1调谐放大器.rar

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    编号:20181030002127170    类型:共享资源    大小:166.15KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    调谐放大器
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    实验一 小信号调谐放大器仿真实验图 1-1 给出单调谐和双调谐放大器的原理图,通过仿真分析确立该电路中可变电阻及可变电容的数值。图 1-1一、实验目的1.掌握谐振放大器的基本工作原理;2.分析放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。包括电压增益、通频带、Q 值等;3.分析耦合电容对双调谐放大器选频特性的影响。包括增益特性,带宽,Q值等;4 熟悉 Multisim 仿真工具的使用方法。包括:1 静态工作点分析方法。根据电路参数设置,判断晶体管处于放大区,以确保电路正常工作。2 运用参数扫描的方法研究元件参数改变对电路性能的影响。3 运用交流分析,或波特仪分析幅频特性。用示波器观察时域波形图。加做实验报告中应包括仿真平台的建立,仿真分析方法介绍,给出仿真结果,并对仿真结果加以分析说明。二 单调谐回路谐振放大器1 实验原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。单调谐回路谐振放大器原理电路如图 1-1 所示。图中,R。12 、R 13、W11、R E用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。C12是 RE的旁路电容,C 11、C 13是输入、输出耦合电容,LM11、CM11 是谐振回路,RM11 是集电极(交流)可调电阻,它决定了回路 Q 值、带宽。为了减轻负载对集电极回路 Q 值的影响,采用部分接入方式。2 单调谐回路谐振放大器实验电路图 1-1 中 W11 为 50K 可变电位器,“LM11”由“1uH(上) 0.33uH(下) ”两个电感构成,输出由两个电感之间引出。 RM11 为 20K 可变电阻。 QM11 三极管可选用 2N2222A,或 2N4401。发射极通过接 R15(1K)电阻至地。三 仿真实验内容(一 ) 完成下述仿真分析。1 静态工作点分析用 multisim 中的探针或数字万用表测量三极管基极电压,调整可变电阻W11(50K)使 QM11 的基极直流电压为 2.5V 左右,通过仿真测试记录 Uce 的值 Ic 的值 。说明此时放大器的工作状态 (截止区、饱和区、放大区),记录此时 W11 的实际阻值 。 并说明判断依据 。 说明:当放大器的静态工作点大致位于交流负载线的中心,则放大器可获得最大的不失真增益。如果静态工作点偏离负载线中心,靠近饱和区或截止区,则通过调整 W11,使静态工作点位于负载线中心。2 使用信号发生器产生 10.7MHZ,100mv 的正弦波信号,使用示波器观察仿真波形。调节 CM11 可调电容(可变电容 10p-220p),使示波器上得到的波形最大(此时处于谐振状态,即回路谐振在 10.7MHZ),记录此时可调电容 CM11的实际值 ,并根据仿真结果计算调谐放大器的增益 。3 输入信号幅值取 100mv,扫频范围为 5MHZ-15MHZ,观察调谐放大器的幅频特性,并读出峰值下降至 0.707 倍时的两个频率点,计算放大器的通频带 及 Q 值 。 (二)观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。 a) 使 W11 阻值增大,使 QM11 基极直流电压为 1.2V,从而改变静态工作点。重复完成上述 1,2,3 要求的内容。b) 使 W11 阻值减小,使 QM11 基极直流电压为 4.5V,重复完成上述 1,2,3 要求的内容。问题:通过这一仿真分析过程,深刻理解如何通过参数调整设置合理的静态工作点,简述静态工作点会对电路的放大特性产生什么影响c) 当发射极电阻由 R16(100 )与可变电阻 W12(2K)串联构成,改变 W12 阻值,运用 multisim 中的探针观察电流 ie, 并根据输入输出仿真波形计算增益。