小信号调谐放大器专题（共5篇）
小信号调谐放大器专题 篇1
实验报告
课 程: 高频电子线路实验 实 验: 小信号调谐放大器 班 级: 09电信2班 姓 名: 林小龙 学 号: 20090662224
日 期: 年 月 日
一、实验目的
①通过实验进一步熟悉小信号调谐放大器的工作原理，初步了解工程估算的方法。②掌握调谐放大器的电压增益、选择性、通频带及动态范围的测试方法。③掌握使用频率特性测试仪调整小信号谐振放大器谐振特性的方法。
二、实验原理
小信号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LC组成的并联谐振回路，如图1-1所示。由于LC并联谐振回路的阻抗是随频率而变的，在谐振频率
处其阻抗是纯电阻，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电压增益。稍离开此频率，电压增益迅速减小。我们用这种放大器可以放大所需要的某一频率范围的信号，而抑制不需要的信号或外界干扰信号。因此，调谐放大器在无线电通信系统中被广泛用作高频和中频放大器。
图1—1 小信号调谐放大器
三、实验电路
图1-1所示电路为实验电路，它是由共发射极组态的晶体管和并联谐振回路组成的单级单调谐放大器。
本实验电路要求完成单级调谐放大器的技术指标：中心频率f0=15MHz，通频带2△f0.7=4MHz，增益A>20dB，RL=1 kΩ。
电路主要元件参数：晶体管3DG6C，β=60，查手册知在f0=30MHz，IC=2mA，Vcc=9V条件下测得y参数为gie=2mS，Cie=12PF，goe=250μs，Coe=4pF，yfc=40mS，yre=350μS。如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作为参考。要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。中频变压器参数：L=4μH，Q0=100，P1=0.6，P2=0.3。回路电容C1=10PF，C2=(5～20)PF，在调谐过程中使用微调电容C2，调整中心频率。直流偏置由Rb1、Rb2、Rc实现，电阻器W1为47kΩ，用于调整静态工作点。电路中的电容一般使用体积小的瓷片电容。
四、调谐放大器的调整与测试
首先应调整每一级所需的直流工作点。其调试方法与阻容耦合放大器相同。但要注意一点：在多级调谐放大器中，由于增益高，容易引起自激振荡。因此，在测试其直流工作点时，应先用示波器观察一下放大器的输出端是否有自激振荡波形。如果已经有自激振蔼，应先设法排除它，然后再测试其直流工作点。否则，所测数据就是不准确的。对于调谐放大器的频率特性、增益及动态范围的调整与测试，一般有两种方法：一种是逐点法；一种是扫频法。后者比较简单、直观。但由于其频标较粗，对于窄带调谐放大器难以精确测试。
(一)逐点法
所谓逐点法，就是以高频信号发生器为信号源，用示波器或电压表为测试仪器，直接接线如图1-4所示。
图1-4调谐放大器的测试电路
1．谐振频率的调试
将信号发生器的输出频率置于f=15MHz，输出电压Uo=10mv，Vcc=+12v，调可变电容器C2使回路谐振，即高频毫伏表的指示值达到最大，回路处于谐振状态。
对于多级单调谐放大器的谐振频率的调试，应该从末级开始，逐级向前进行调试。即先将信号源的输出电压加到末级放大器的基极，调节末级放大器调谐回路中的电感或电容，使输出电压达到最大。……如此推进到第一级后，就说明各级的谐振同路都基本上工作在所需的fo附近了。但由于各级之间存在着相互影响，因此当信号源输出电压加到第·级输入端后还应再反复调节各级调谐回路的电感或电容，使输出电压达到最大。
在调整过程中，应注意几点：第一，信号源输出幅度对末级应适当大些，越呈向前级推进，其输出幅度就应该相应减小。否则由于输入幅度过大而使放大器进入非线性状态，将使调谐不准。第二，当信号源输出端接到各级输入端时，应有隔直电容，否则信号源的接入会影响放大器的直流工作点。第三，在调谐回路的电感或电容时，最好采用绝缘材料做的改锥，以减小金属改锥对回路电感或电容的影响。
2．幅频特性的调试
