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1、 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；2、 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。由等效电路课求得下列基本关系式：谐振频率：有载等效品质因数：有载等效谐振阻抗：谐振时电压增益：式中，为晶体管的跨导。谐振曲线方程：式中，称为相对失谐量。调谐放大器的通频带（），定义为相对放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Kr9.9510，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2.0772.8169.9934200.7振荡状态2.1242.44110.246175.43、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3 0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f0.707电压增益Av465.1KHz9.2KHz12100465.0KHz27.6KHz4.66LC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=100振荡频率(MHz)464.6KHz464.5KHz电压Vop-p19V2.0V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。顶管位置主要位于粉质粘土层，地下水位以下。开挖竖井过程中如出现异常地质情况，及时与设计单位联系，进行协商处理。施工前应与铁路供电段、电务段、通信段联系，首先探明铁路两侧施工范围内各种管线位置、埋深、并进行监护和防护。