表 1-1W12(K) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.4 1.8 2ie( mA)G(dB)根据表 1-1 的仿真结果说明发射极偏置电阻对放大器增益的影响。(三 )观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响a) 调整可变电阻 W11 使基极直流电压为 2.5V。运用参数扫描的方式研究电阻RM11 由小变大时对放大器幅频特性的影响。根据仿真结果说明集电极电阻对放大器选频特性的影响。(四)观察发射极电阻对放大器增益的影响.拓展要求。(拓展部分也能出色完成的同学可冲刺实验考试成绩满分)运用参数扫描的方式研究电阻 W11 及发射极电阻变化对放大器幅频特性的影响,通过仿真结果说明静态工作点对调谐放大器幅频特性的影响。注意:1)参数扫描一律取 3-4 个点,画出 3-4 条曲线即可,曲线太多很凌乱反而不易观察得出正确结论。扫描参数的取值原则是要确保能清晰反映该参数变化对电路性能的影响。如果参数取值过于接近,曲线都粘连在一起,就无法得出正确结论。2)参数扫描的取值应确保仿真分析结果正确反映分析内容。比如后面的耦合电容取值,必须使调谐放大器工作在欠耦合、临界耦合及过耦合,即幅频特性曲线出现单峰和双峰。3)认真学习“优秀仿真作业”文件夹中的仿真报告,灵活运用multisim 工具清晰生动的展示仿真结果。双调谐回路谐振放大器1.双调谐回路谐振放大器原理顾名思义,双调谐回路是指有两个调谐回路:一个靠近“信源”端(如晶体管输出端),称为初级;另一个靠近“负载”端(如下级输入端),称为次级。两者之间,可采用互感耦合,或电容耦合。与单调谐回路相比,双调谐回路的矩形系数较小,即:它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如下所示。RRRCCCcC1BGL1INOUTC2 L2C3VccB1B2E EB图 2-1 电容耦合双调谐回路放大器原理电路与图 1-1 相比,两者都采用了分压偏置电路,放大器均工作于甲类,但图1-2 中有两个谐振回路:L1、C1 组成了初级回路,L2、C2 组成了次级回路;两者之间并无互感耦合(必要时,可分别对 L1、L2 加以屏蔽),而是由电容C3 进行耦合,故称为电容耦合。2.双调谐回路谐振放大器实验电路双调谐回路谐振放大器实验电路如图 2-2 所示。耦合电容 C23 取 75P图 2-2 双调谐放大器2 仿真实验内容1)调整 W21 使 QM21 基极直流电压为 4.2V 左右,仿真分析静态工作点,确认此时放大器处于放大状态,且位于负载线的中心。如果偏离中心位置,请调整W21,并记录静态工作点位于负载线中心时 W21 的阻值 。2)使用信号发生器产生 10.7MHZ,100mv 的正弦波信号,连动调整可变电容CM21、CM22(10p-220p),使示波器上得到的波形最大(此时处于谐振状态,即回路谐振在 10.7MHZ,记录此时 CM21、CM22 的数值。3) 幅频特性分析(交流分析,或波特图分析)。输入信号幅值取100mv,扫频范围为5MHZ-15MHZ,连动调整可变电容CM21、CM22,可观察到幅频特性出现对称的双峰选频特性,并使10.7MHZ在中间凹点附近(注意:若此时不出现双峰,可加大耦合电容C23,记录选频曲线出现双峰时的C23的值)。完成放大器的幅频特性调整之后,读出峰值下降至0.707倍时的两个频率点,计算放大器的通频带 及Q值 ,并计算 10.7MHZ信号的电压增益 。4)观察耦合电容C23对双调谐放大器选频特性的影响 取 C23 分别等于 10p、39p,完成 3)规定的各项仿真内容。(提示:分别对应欠耦合与临界耦合。虽然选频曲线都是单峰,但临界耦合幅频特性曲线的幅值比欠耦合要大很多。)拓展要求。(冲刺实验考试成绩高分)运用参数扫描的方式研究耦合电容及变化对放大器幅频特性的影响。耦合电容的取值在 10p-100p 之间。注:耦合电容的取值范围根据 4)完成的仿真自行调整,确保幅频特性出现三种代表性的曲线,即,欠耦合,临界耦合,强耦合(双峰)。通过仿真结果说明耦合电容对调谐放大器选频特性的影响。注意:取 3 根曲线即可,曲线过多不易观察,但要确保出现三种耦合状态,即临界、欠耦合和强耦合。
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