当中心频率调整好后，就可测试放大器的频率特性了。在输出幅度不超过放大器线性动态范围的条件下，保持输入电压幅度不变，在谐振频率fo两旁逐点改变信号频率，用示波器或高频毫伏表测出相应的输出电压Uo，计算出各点的放大倍数Au,就可描出放大器的谐振曲线Au-f，如图1-5所示。从曲线上即可求出2△f0.7和2△f0.1。
若这些指标的测量值与设计值相差较远，应根据它们的表达式分析。例如放大倍数
Au0较小，可以通过调整静态工作点Ic，接入系数p1或更换β较大的晶体管，使Auo增加。如果2△f0.7窄了，可以通过调整阻尼电阻R使之变小，从而增加插入损耗使2△f0.7变宽。
由于分布参数的影响，放大器的各项技术指标满足要求后的元件参数与设计计算值有一定偏差。
采用逐点法测量，调整起来比较麻烦，花费的时间也比较多。因此目前采用最多的方法是扫频法，用BT-3频率特性测试仪测量回路的谐振曲线。
(二)扫频法
I．放大器的调谐
将BT-3频率特性测试仪提供的扫频信号用终端接有75Ω电阻的电缆加到单级放大器的输入端，检波探头接到末级的输出负载上，然后调节中心频率旋钮，屏幕上就可显示出放大器的谐振特性曲线。这时调节回路电容或回路电感，使谐振特性曲线在规定的中心频率上出现最大值。
多级单调谐放大器的调谐，要先调谐末级放大器的谐振回路，然后调前一级回路，使中心频率上出现的峰值增大。按此逐级向前推移。这种从后级调到前级的方法，可以减小后级回路参数通过晶体管内部反馈对前级回路的影响。实际上，这种影响是难免的，因此必须多次由后级向前级反复调谐。应注意的是各调谐回路调到同一频率时，放大器的增益不断提高，扫频信号必须相应减小，以防止放大器饱和。
2．增益的测量
参考第四章频率特性测试仪中有关增益的测量方法。
五、实验仪器
高频信号产生器
QF-1056
1台
双踪示波器
DOS-645B
1台
频率特性测试仪
BT-3
1台
超高频毫伏表
DA-36
1台
晶体管直流稳压电源
1台
万用表
1块 高频Q表
QBC-3
1台 无感起子
1把 小信号调谐放大器实验电路板
1块
六、实验内容
(一)单级单调谐放大器的调整与测试
①知图1-1为单调谐放大器的实验电路图。L=4μH，p1=0.6，p2=0.3，晶体管为3DG6C，Vcc=+12V，RL=1 KΩ
主要技术指标：中心频率fo=15 MHz，谐振电压放大倍数Au0≥20dB，通频带2△f0.7=4 MHz。
②拟定实验步骤。
③确定测量方法。
④测量主要技术指标‘
⑤实验分析与研究。
(二)两级单调谐放大器的调整与测试
①用两块如图1-1所示的单级单调谐放大器实验板组成两级单调谐放大器。
注意：把作为第一级放大器的输出负载RL取下，即第二级的输入阻抗为第一级的输出负载。
②主要技术指标：谐振频率fo=15MHz，谐振电压放大倍数Auo=40db，通频带2△f0.7=2.5MHz
③拟定实验步骤。
④确定测量方法。
⑤误差分析。
⑥电路的改进意见及本次实验中的收获体会。
七、实验研究与思考题
①回路的谐振频率fo与哪些参数有关?如何判断谐振回路处于谐振状态，用实验说明。
解：回路谐振频率主要和电容电感的大小有关，由于谐振实放大电路输出的增益应最大，故只要测出功率最大的频率即谐振频率。判断方法有两种：
1、用高频毫伏表观测Uo，当Uo得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态；
2、用示波器监测Uo，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。②为什么说提高电压放大倍数Auo时，通频带2△f0.7，会减小?可以采取哪些措施提高放大倍数Auo?可以采取哪些措施使2△f0.7加宽?实验结果如何? 解：因为AUP1P2YfeGT，要提高AV，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT增加，由BW0.7f0可知，GT增大，BW0.7减小，即带宽BW减小。GT③在调谐LC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？
