实验1 单调谐回路谐振放大器

实验一 单调谐回路谐振放大器仿真实验

一、实验原理

单调谐放大电路采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上。本实验用三极管作为放大器件，LC并联谐振回路作为选频网络，构成一个基本的调谐回路小信号谐振放大器。电路谐振频率可通过CT进行调节。

由于仿真元器件数据库中没有自耦变压器，实际使用中可使用隔直流电容器耦合输出。 调谐放大器的增益与其动态范围成反比关系：放大器电压增益越高，其动态范围越小；电压增益越小，动态范围越宽。实验电路中的Re为提高电路工作点的稳定而接入的射极负反馈电阻，对其电路特性有重要影响。Re越大，负反馈越深，放大器增益越低，电路动态范围越大，通频带越宽，电路的选择性越差；Re越小，负反馈越浅，放大器增益越高，电路动态范围越小，通频带越小，电路的选择性越好。

共发电路的射极电阻Re具有电流负反馈作用，当Re两端不接电容Ce时，Re既有直流负反馈（起稳定直流工作点作用），又有交流负反馈作用（减小放大量，展宽频带）当Re两端接入大容量电容Ce时，Re只有直流反馈，而没有交流负反馈的作用。当Re两端接入一定容量的Ce时，由于容抗Xc=1/ωc，随着频率的增加而下降，因而对频率中因极间电容和分布电容而损失的高频成分的放大有一定的补偿作用，Ce可称为高频补偿电容。

谐振回路的负载电阻R在电路中不影响电路的谐振频率，但影响谐振回路的效率。由于R的接入，回路的品质因数Q减小，谐振回路的效率降低，电路的通频带比无载时要宽，选择性变差。负载电阻R与回路的品质因数Q成正比。

二、实验内容

使用仿真软件完成如下仿真实验，结合实验电路分别仿真结果进行分析和总结。

1.电路直流工作点分析测试

电路中Re=1KΩ，使用“直流工作点分析”仿真测试晶体管的静态直流工作点。根据实验结果分析判断电路是否工作在放大状态。

VB

VCE

所以电路工作在放大状态

2.使用波特图仪对放大器动态频率特性进行测试

取Re=1K,分别选R=10K/2K/500Ω,信号源V1接电路输入端，取Vi=10mV，调节CT使回路谐振在10.7MHz，同时使用波特图仪进行测试确认，测量并记录电路增益、幅频特性曲线和3db带宽。观察分析Re取值对放大器频率特性的影响。

R=10K

R=2K

R=500

3. 使用“参数扫描分析”方法测试电路幅频特性

参数扫描（Parameter Sweep）分析可以在规定的范围内改变指定元器件参数，对电路的指定节点进行直流工作点分析、瞬态分析和交流频率特性等分析。

使用参数扫描分析方法测试放大器LC回路电阻R变化对幅频特性的影响。 启动“参数扫描分析”，“输出”设置为LC回路输出端，“扫描参数”选择电阻R，“扫描变量类型”选择为“指令列表”，参数分别设置为500Ω/2K/10K，“扫描分析”选择为“交流小信号分析”，同时进入“编辑分析”设置界面，设置“开始频率”和“终止频率”分别为5MHz和30MHz，纵坐标选择为“线性”，启动扫描。

观察分析放大器LC回路电阻R变化对幅频特性的影响。

4.使用“参数扫描分析”方法测试电路瞬态特性

使用“参数扫描分析”方法测试放大器LC回路电阻R变化对电路瞬态特性的影响。 这种测试分析方法与“瞬态分析”功能一样，只是这种方法可以一次测试并同时获得多个不同电路参数对应的输出结果，方便对输出结果进行分析和比较。

启动“参数扫描分析”，“输出”设置为LC回路输出端，“扫描参数”选择电阻R，“扫描变量类型”选择为“指令列表”，参数分别设置为500Ω/2K/10K，“扫描分析”选择为“瞬态分析”，同时进入“编辑分析”设置界面，设置“开始时间”和“终止时间”分别为0.001S和0.0010005S，启动扫描。

观察分析放大器LC回路电阻R变化对电路瞬态特性的影响。

5.测试在谐振点（10.7MHz）处的Vi~Vo的动态范围

选R=10K，分别取Re=1K/500Ω/2K,信号源V1接电路输入端，取Vi=10mV、 10.7MHz，调节CT使回路谐振于10.7MHz，通过波特图仪测量并记录电路增益和幅频特性曲线。

Re=1K

Re=500

Re=2K

上步调试完成后，使用相同的测试条件，电路输出端接示波器，然后调节V1如下表所示，逐点记录V0电压，填入下表，进行比较和分析。测试过程中如输入信号幅度过大导致信号严重失真，则该点之后数据可终止测试。

VI P (V) V0P Re=0.5K 0.01 6.24 0.03 0.04 0.05 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 17.78 19.59 20.67 21.44 20.78 20.93 20.16 20.56 20.70 (v) Re=1K Re=2K

5.77 4.88 16.74 19.03 19.66 19.67 19.23 19.11 19.37 20.05 19.95 14.08 17.34 18.59 19.22 18.96 19.18 19.02 18.93 19.23

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