì)電壓與輸入信號(hào)頻率的

26、關(guān)系 Au=-P1P2g yfeg 1+1g jC +1jL=Auo1+j10Lg (C -0g ) =Auo1+jQL0-0 （2-17）由上式可得 AuAuo = 11+jQL0-0 = 11+jQLff0-f0f （2-18）對(duì)與諧振放大器來(lái)講，通常討論的f與f0相差不大，可認(rèn)為f在f0附近變化，則 AuAuo = 11+jQL2ff0 （2-19）式中f= f-f0，稱(chēng)為一般失諧。2.2.3 放大器的通頻帶通頻帶的定義是 ： AuAuo=12 時(shí)所對(duì)應(yīng)的2f 為放大器的通頻帶，根據(jù)定義 得 AuAuo=11+2=12 （2-20） 則 =QL2f0.7f0 （2-21） 故可知有 2f

27、0.7=f0/QL （2-22） 2.3 選頻回路 電感三點(diǎn)式振蕩電路是指原邊線圈的3個(gè)段分別接在晶體管的3個(gè)極。又稱(chēng)為電感反饋式振蕩電路或哈特萊振蕩電路。其典型電路圖與交流等效電路圖如下圖所示： 圖2.7 電感三點(diǎn)式（哈特萊）振蕩電路    圖2.8 電感三點(diǎn)式振蕩器交流等效電路電感三點(diǎn)式振蕩器的原理電路如圖2.7所示，圖2.8是其交流等效電路。圖2.7中，Rb1、Rb2和Re為分壓式偏置電阻；Cb和Ce分別為隔直流電容和旁路電容；L1、L2和C組成并聯(lián)諧振回路，作為集電極交流負(fù)載。諧振回路的三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管的三個(gè)電極相連，符合三點(diǎn)式振蕩器的組成原則。由于反

28、饋信號(hào)Uf由電感線圈L2取得，故稱(chēng)為電感反饋三點(diǎn)式振蕩器。采用與電容三點(diǎn)式振蕩電路相似的方法可求得起振條件的公式為   yf0=1Fg0e+gp'+Fgie  （2-23） 式中，各符號(hào)的含義仍與考畢茲振蕩器相同，只是反饋系數(shù)F的表達(dá)式有所不同，此處F定義如下： F=L2+ML1+M （2-24）其中M為L(zhǎng)1、L2的互感系數(shù)當(dāng)線圈繞在封閉瓷芯的瓷環(huán)上時(shí)，線圈兩部分的耦合系數(shù)接近于1，反饋系數(shù)F近似等于兩線圈的匝數(shù)比，即F=N2/N1。振蕩頻率的近似為 f0=12LC=12L1+L2+2M （2-25） 若考慮 gie , gie的影響時(shí)，滿(mǎn)足相位平衡條件的

29、振蕩頻率值為 f0=12LCg0e+gp'gieL1L2-M2 （2-27） 式中，L=L1+L2+2M。由式(4)可見(jiàn)，電感三點(diǎn)式振蕩器的振蕩頻率要比式(3)所示的頻率值稍低一些，goe、gie越大，耦合越松，偏低得越明顯。   優(yōu)點(diǎn)：由于L1與L2之間有互感存在，所以比較容易起振。其次是改變回路電容來(lái)調(diào)整頻率時(shí)，基本上不影響電路的反饋系數(shù)，比較方便。主要缺點(diǎn)：與電容反饋振蕩電路相比，其振蕩波形不夠好。這是因?yàn)榉答佒窞楦行灾?，?duì)高次諧波成高阻抗，故對(duì)于LC回路中高次諧波反饋較強(qiáng)，波形失真較大。其次是當(dāng)工作頻率較高時(shí)，由于L1和L2上的分布電容和晶體管