解：由AUP1P2YfeGT 知AV与输入信号大小无关。但由于UO的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。所以，输入信号不能太大，过大则引起信号失真和放大器工作不稳定。
④影响小信号调谐放大器稳定的因素（使放大器不稳定的因素）有哪些?如果实验中出现自激现象，采取什么措施解决? 解：有温度，电阻电容值，信号源等等。如果实验中出现自激现象可以使用：（1）中和法：
在晶体管的输出和输入端之间插入一个外加的反馈电路，使它的作用恰好和晶体管的内反馈互相抵消。
外加的反馈电路克服自激
（2）失配法：
失配法一般采用共射——共基级联放大器实现，失配法是用牺牲增益换来提高放大器的稳定性。如下图：
⑤谐振回路的接入系数对放大器的性能有哪些影响? Ａv0与接入系数p1、p2有关, 但不是单调递增或单调递减关系。而p1和p2还会影响回路有载Q值，并进一步影响通频带,所以p1与p2的选择应全面考虑, 选取最佳值。
小信号调谐放大器专题 篇2
在电子器件中,常用的放大器种类很多,要求也不同,这里以小信号低频放大器为例,说明放大电路的基本测试与调整方法。
实践表明,新安装完成的电路板,往往难于达到预期的效果。这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑到元件值的误差、器件参数的分散性、寄生参数等各种复杂的客观因素,此外,电路板安装中仍有可能存在没有查出来的错误。通过电路板的测试和调整,可发现和纠正设计方案的不足,并查出电路安装中的错误,然后采取措施加以改进和纠正,以使之达到预定的技术要求。
1 通电前的检查
电路安装完毕后,必须在不通电的情况下,对电路板进行认真细致的检查,以便纠正安装错误。检查中应特别注意:
(1)元器件引脚之间有无短路。
(2)电源的正、负极性有没有接反,正、负极之间有没有短路现象,电源线、地线是否接触可靠。
(3)二极管与电解电容极性有没有接反,三极管、集成电路引脚接线有没有接错,集成电路的型号及安插方向对不对,引脚连接处有无接触不良。
检查中,可借助指针式万用表"Ω×1"档或数字式万用表的蜂鸣器来测量。测量时应直接测量元器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方。
2 通电调试
通电调试包括测试和调整两个方面,测试是对完成的电路板的参数及
工作状态进行测量,以便提供调整电路的依据,经过反复的测量和调整,就可使电路性能达到要求。最后应通过测试获得电路的各项主要性能指标,以作为撰写调试报告的依据。
为了使调试能顺利进行,应在电路原理图上标明元器件参数,主要测试点的电位值及相应的波形图。具体调试步骤如下:
⑴通电观察
把经过准确测量的电源电压接入电路,此时,不应急于测量数据,而应先观察有无异常现象,这包括电路中有无冒烟、有无异常气味以及元器件是否发烫,电源输出有无短路。如出现异常现象,则应立即切断电源,检查电路,排除故障,待故障排除后方可重新接通电源。然后再检查各元器件的引脚电源电压是否满足要求。
⑵静态调试
使放大电路接通直流电源,并令放大电路输入信号为零(必要时将输入端对"地"交流短路),用直流电压表(一般采用万用表直流电压档)测量电路有关点的直流电位,并与理论值相比较。若偏差不大,则可调整电路有关电阻,使电位值达到所需值;若偏差太大或不正常,则应检查电路有没有故障,测量有没有错误,以及读数是否看错等。
调整测量放大电路静态工作状态的目的为了保证放大器能工作在线性状态,同时,通过直流电位的测量,可发现电路设计、电路安装以及电路元器件损坏等故障。因此,放大电路的静态调试是极为重要的。在进行静态调试时应注意以下几点:a.电路中不应存在寄生振荡及干扰;b.应考虑直流电压表内阻对测量结果的影响,因为直流电压表内阻将对被测电路产生分流,使测量结果偏小。被测电路阻值越大,这种影响也就越大;c.要测量电路中的电流,一般不采用断开电路串入电流表的方法测量,而是用电压表测量已知电阻上的压降,然后通过换算得到电流。
⑶动态调试
放大器的动态调试应在静态调试已完成的基础上进行。动态调试的目的是为了使放大电路的增益、输出电压动态范围、波形失真、输入和输出电阻等性能达到要求。
