实验4.2 高频小信号调谐放大器

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1、第4章高频电子线路实验实验4.2高频小信号调谐放大器一、实验目的（1）掌握高频小信号调谐放大器基本单元电路的工作原理，进行性能分析。（2）熟悉当谐振放大器处于谐振时，谐振回路的调试和各项技术指标的测试（电压放大倍数、通频带、矩形系数）。（3）学会高频小信号调谐放大器的设计方法。二、实验设备及材料实验箱及实验箱配置的低频信号源、高频信号源，双踪示波器（MOS-620/640型），MAG-450（100kHz—150MHz）射频信号发生器，交流毫伏表，数字万用表，调试工具。三、实验原理图4.2.1高频小信号调谐放大器原理图高频小信号调谐放大器原理图如图4.

2、2.1所示。电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用。因此，晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数，会影响放大器输出信号的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1、RB2及RE决定，计算方法与低频单管放大器相同。1、晶体管高频小信号调谐放大器参数晶体管高频小信号调谐放大器在高频情况下的等效电路如图4.2.2所示，4个y参数yie，yoe，yfe及yre分别为输入导纳：　　　　　，（4-2-1）159第4章高频电子线路实验输出导纳：　　　　　，　

3、（4-2-2）正向传输导纳：　　　，　　（4-2-3）图4.2.2放大器的高频等效回路 反向传输导纳：　　　，（4-2-4）式（4-2-1）至（4-2-4）中，gm——晶体管的跨导，与发射极电流的关系式为：　　　（4-2-5）gb’e——发射结电导，与晶体管的电流放大系数β及IE有关，关系式为，　（4-2-6）rb’b——基极体电阻，一般为几十欧姆；Cb’c——集电极电容，一般为几皮法；Cb’e——发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。晶体管在高频情况下的分布参数，除了与静态工作电流IE、电流放大系数β有关外，还与工作频率ω有关。晶体管手册中给出的分布

4、参数，一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在f0=30MHz，IE=2mA，UCE=8V条件下测得3DG6C的y参数为：如果工作条件发生变化，上述参数有所变动。因此，高频电路设计一般采用工程估算的方法。159第4章高频电子线路实验如图4.2.2所示的等效电路中，P1为晶体管的集电极接入系数，即　（4-2-7）式（4-2-7）中，N2为电感L线圈的总匝数。P2为输出变压器T的副边与原边的匝数比，即　　　（4-2-8）式（4-2-8）中，N3为副边（次级）的总匝数。gL为调谐放大器输出负载的电导，gL=1/RL。通常小信号调谐放大器的下一级仍为晶体管调谐

5、放大器，则gL将是下一级晶体管的输入导纳gie2。由图4.2-2可见，并联谐振回路的总电导的表达式为　　（4-2-9）式（4-2-9）中，G为LC回路本身的损耗电导。谐振时L和C的并联回路呈纯阻，其阻值等于1/G，当并联谐振电抗为无限大时，jwC与1/（jwL）的影响可以忽略。2、调谐放大器的性能指标及测量方法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（通常用矩形系数Kr0.1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f0称为放大器的谐振频

6、率，如图4.2.1所示电路（以下各项指标所对应电路）f0的表达式为　　　　（4-2-10）式（4-2-10）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　（4-2-11）式（4-2-11）中，Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容。谐振频率f0的测量方法：用扫频仪作为测量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。（2）电压放大倍数159第4章高频电子线路实验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　　　　　　（4-2-12

7、）式（4-2-12）中，gΣ为谐振回路谐振时的总电导，当LC并联回路在谐振点时，L和C的并联电抗为无限大，因此可以忽略其电导。但yfe是一个复数，在谐振时输出电压UO与输入电压UI相位差为（180o+Φfe）。AV0的测量方法：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图4.2.1中RL两端的电压u0及输入信号ui的大小。计算电压放大倍数AV0　　AV0=UO/UI或AV0=20lg(UO/UI)dB　　(4-2-13)（3）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，习惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放

8、大倍数AV0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△f0.