30、的極間電容均并聯(lián)于L1與L2兩端，這樣反饋系數(shù)F隨頻率變化而改變。工作頻率越高，分布參數(shù)的影響越嚴(yán)重，甚至可能使F減小到滿(mǎn)足不了起振條件。3 電路仿真與調(diào)試3.1 電路的仿真(1)利用MULTISIM繪制出如圖3.1 所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路  圖3.1 總電路圖 電容C1是輸入耦合電容，C7是輸出耦合電容，滑動(dòng)變阻器R5和電阻R6、R2是晶體管直流偏置電阻，可通過(guò)調(diào)節(jié)R5的阻值，使得晶體放大條件。電阻R4是射極交流負(fù)反饋電阻，電阻R3是射極直流負(fù)反饋電阻，它決定了晶體管射極的直流電流Ie，在本電路中應(yīng)Ie控制在1-10mA左右。 電容C5是射極旁路電路，在高頻的情況下其相當(dāng)于短路。集電極

31、回路由電容C4和電感L2，L3組成，是一個(gè)并聯(lián)的LC諧振回路，起到選頻的作用。在實(shí)際的電路中，電容有一個(gè)可變電容可以改變回路總的電容值，電感由初級(jí)回路和次級(jí)回路組成，中間有鐵芯耦合，實(shí)驗(yàn)箱上電感的初級(jí)回路和次級(jí)回路封裝在中周中，調(diào)節(jié)中周里的鐵芯位置可以改變電感值和耦合強(qiáng)度，從而改變LC諧振回路的諧振頻率?；瑒?dòng)變阻器R1是阻尼電阻，可以改變回路的品質(zhì)因素和電壓增益。  3.2 電路相關(guān)參數(shù)確定 根據(jù)晶體管工作在甲類(lèi)放大時(shí)的電壓的要求，我們?cè)俅_定分壓電阻R2、R3、R4 的阻值（如仿真圖）,選擇Ie=1.5mA,又可進(jìn)一步算出R5的阻值。取 =1.5mA, =1.5V, =7.

32、5V, 則 , 取標(biāo)稱(chēng)值6.8K 采用固定電感調(diào)電容的方法來(lái)達(dá)到10.9MHZ的諧振頻率由圖可知回路的總電感L L=4uH回路的電容計(jì)算 因?yàn)椋?f0=12LC 則 C=12f02L=53.3pf 可采用100pf的可調(diào)電容。3.3 調(diào)試與分析 接入信號(hào)發(fā)生器，觀察示波器輸入輸出波形，按照設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)中周。利用儀器測(cè)得各指標(biāo)如下（R1=10k，R4=0）：f0=10.776MHzvo103通頻帶為2f0.7=2.108Hz 圖3.2 輸入輸出波形 圖3.3 中心頻率 圖3.4 通頻帶改變相關(guān)的參數(shù)，測(cè)量在相應(yīng)情況下的增益變化或通頻帶變化1 改變諧振回路的中心頻率，觀察小信號(hào)放大器電壓增益的變化

33、情況 注：對(duì)于改變諧振頻率，只要改變C的值就可以了，所以我們此處用C值的改變來(lái)表示諧振頻率的改變（R4=0，R1=10k） 表1 諧振頻率與電壓增益的關(guān)系 C4pf40434750525458 V0(V)1.8692.7685.2257.2184.7393.5911.716Au26.739.574.6107.167.750.224.5通過(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn)，諧振頻率偏離中心頻率越遠(yuǎn)，其電壓增益越小. 2 改變交流負(fù)反饋電阻R4, 觀察小信號(hào)放大器電壓增益的變化情況 (R1=10k,C4=50pf) 表2 交流負(fù)反饋電阻與增益變化R4/k0O.51.557.5K10k Vo7.223V588

34、.057mV209.156mV82.975mV70.313mV63.447mVAu103.1 8.42.981.191.010.91 由此可見(jiàn)，隨著交流負(fù)反饋電阻阻值的增大，小信號(hào)放大器的電壓增益在逐漸減小，相反通頻帶則是隨之逐漸變大。 3 改變滑動(dòng)變阻器R1阻尼電阻，可以改變回路的品質(zhì)因素和電壓增益。（C4=50pF,R4=0） 表3 集電極回路中阻尼電阻與增益 R1/k01.24101620 Vo2.647mV1.273V3.799V7.024V7.493V7.652 VAu0.0418.1954.27100107.1109.3通頻帶/MHZ -8.6763.982.11.2121.088