在电路的输入端接入适当频率和幅度的信号,并循着信号流向,逐级检测各有关点的波形、参数,并通过计算测量结果,估算电路性能指标,然后进行适当调整,使指标达到要求(若发现工作不正常,应先排除故障后,再进行动态测量和调整)。电路性能经调整初测达到指标要求后,则可进行电路性能指标的全面测量。
测试过程中,不能凭感觉和印象,要始终借助仪器仔细观察,要边测量,边记录,边分析,边解决问题。
1)增益的测量
测量放大电路的电压增益需要采用信号发生器、交流毫伏表、示波器以及直流稳压电源等电子仪器(这些仪器的使用方法请参阅有关辅助教材和资料),其接线如图1所示。测量时应注意合理选择输入信号的幅度和频率。输入信号过小,则不便于观察,且容易串入干扰,输入信号过大,会造成失真。输入信号的频率应在电路工作频带中频区域内。另外还应注意,由于信号源都有一定的内阻,所以测量Ui时,必须在被测电路与信号源连接后进行测量。
先用示波器观察输出电压Uo的波形,在波形不失真的情况下,用电子交流毫伏表分别测出输入电压Ui和输出电压Uo,于是求得电压放大倍数为:Au=Uo/Ui。
1-测试电缆芯线;2-测试电缆屏蔽层
2)输入电阻的测量
测量输入电阻的方法很多,图2所示为常用的电流电压法测量电阻的电路,图中,R为外接测试辅助电阻,RL为放大器输出端所接实际负载电阻。给定一个合适的Ui'(频率在频带内中频区域),即可测得Ui(此时放大器的输出电压Uo应为不失真的正弦波)。由测得的Ui'和Ui,即可求得电路的输入电阻Ri为:
测量辅助电阻R的数值应选择适当,不宜太大或太小。R太大,将使Ui的数值很小,从而加大Ri的测量误差;R太小,则Ui'与Ui读数又十分接近,导致(Ui'-Ui)的误差增大,故也使Ri的测量误差加大。一般选取R与Ri为同数量级的电阻。
当被测电路输入电阻很高时,上述测量法将因R和电压表的接入而在输入端引起较大的干扰误差。特别是电压表内阻不是很高时,将会使Ui'、Ui测量值偏小。
3)输出电阻的测量
测量电路如图3所示。设断开RL时测得输出电压为Uout,接入RL后测得输出电压为Uo,于是可求得输出电阻Ro为:
测量时应注意:a.两次测量时输入电压Ui应保持相等;b.Ui的大小应适当,以保证RL接入和断开时,输出电压为不失真的正弦波;c.输入信号的频率应在频带内中频区域;d.一般选取RL与Ro为同数量级的电阻。
4)输出电压波形失真及动态范围的测量
一般对放大器的失真不作定量测量时,可采用示波器来观察,测试电路如图1所示。在工作频带内任选一频率信号输入,调节输入信号的幅度,观察示波器中的输出电压波形的幅度,并使之达到指标要求值,然后观察波形的顶部和底部有没有因限幅或截止而变平,最后检查正、负周期时间间隔是否相等。如果波形顶部或底部变平,正、负半周期时间间隔相差较多,则说明电路产生了较严重的失真。此时,应先检查所产生的失真现象是否正常。若属不正常,则应找出故障原因,并加以消除,若属正常,则应适当调整电路工作点、增加负反馈量或调整其他电路有关参数,真到波形失真消除且幅度达到指标要求为止。
调节输入信号幅度,使输出电压刚出现平顶而又不产生明显失真为止,此时,示波器中所显示波形的峰-峰值,就是该放大电路的动态范围。
⑷调试注意事项
测试结果的正确性是保证调试效果的条件,要使调试过程快且效果好,则在调试时应注意以下几点:
1)调试前先要熟悉各种仪器的使用方法,并仔细加以检查,以避免由于仪器使用不当或仪器的性能达不到要求(如测量电压的仪器输入电阻比较低、频带过窄等)而造成测量结果不准,以致做出错误的判断。
2)测量仪器的地线和被测电路的地线应连接在一起,并形成系统的参考地电位,这样才能保证测量结果的正确性。
3)接线要用屏蔽线,屏蔽线的外屏蔽层要接到系统的地线上。在频带比较高时,要使用带探头的测量线,以减小分布电容的影响。
4)要正确选择测量点和测量方法。
5)凋试过程自始至终要有严谨的科学作风,决不可急于求成。调试过程中,不但要认真观察测量,还要记录并善于进行分析、判断。切不可一遇问题,就没有目的地乱调、乱测和乱改接线,甚至把电路拆掉重新安装。这样,不但不能解决问题,相反还会发生更大的故障,甚至损坏元器件及测量仪器。
3 故障的排除
