答:这是由于三极管的高频特性引起的。随着工作频率升高到一定程度,发射极出现了电流会出现负脉冲的情况,而且这负脉冲的高度会随频率的升高而增加, 之所以会出现负脉冲,是由于少数载流子在基区的渡越时间所引起的,或者说是由在基区内的空间电荷存储效应所引起的。由于输入信号的幅度相对而言比较大,所以使得三极管有一段时间工作在了丙类放大的状态,即发射极反偏(截止)时,在基区内存储的非平衡少数载流子来不及扩散到集电极,又被方向偏置所形成的电场重新排斥回发射极,从而形成了负脉冲,于是出现了图1的失真。避免这种失真的办法就是减小输入信号幅度。
而向小于中心频率的方向减小频率时,波形也会发生失真,其失真形状图2,试解释产生这些现象的原因。
图 2
这是因为输出端回路失谐引起的,因为输入信号频率的在逐渐减小,而集电极回路的谐振频率并未改变,回路失谐了,那么晶体管存在的反向传输导纳 的作用就明显了,不能忽略了,即晶体管就不能简单地看作是单向工作,从而整个电路的增益、通频带、选择性以及谐振曲线等都会受到影响,波形发生畸变也就不足为怪了。
(4)改变基极的直流电压,使射极的静态电流Ie发生变化(Ie取两个不同的数值),测量放大倍数和通频带的变化,并思考原因。 /mA 3.78 10
4.01
放大倍数 通频带 7.64 1.06MHz 7.85 1.02MHz 与实际仿真的结果一致,即射极电流越大,放大倍数越大,通频带越小(原因已在上文仿真部分说明,此处不再赘述)。
另外需要说明的一点是本电路中射极电流的测量:
测量电流,可以直接用多用表的电流档,但由于电路已连接在实验箱板上,很难断线来测量电流,所以只能通过测量电压和电阻的方法来计算电流( )。 电压的测量小菜一碟,重点是电阻的测量,由于电路已经连接在一起,即使是断电测电阻,但由于其它部分的并联,仍会导致电阻的测量的不准确,所以我采取的是读取色环的方法,读出其阻值为560欧姆。
5.测试品质因数对放大器的幅频特性及通频带的影响(空载)
断开J3,连接J1,J2,调整RW1取两个不同的数值(改变品质因素),分别测量谐振时的放大倍数和通频带,测量幅频特性并画图。
RW1较大时
放大倍数:2260/288=7.85 通频带:
RW1变小后
放大倍数:1.82/288=6.32 通频带:
f0 MHz 10.7 f1 MHz 10.11 f2 MHz 11.13 f0 MHz 10.7 f1 MHz 10.05 f2 MHz 11.27
统计整理数据后表格记录:
放大倍数 RW1小 6.32 11
RW2大 7.85
通频带
RW1较大时
1.22MHz 1.02MHz 幅频特性: Ui:50mV (实际输入电压时28.8mV) 输入信8M 号频率f(MHz) 输出电40.0 61.6 79.2 122 226 压幅值U0(mV) 放大倍2.85 6.6 8.79 12.5 17.9 15.7 11.8 8.4 5.8 数(dB)
3.7 2.4 176 112 76.0 56.0 44.0 38.0 9M 9.5M 10M 10.7M 11M 11.5M 12M 12.5M 13M 13.5M 12
RW1较小时
幅频特性: Ui: 50 mV 输入信8M 号频率f(MHz) 输出电42.0 60.压幅值U0(mV) 放大倍3.3 6.4 8.9 12.1 16 数(dB)
13
9M 9.5M 10M 10.711M 11.5 12 M 12.13 5 13.5 80.0 116 182 150 100 72.0 54.46.0 38.0 0 0 14.3 10.8 8.0 5.5 4.1 2.4
数据分析:根据测量的放大倍数和通频带数值,分析阻尼电阻RW1增加时,谐振放大倍数,回路品质因数和通频带是如何变化的。
答:分析数据记录可知RW1增加即并联电阻的阻值变大时,放大倍数变大,通频带变小,与仿真所得的结果一致。
原因解释:因为放大电路的通频带可通过推导得公式
,由于 ,RW1变大,说明 变大,而 不变,所以通频带变小,然而由增益带宽积不变的理论知方法倍数自然减小。
六、实验回顾:
1.为什么该放大电路的集电极电路中采用的是自耦变压器而不是直接的电感?
答:LC回路与本级集电极电路的联接采用自耦变压器形式,与下级负载 的联接采用变压器耦合。采用这种自耦变压器-变压器耦合形式,可以减弱本级输出导纳与下级晶体管输入导纳 对LC回路的影响,同时,适当的选择初级线圈抽头位置与初次级线圈的匝数比,可以使负载导纳与晶体管的输出导纳相匹配,以获得最大的功率增益。
2. 本实验电路中,为什么谐振回路中的 是由一个固定电容和一个可调电容并联组成,而且两者的并联值要比计算值取得小些?
答:这是因为实际的电感、电容元件值和标称值之间是有误差的,并且晶体管极与极之间存在分布电容,所以在实际电路中,这里的电容 应该有一个固定电容和一个可调电容并联组成。两者并联后的电容值接近计算得到的电容 值,但要比它小,因为实际电路中的总电容 值是等于并联电容值与晶体管极与极之间存在的分布电容之和,所以 并 。
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