5.脉冲电流及放大特性的观察
保持前面的电路连接不变,将J2短路环取下,使C16开路。将负载电阻接至75。
将示波器1通道测试探头(衰减10倍,下同)连接至V4发射极电阻上(即J2的1端),灵敏度置于20mV/DIV档(由于探头有10倍衰减,故实际相当于200mV/DIV),用以监测功效级的输出波形。 A. 负载特性的观察
1. 仔细调整CT4,使输出回路谐振,且实现负载到集电极间的阻抗转换。观察
M3处的波形,应能得到失真最小的正弦波形。同时观察V4的发射极(取样)电阻上的波形,是否得到了一个临界状态的脉冲电流波形(略有凹陷的波形)。若未能观察到临界状态的脉冲电流,则需要仔细调整CT2、CT3,使功放级的输入达到较好的匹配状态,必要时还须适当的调整载波信号源的输出幅度。正常情况下,在M3出观察到的输出波形幅度应不低于9.4V。 2. 保持信号源频率和幅度不变,将负载分别接至120Ω和39Ω ,应能观察到过压
和欠压状态的脉冲电流形状。若不能,则电路还需做细心调整,制止在保持信号源频率和幅度不变的情况下,随着负载的改变可出现过压、临界、和欠压的三种状态的脉冲电流波形。三种状态的脉冲电流波形大致如图所示。
上述脉冲波形,描绘了放大器的负载特性,即随着RC的增大,IC随之减小。放大状态由欠压状态向过压状态过渡。
3. 当观察到负载特性后,记录三种负载条件下的负载上获得的输出电压UL,电源提供给功放管集电极的电压UC,为了避免电压表输入阻抗对于输出回路(P-P)
的影响,测量UC应当在J4的2端测试。测试三种状态下的集电极直流电流时,即可以采用在J4的2、4两点间接入直流电流表(200mA档)直接读数,也可以采用测量发射极(取样)电阻上的降压再换算成电流的方法。但电流表接入回路中后,会对输出及脉冲电流波形产生一定影响,所以推荐采用第二种方法测试集电极直流电流。换算方法:ICO=VE/RE(已知RE=1Ω)。最后将测试结果填入表中。
表5-1 高频功放实验数据记录表
B.集电极调制特性的观察
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实测数据 RL(Ω) 39 75 120 Ico (A) UL(P-P) (V) VC (V) 计算结果 PD(mW) PO(mW) η(%) 将负载置于39Ω档,输入信号电压及Eb保持不变,用短路环J3的2、3端短接,用6-9V可调电源给功放管的集电极供电。调整Rp3,观察发射极脉冲电流波形的变化,这些变化描述了丙类功放电路的集电极调制特性,即随着Vcc增大,脉冲电流将会由过压状态向临界再向欠压状态变化。
C.基极调制特性的观察
将负载置于75Ω,电源电压Vcc=12V,输入信号幅度保持不变,调整Rp2,仔细观察脉冲电流的形状与幅值的变化,它描述了谐振功率放大器的基极调制特性。
D.放大特性的观察
保持Vcc、Eb、RL不变,改变输入电压的幅值,可以看出随着信号幅度由小到大变化,脉冲电流将由欠压状态向临界再向过压状态变化的现象。
六.问题思考
1.若谐振放大器工作在过压状态,为了使其工作在临界状态,可以改变哪些因素? 2.设计一自给偏压工作方式的丙类谐振放大器。 七.附录
效率的计算与计算公式说明
利用下面提供的公式和前述表中的测试结果计算三种负载条件下的效率,并将结果填入表中。
PD : 电源给出总功率(PD=VccI0)(Vcc为电源电压)
2
P0 : 输出功率(Po=Vp-p / 8RL )
η: 功率放大器的总效率(η= Po/ PD)
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实验六 高电平振幅调制器
一、实验目的
1. 通过实验加深对于高电平调幅器的了解。 2. 熟悉并掌握集电极调幅器的调整方法。 3. 掌握调幅系数的测量方法。
二、预习要求
1.预习高电平幅度调制器的有关知识,并与低电平调幅器相对照。
2.了解高电平调幅器都有哪些工作形式,以及构成高电平调幅器的基本电路。
三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.万用表
3.实验板G2F
四、高电平振幅调制电路的工作原理简介
在无线电发送中,振幅调制的方法按功率电平的高低分为高电平调幅电路和低电平调幅电路两大类。而普通调幅波的产生多用高电平调幅电路。其优点是不需要采用效率低的线性放大器,有利于提高整机效率。但它必须兼顾输出功率、效率和调幅线性的要求。 高电平调幅电路是以调谐功率放大器为基础构成的,实际上它是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐功率放大器。根据调制信号诸如调幅器的方式不同,分为基极调幅、发射极调幅和集电极调幅三种,本实验是晶体管集电极调幅器。