新电路板出现故障是常见的,每位初装者都必须认真对待。查找故障时,首先要有耐心,还要细心,切忌马马虎虎,同时还要开动脑筋,认真进行分析、判断。现将查找故障的一般方法叙述如下:
⑴认真查线
当电路不能正常工作时,应关断直流电源,再认真检查电路是否有接错、掉线、断线,有没有接触不良、元器件损坏、元件用错、元器件引脚接错等,查找时可借助万用表进行。
⑵认真检查直流工作状态
线路检查完毕后,若电路仍不能正常工作,则可将电路接通直流电源,测量被测电路主要点的直流电位,并与理论设计值进行比较,以便发现不正常的现象(很多故障原因可通过测量直流电位找到)。对于多级电路,则要逐级进行测量,并立即分析测量结果是否正确,以便发现故障点。
⑶动态检查
在电路输入端加入输入信号,用示波器由前级向后级逐级观察有关点的电压波形,并测量其大小是否正常。必要时可断开后级进行测量,以判断故障在前级还是在后级。
4 结论
对于一个完整的系统电路,要迅速而准确地排除故障,需要一定的实际工作经验。对于初学者来说,首先应该认真分析电路图,并善于将全电路分解成几个功能块,明确各部分传递关系及作用原理。然后,根据故障现象以及有关测试数据,分析和初步确定故障可能出现的部位,再按上述步骤仔细检查这一部分电路,就可能比较快地找到故障点及故障原因。
小信号调谐放大器专题 篇3
关键词：运放；窄脉冲；小信号
运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业中。
文中介绍的就是一种以三个芯片级联而成的差分运算放大器，该运放能实现窄脉冲小信号放大，脉冲的上升沿可以达到50ns。
1设计目的
根据项目需要，本次设计的差分运算放大器是用于放大检波器输出的信号的，由于接收机接受的信号是小信号脉冲调制，因此设计的运放必要能够放大小信号窄脉冲。因为在小信号情况下，检波器输出为毫伏级别，而指标要求输出在-2～+2V之间，所以设计的差分放大电路放大倍数约100倍。
2 设计思路
由于此次设计的运放是为了放大脉冲信号的，所以必须要考虑脉冲信号上升沿的问题，如果上升沿时间太大会导致脉冲信号的失真，因此设计的最初就是要限定脉冲信号上升沿时间T<50ns。由于脉冲信号的带宽和上升沿存在如下关系：F×T=3.5(F表示带宽)，可知上升沿时间越小，带宽就越大，当上升沿时间T=50ns时，带宽就要达到70MHz。因为运放的带宽和增益成反比，如果只使用一级运放，在达到要求带宽的同时增益就达不到要求的100，因此本次设计的运放采用两级放大结构，每级放大10倍。
3 相关电路
从以上分析可知本次运放电路采用两级结构。第一级首先对基带信号进行差分放大，芯片选择AD公司的ADA4817-1和ADA4817-2，第一级放大电路如图1所示。
第一级放大所用的芯片ADA4817-1(单通道)和ADA4817-2(双通道)FastFET放大器是单位增益稳定、超高速电压反馈型放大器，具有FET输入。这些放大器采用ADI公司专有的超高速互补双极型(XFCB)工艺，这一工艺可使放大器实现高速和超低的噪声(4nV/√Hz；2.5 fA/√Hz)以及极高的输入阻抗。
将第一级输出的信号进行二次放大，第二级放大选择AD公司的AD8009芯片。图2所示是第二级放大电路。
第二级放大所用的芯片AD8009是一款超高速电流反馈型放大器，压摆率达到惊人的5 500 V/μs，上升时间仅为545ps，因而非常适合用作脉冲放大器。
此外为了防止自激，在两级放大的中间连接了一个10Ω电阻。图3是差分运放的整体原理图。
4测试
图4是示波器上显示的是差分输入端得两个信号，从图上可以看出，两个信号的差是2.32mV。
图5是运放的输出信号，从图中可以看出输出信号为220mV，相比输入信号的2.32mV，实现了接近100倍的放大。而且可以从图中看出，上升沿为50ns，也是满足设计目标的。
图6是运放的实物图，实物图中包含了两组运放还有12V转成+5V和-5V的电源转换模块。
5结束语
综上所述，说明该运放几乎无失真的将检波器输出的毫伏级窄脉冲小信号放大了接近100倍。这证明本次设计的差分运放是能够满足要求的并且性能良好。?笮
参考文献
[1] 康华光.电子技术基础，高等教育出版社.
[2] 方振国，杨一军，陈得宝，等.差分-运放电压串联负反馈的理论计算与仿真分析.
