通信电子线路实验报告金艳霞通信1202 201203110210 实验一高频谐振功率放大器一、实验目的1、进一步理解谐振功率放大器的工作原理及负载阻抗和激励信号电压变化对其工作状态的影响。
2、掌握谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
二、实验内容1、调试谐振功放电路特性,观察各点输出波形。
2、改变输入信号大小,观察谐振功率放大器的放大特性。
3、改变负载电阻值,观察谐振功率放大器的负载特性三、实验仪器1、BT-3频率特性测试仪(选项)一台2、高频电压表(选项)一台3、20MHz双踪模拟示波器一台4、万用表一块5、调试工具一套四、实验原理1、电路的基本原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器,这是无线电发射机中的重要组成部分。
根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ愈小,放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ=180,效率η最高也只能达到50%,而丙类功放的θ< 90º,效率η可达到80%,甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
图3-1为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路,其中晶体管Q1组成甲类功率放大器,晶体管Q2组成丙类谐振功率放大器,这两种功率放大器的应用十分广泛。
五、实验步骤1、按下开关KE1,调节WE1,使QE1的发射极电压VE=2.2V (即使ICQ=7mA,通过测量P5与G两焊点之间的电压,见图0-2所示)。
2、连接JE2、JE3、JE4、JE5。
3、使用BT—3型频率特性测试仪,调整TE1、TE2,使得TE1初级与CE7,TE2初级与CE4谐振均在10.7MHz,同时测试整个功放单元的幅频特性曲线,使峰值在10.7MHz处(如果没有BT-3型频率特性测试仪,则这一步不作要求)。
4、从INE1处输入10.7MHz的载波信号(此信号由高频信号源提供,参考高频信号源的使用),信号大小为VP-P=250mV左右。
用示波器探头在TTE1处观察输出波形,调节TE1、TE2,使输出波形不失真且最大。
5、从INE1处输入10.7MHz载波信号,信号大小从VP-P=0mV开始增加,用示波器探头在TTE2上观察电流波形,直至观察到有下凹的电流波形为止(此时如果下凹的电流波形左右不对称,则微调TE1即可)。
如果再继续增加输入信号的大小,则可以观测到下凹的电流波形的下凹深度增加。
(20Mhz示波器探头,如果用×1档看下凹不明显,则用×10档看。
)6、观察放大器的三种工作状态输入信号为Vp-p=250mV左右(由高频信号源提供10.7MHz的载波)。
调中周TE1、TE2(此时负载应为,JE3、JE4、JE5均连上),使电路谐振在10.7MHz上(此时从TTE1处用示波器观察,波形应不失真,且最大)。
微调输入信号大小,在TTE2处观察,使放大器处于临界工作状态。
改变负载(组合JE3、JE4、JE5的连接)使负载电阻依次变为。
用示波器在TTE2处能观察到不同负载时的电流波形(由临界至过压)。
在改变负载时,应保证输入信号大小不变(即在最小负载时处于临界状态)。
同时在不同负载下,电路应处于最佳谐振(即在TTE1处观察到的波形应最大且不失真。
20Mhz 示波器探头,如果用×1档看下凹不明显,则用×10档看。
)7、改变激励电压的幅度,观察对放大器工作状态的影响。
使RL =50Ω(连JE5、JE4、JE3),用示波器观察QE2发射极上的电流波形(测试点为TTE2),改变输入信号大小,观察放大器三种状态的电流波形。
六、实验总结1.波形f=10.7MHZ 峰峰值250MV的载波信号调节TE1,TE2波形最大不失真输入信号TT1输出波形,最大不失真凹波形当R L=51Ω时:P0=U L2/R L= 8.66x10-4 w P D=2.86x 10-2w η=P0/P D=3.02x10-2当R L=560Ω时:P0=U L2/R L= 1.73x10-5 w P D=1.96x 10-2wη=P0/P D=8.8x10-43.负载特性曲线实验三正弦振荡实验一、实验目的1、掌握晶体管(振荡管)工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。
2、掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
3、研究外界条件变化对振荡频率稳定度的影响。
4、比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度,加深对晶体振荡器频率稳定度高的理解。
二、实验内容1、调试LC振荡电路特性,观察各点波形并测量其频率。
2、观察振荡状态与晶体管工作状态的关系。
3、观察反馈系数对振荡器性能的影响。
4、比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度。
三、实验仪器1、双踪示波器一台2、万用表一块3、调试工具一套四、实验原理电容三端式振荡器共基电容三端式振荡器的基本电路如图4-2所示。
图中C3为耦合电容。
图中与发射极连接的两个电抗为同性质的容抗元件C1和C2,与基极连接的为两个异性质的电抗元件C2和L,根据判别准则,该电路满足相位条件。
五、实验步骤1、按下开关K51,则LED51亮。