所谓集电极调幅,就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压,以实现调幅。电路原理图如图1所示,载波信号由基极加入,而调制信号加在集电极。由于调制信号与电源Ec串联在一起,故可将二者合在一起看作一个随调制信号变化的综合集电极电源电压Ecc。 Ecc=Ec+uΩ= Ec+UΩm cosΩt = Ec(1+macosΩt) ma=UΩm / Ec
式中:Ec为集电极固定电源电压;ma为调幅度
在调制过程中,Eb和载波保持不变,只是集电极等效电压Ecc随调制信号而变。放大器工作于过压区,集电极电流为凹陷脉冲。其基波分量随Ecc的变化近似线性变化,同样,集电极谐振回路两端的高频电压也随Ecc的变化近似线性变化,即受调制电压的控制,从而完成了集电极调幅。
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完整的实验电路图如图6-2所示。
五、实验内容和步骤
1. 按照实验五 丙类谐振功率放大器实验指导的第五项要求调整好高频功放电
路,使其在12V电源条件下,负载电阻为75Ω时,工作在临界状态下。 2. 将J3的短路环接在2、3端,接通6-9V可调电影,调整RP3,使电源电压为
6V。
3. 用短路环将J4的1、2端和3、4端分别短接,使低频调制信号(FΩ=2KHz)
加至VΩ 输入端,在输出端M3处观察输出波形,逐渐加大VΩ的幅度可得到调幅度近似等于1的调幅波形。
4. 将电源电压调整为9V,将低频调制信号调整为4.2Vp-p左右,由于音频变压
器的变压比大约为1.41,所以实际加至集电极回路的音频电压为6Vp-p(UΩ=3V),用包络法测量调幅度,并与计算值进行比较。 5. 测量电参数变化对调幅度ma的影响。
A.保持音频调制频率Ω=2KHz不变,测出ma~UΩ 曲线。 B.保持调制电压UΩ=3V不变,测出ma~Ω曲线。
调幅度计算公式 ma=UΩ/Ec
六、问题思考
1. 集电极调幅为什么必须工作于过压状态,本实验是如何保证工作在过压状态
的?
2. 设计一基极调制器,对于基极调幅器应工作于什么状态?为什么?
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一、实验目的
1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、预习要求
1.复习课本中有关调幅和解调原理。
2.分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。
三、实验仪器设备 1.双踪示波器。 2.高频信号发生器 3.万用表 4.实验板G3
四、实验电路说明
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。调幅波解调有二极管包络检波器,同步检波器两种方法。 1.二极管包络检波器
实验七 调幅波信号的解调
适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程,它具有电路简单,易于实现的特点。本实验电路如图7-l所示,主要由二极管D及RC低通滤波器组成,它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要,RC时间常数过大,则会产生对角切割失真;RC时间常数大小,高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式:
21/2
1/f0 ㄍ RC ㄍ(1-m)/Ωm
其中:m为调幅系数,f0为载波频率,Ω为调制信号角频率。
2.同步检波器
利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验如图6-2所示,采用1496集成电路。构成解调器,载波信号Vc经过电容C1加在⑧、⑩脚之间,调幅信号VAM经电容C2加在①、④脚之间,相乘后信号由○12脚输出,经C4、C5、R6 组成的低通滤波器,在解调输出端,提取调制信号。
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