35、 由此可知，當(dāng)集電極回路中阻尼電阻的阻值逐漸增大，也即回路的品質(zhì)因數(shù)逐漸變大時(shí)，小信號(hào)放大器的電壓增益也在增大，而通頻帶則變小. 4 負(fù)載阻抗Ro的變化后電壓增益與通頻帶變化 表4 負(fù)載阻抗與增益和通頻帶R0/ k13461020V0/V2.0444.5315.2786.2587.2147.334通頻帶/Hz5.8443.3683.2222.3342.2961.896 負(fù)載阻抗Ro的變化后電壓增益增大與通頻帶逐漸減小。 5 在仿真中，利用波特圖儀可以方便地測(cè)量和顯示電路的頻率響應(yīng)，波特圖儀適合于分析濾波電路或電路的頻率特性，特別易于觀察截止頻率。需要連接兩路信號(hào)，一路是電路輸入信號(hào)，另一路是電

36、路輸出信號(hào)，需要在電路的輸入端接交流信號(hào)。波特圖儀控制面板分為Magnitude（幅值）或Phase（相位）的選擇、Horizontal（橫軸）設(shè)置、Vertical（縱軸）設(shè)置、顯示方式的其他控制信號(hào)，面板中的F指的是終值，I指的是初值。在波特圖儀的面板上，可以直接設(shè)置橫軸和縱軸的坐標(biāo)及其參數(shù)。下圖是用波特圖示儀和用交流小信號(hào)分析測(cè)量電路圖的幅頻特性和相頻特性 圖3.3 波特圖示儀顯示幅頻特性曲線 圖3.4 交流小信號(hào)分析測(cè)量的幅頻特性和相頻特性4 電路的焊接與測(cè)試將上述設(shè)計(jì)的元器件參數(shù)值按照?qǐng)D3.1所示電路進(jìn)行焊接，由于在實(shí)際買(mǎi)器件時(shí)有的元件沒(méi)有買(mǎi)到，故焊接起來(lái)的原理圖有一點(diǎn)差別。由于所制

37、作的為高頻小信號(hào)諧振放大器，其工作頻率較高，如果元器件間距太大或其連線太細(xì)都會(huì)使高頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)的過(guò)程中產(chǎn)生較大的衰減，故焊接時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。1. 元器件間距盡量減小。2. 在原件間的線路要用焊錫焊實(shí)，使線路附在底板上，并且要加粗，以減小信號(hào)的衰減。3. 線路中不能有尖銳的管腳或焊錫暴露在外，以防止其作為天線將信號(hào)輻射出去。4. 地線不能焊成一個(gè)回路，以防止不希望的振蕩出現(xiàn)。其分別為放大器的正面元件圖和背面焊接圖： 圖4.1 焊接的元理圖 其分別為放大器的正面元件圖和背面焊接圖： 圖4.2 放大器的正面元件圖 圖4.3 背面焊接圖5 小結(jié)與體會(huì) 在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中最深刻的感觸是光有理論知識(shí)

38、是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須懂一些實(shí)踐中的知識(shí)，比如，元器件的參數(shù)在設(shè)置時(shí)盡量選擇與標(biāo)稱(chēng)值相等或相近的（如電阻和電容值的選擇）；元器件的等效替換（實(shí)際電路板上，我們使用中周代替變壓器調(diào)諧）；電路板的調(diào)試。實(shí)踐中，我們應(yīng)將課堂所學(xué)與實(shí)驗(yàn)課結(jié)合起來(lái)，鍛煉自己的理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)本次課程設(shè)計(jì)的完成，收獲頗多，首先，鞏固和加深了對(duì)電子線路基本知識(shí)的理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。其次，通過(guò)與實(shí)際電路方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，讓我們學(xué)會(huì)初步掌握了簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。最重要的是增強(qiáng)了動(dòng)手能力和根據(jù)自己所學(xué)需要查閱資料的能力，以及自己分析和解決問(wèn)題的能力。不但鍛煉了我么最基本的高頻電子