实验十八LC调谐放大器和LC振荡器.docx

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实验十八LC调谐放大器和LC振荡器

实验十八--LC调谐放大器和LC振荡器

厦门大学电子线路实验报告

实验项目：

实验十八

实验台号：

专业：

通信工程系

年级：

2011级

班级：

1班

学生学号：

学生姓名：

实验时间：

2013年11月7日节

实验十八LC调谐放大器和LC振荡器

一、实验目的

1、了解LC调谐放大器的基本的特点，掌握选频放大器的调整与测试；

2、了解LC正弦振荡器的基本工作原理；

二、实验原理：

1、LC调谐放大器的工作原理：

以LC并联谐振回路为晶体管集电极的放大器，称为LC调谐放大器。

由于并联谐振回路的阻抗是随频率而变化的，在谐振频率fo处，其阻抗为纯电阻且达到最大值，此时调谐放大器在fo处得到最大增益，稍偏离fo，其增益就迅速减小。

所以LC调谐放大器只放大频率fo为钟欣的很窄的范围内的信号，而抑制fo意外的其他信号。

若忽略晶体管的内反馈，并将元件都折算到谐振回路的两端，则课用y参数等效电路如图2来表示。

大倍数

的两个频率之间的频率范围。

既要求

，得

。

调谐放大器的选择性可用偏调某一数值的衰减量表示。

也可用矩形参数K表示，

K定义为：

，式中△f0.1为d=-20db的带宽。

由

得

则

。

所以单调谐回路的矩形系数Kr

9.95

10，它与回路无关，且远大于1，换言之，要使单调谐放大器既有足够的通频带，又有良好的选择性是不可能的，这是单调谐放大器的缺点。

2、LC正弦波振荡器

LC调谐放大器如果引入适当大小的正反馈，即可变成LC正弦波振荡器。

在图1所示的调谐放大器中，把A、B两点短接，就把输出信号反馈到输入端，只要Vo与Vi的极性相同便构成正反馈，则可产生正弦振荡，其振荡频率可表示为：

一般放大器的内阻

远大于回路的等效损耗电阻

，所以振荡频率可近似地表示为

实际上，振荡器的起振并不需要外加信号，当接通电源后，电路中的微小电骚动，经过选频、放大、正反馈，使频率fo的信号振幅逐步增大，当振幅增大到一定程度时，导致晶体管工作进入非线形区，引起晶体管β减小，增益A下降，当AF=1时，满足振幅平衡条件、相位平衡条件

，便得到稳定的振荡幅度。

在图1中，改变反馈绕组的极性，即可以改变反馈为正反馈或负反馈。

在射极电阻Re两端可观察到振荡时集电极电流的形式，其波形不是正弦波，表明晶体管工作于非线性区。

振荡器频率稳定性是一项十分重要的指标，由振荡频率的表达式可知；晶体管参数、接入系数和负载的变化，都会改变振荡器的振荡频率。

要提高振荡器的频率稳定性，最基本的是必须提高谐振回路的有载品质因素Q1值。

采用石英谐振器的振荡器，其频率稳定度可达到10曲量级以上。

为了减少测试仪器对振荡频率的影响，可经隔离电阻在Vo点进行观测。

三、实验仪器：

1、示波器1台

2、信号发生器1台

3、数字万用表1台

4、直流稳压电源1台

四、实验内容：

1、搭接电路：

按图1单调谐放大器电路搭接，在检查无误后接通电源。

2、调整静态工作点：

调整电路中的上偏电阻R1，使的晶体管集电极电流为2mA，用测量发射极电压，推算

出发射极电流，然后将所测结果填入表1。

表1：

晶体管工作状态与各极直流电压关系：

晶体管工作状态

VE（V）

VB（V）

VC（V）

Ic（mA）

放大状态

2.077

2.816

9.9934

200.7

振荡状态

2.124

2.441

10.246

175.4

3、示波器对LC调谐放大器进行测量：

信号发生器输出（Vip-p=100mV、f=465KHz）接入LC调谐放大器的输入端，用示波器CH1接调谐放大器的输入端，示波器的CH2接调谐放大器的输出端，调整电感的磁帽，使CH2的电压读数最大。

调谐放大器的增益和通频带的测量：

利用示波器可以很方便地测量放大器的增益，在示波器直接读出CH1、CH2的电压峰一峰值，进行计算；在完成增益的测量后还可以测量放大器的通频带，该测量方法在以前的实验中已多次使用，这里作简单介绍，当放大器的输入频率改变时，放大器的输出电压也发生变化，当放大器的输出电压下降（-3dB）时，即可测出调谐放大器的通频带。

改变负载电阻R，测出相应的电压增益和通频带，记入表30

表3：

负载对放大器增益、通频带影响：

负载RL

谐振频率fo

通频带Δf0.707

电压增益Av

∞

465.1KHz

9.2KHz

12

100Ω

465.0KHz

27.6KHz

4.66

LC振荡器的测量：

将图1中AB两点对接，LC调谐放大器引入正反馈成为LC振荡器。

用示波器在Vo点，

观察振荡波形，改变反馈绕组的极性（将4、5两端互换），观察输出变化，说明变化的原因。

在振荡器振荡时，用示波器观察Vo点波形调整振荡线圈L的磁帽，使振荡频率为465kHz，在示波器上直接读出。

此时用数字电压表直流电压表测量振荡状态下的晶体管直流工作点，把测量结果记入表

说明工作点不同的原因。

分析：

4、5点未互换前，输入和输出的相位是同相的，能产生LC振荡，输出波形由正弦波；4、5点互换后，输出和输入的相位相反，电路由正反馈变为负反馈，无法产生振荡，输出零电平。

观察负载变化和测试仪器对振荡频率的影响，用示波器在Vo点测量各种不同的负载时的振荡频率及电压值，记入表4。

表4：

负载对振荡频率的影响：

负载状态

RL=∞

RL=100Ω

振荡频率（MHz）

464.6KHz

464.5KHz

电压Vop-p

1．9V

2.0V

五、实验总结：

此次实验的接线电路较简单，注意调整好静态工作点就行了。

这次实验由于一开始电压放大器的有故障导致输出波形一直不对，后经检查电路无误，更换器件后，终于出来正确波形。

因为搭接的是高频模拟电路，所以在搭接电路时要避免远距离绕线并尽可能使接线距离短一点，接线尽量少。