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[4] Khare，K.; Khare，N.; Sethiya，P.K.; “ Analysis of low voltage rail-to-rail CMOS operational amplifier design Electronic Design”，2008. ICED 2008. International Conference on Digital Object Identifier: 10.1109/ICED.2008.4786640.
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[6] Ming-Dou Ker; Jung-Sheng Chen; “Impact of MOSFET Gate-Oxide Reliability on CMOS Operational Amplifier in a 130-nm Low-Voltage Process” Device and Materials Reliability，IEEE Transactions on Volume: 8，Issue: 2.
作者简介
小信号调谐放大器专题 篇4
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电阻R：AXIAL0.4 普通电容C：RAD0.2 运放OP07：DIP8 电解电容：RB.2/.4 三脚插座CON3：MT6CON3V 滑动变阻器Rp：VR5
原理图（*.Sch）中需要的器件库文件：Miscellaneous Devices.lib
小信号调谐放大器专题 篇5
1 实验硬件电路
目前高频电子线路实验所用的主要仪器为ZYE1201C3实验箱, 高频小信号放大实验电路为共射极接法放大器, 硬件电路原理如图1所示。
2 Multisim12.0的仿真电路及分析
2.1 软件介绍
Multisim12.0是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具, 适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。软件包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式, 具有丰富的仿真分析能力, 再结合了直观的捕捉和功能强大的仿真, 能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
将Multisim12.0仿真软件引入高频小信号放大实验教学, 不仅能够克服实验室中的仪器不足的缺点, 而且可以实现“软件就是仪器”, “一台计算机就是一个虚拟实验室”, 为实验教学现场营造另一种真实的电路工作场景[2]。
2.2 高频小信号放大器仿真电路
2.3 LC回路的选频功能
单调谐高频小信号放大器是采用具有选频功能LC谐振回路作为负载的, 即对于接近于LC谐振频率的信号进行有较大的增益, 对远离谐振频率的信号增益迅速下降。对于ZYE1201C3高频电子线路实验箱来说, 其产生的信号源为单一10.7MHz信号, 对于LC回路的选频作用将不能进行验证。Multism12.0的仿真电路中, 可以设置多个不同频率的信号源, 来观察LC的选频功能。高频小信号放大器LC选频功能仿真电路中, 同时设置有大小为30m V频率10.7MHz, 大小10m V频率60MHz和大小10m V频率120MHz三种电源信号。用虚拟频率计测量放大器输出端的频率, 用示波器分别测量输入和输出端的电压波形, 如图4所示。从频率计示和输出波形来看, LC回路只对10.7MHz的信号有较大的增益, 对其它频率的信号增益近似为0。通过仿真电路, 可以使学生加深对C回路选频作用的理解, 及如何设置L和C的参数。
2.4 电路参数变化对放大器性能指标的影响
由于实验箱中的电路参数是固定不能改变的, 因此, 分析高频小信号放大器的性能指标受参数变化影响将不能实现。Multism12.0的仿真电路中, 可以方便地设置电路中任一元件的参数。对于学生理解参数变化对高频小信号放大器性能指标影响将有很大的帮助。
2.4.1 选频回路的品质因数对放大器性能的影响
当LC选频网络的品质因数下降到50时, 高频小信号放大器的放大倍数将会减小, 通频带将增大。品质因数下降后仿真波特图如图5所示。
2.4.2 负载电阻变化对放大器性能的影响
当负载电阻增加到10KΩ时, 高频小信号放大器的放大倍数将增大, 通频带将会减小。负载增加后仿真波特图如图6所示。
3 结论
通过以上分析可以看出, 在高频小信号放大实验中, 若先在硬件实验箱上进行调谐和电压增益的实验, 将使学生对放大器作用有初步了解。然后用Multism12.0搭建仿真电路, 通过改变仿真电路参数, 分析当电路参数变化时对高频小信号放大器的增益和通频带的影响。把传统实验箱和仿真软件结合起来的实验方法, 可以帮助学生加深高频小信号放大器的理论知识的理解、激发学生的实验兴趣、提高实验教学质量、启发学生的创造性思维。
参考文献
[1]张肃文.高频电子线路 (第五版) [M].北京:高等教育出版社, 2009.
[2]雷跃, 谭永红.NI Multisim11在电力电子技术教学中的应用[J].电子测试, 2011 (06) :62-65.