调节W51使R55两端的电压VR55=2V(即测P2与G两焊点之间的电压)。
2、(1)连接J54、J52(此时J53、J55、J56断开),用示波器在TT51处观察振荡波形,调节CC51使振荡波形频率为10.7MHz。
(2)连接J54、J53(此时J52、J55、J56断开),用示波器在TT51处观察振荡波形,微调CC51,使振荡频率为10.245MHz。
3、观察振荡状态与晶体管工作状态的关系连接J54、J52(此时J53、J55、J56断开),调节W51,观察TT51处波形的变化情况,测量波形变化过程中振荡管的发射极电压(多测几个点)并计算对应的IE。
4、观察反馈系数对LC振荡器性能的影响参考附图G4,组合连接J54、J55、J56使反馈系数分别等于1/2、1/3、1/5、1/8、1/10。
观察TT51处信号幅度的变化情况并记录下来。
(C56=100 pF, C57=200pF,C58=470 pF,C59=1000 pF)5、比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度。
分别接通LC振荡器和晶体振荡器,在TT51处用频率计观察频率变化情况。
六、实验总结1、数据及分析。
J52= 10.7165Mhz J53= 10.2449MHz分析:电容值变小时,幅度也相应变小,反馈系数与计算值相符,反馈大小与振幅正相关。
2、LC振荡器与晶体振荡器的优缺点:LC振荡可用的频率范围宽,电路简单灵活,成本低,容易做到正弦波输出和可调频率输出。
但它的频率稳定度低,频稳度只能达到10-3—10-5数量级,要求频稳度超过10-5数量级必须采用晶体振荡器,温漂时漂都比较大;晶体稳频振荡器的频率单一不可调,利用其固有振动频率,能有效控制和稳定振荡频率,使输出频率精度高,温漂时漂都很小。
3、为什么静态电流Ieo增大,输出振幅增加,而Ieo过大反而会使振荡器输出幅度下降?这是三极管的自身特性决定的。
三极管IC过大时,HFE值会减小,使振荡器的放大器环节倍数降低,所以会降低输出幅度,而且会造成输出波形失真。
如果过大,还会造成振荡器停振。
实验四集电极调幅与大信号检波实验一、实验目的1、进一步加深对集电极调幅和二极管大信号检波工作原理的理解;2、掌握动态调幅特性的测试方法;3、掌握利用示波器测量调幅系数ma的方法;4、观察检波器电路参数对输出信号失真的影响。
二、实验内容1、调试集电极调幅电路特性,观察各点输出波形。
2、改变输入信号大小,观察电流波形。
3、观察检波器的输出波形。
三、实验仪器1、20MHz双踪模拟示波器一台四、实验原理1、原理(1) 集电极调幅的工作原理集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压,通过集电极电压的变化,使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化,从而实现调幅。
实际上,它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器,属高电平调幅。
调幅管处于丙类工作状态。
集电极调幅的基本原理电路如图5—1所示:(2)二极管大信号检波的工作原理当输入信号较大时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。
大信号检波原理电路如图5-5(a)所示。
检波的物理过程如下:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电容器C充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流iD很大,使电容器上的电压uc很快就接近高频电压的峰值。
充电电流的方向如图5-5(a)图中所示。
五、实验内容1、调整工作状态:按下K61,则LED61亮。
调节W61使Q61发射极对地电压UEQ=2.1V(即测P3与G两焊点间的电压)。
2、从IN61处输入频率为10.7MHz,Vp-p=250mV左右的载波信号。
为得到更好的调幅波信号,实验中可微调10.7MHz信号的大小。
在TT61处用示波器观察输出波形,调节T63、T61使TT61处输出信号最大且不失真。
3、测试动态调制特性用示波器在Q61发射极测试输出电流波形(测试点为TT63),改变从IN61处输入信号的大小(即调WF1,信号幅度从小到大),直到观察到电流波形顶点有下凹现象为止,此时,Q61工作于过压状态,保持输入信号不变,从IN63处输入1KHz的正弦波调制信号VΩ(VΩ由低频信号源提供),VΩ的幅度由0.5V开始增加(信号最大时Vp-p=7V)。
此时用示波器在TT61处可以看到调幅波如图5-10。
改变VΩ大小,记下不同的VΩ时的调幅系数ma。
4、观察检波器的输出波形分以下三种情况,用示波器在TT62处观察检波器输出波形。
此处给出的连接方式是参考连接,实验时可适当调节以使实验效果最佳。
(1)观察检波器不失真输出波形(连接J62、J65,此时J63、J64、J65断开)。
(2)观察对角线切割失真(连接J63、J65,此时J62、J64、J66断开)。
若对角线切割失真不明显,可加大ma,即增大调制信号幅度或适当改变J62、J63、J64、J65、J66的连接。
(3)观察负峰切割失真(连接J62、J64,此时J63、J65、J66断开),若负峰切割失真不明显,可适当改变J62、J63、J64、J65、J66的连接。
六、实验结果1总结:当V2减小,A保持不变,B增大,ma减小。
2、波形图不失真不失真改变参数失真。