3、高频实验 思考题

高频实验实验一 小信号调谐放大器90139013R71kR24.7kR18.2kC1470p R320kR 610kTC1R5510ΩR4100ΩC50.01C30.01C40.01R104.7ΩR820KR121KC80.01W110KR111KTC2220pR13510ΩC100.01C60.01R9100ΩC110.01C12470pR141kC70.01Ui＋－AC20.01K1BC12VUo＋－T1T2小信号调谐放大电路原理图1．如何判断并联谐振回路处于谐振状态？ 答：判断方法有两种：1、用高频毫伏表观测Uo ，当Uo 得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态；2、用示波器监测Uo ，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。

2．引起放大器自激的主要因素有哪些？答：主要因素：负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

3．小信号谐振放大器的增益A U 与输入信号U i 的大小有无关系？如何提高谐振放放大器的稳定电压增益？答：与Ui 大小无关。

因为A Uo =-p1p2y fe /g= -p1p2y fe /(P 12g oe +(P 22g ie +g)，要提高稳定电压增益，应增大P1、P2减小g oe 、 g ie 、g 应增大C 。

4、为什么说提高电压放大倍数A VO 时，通频带BW 会减小？可采取哪些措施提高放大倍数Avo ？实验结果如何？ 答：因为TfeU G Y P P A 21=，要提高A V ，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT 增加，由TG f BW 07.0=可知，GT 增大，BW0.7减小，即带宽BW 减小。

5、在调谐谐振回路时，对放大器的输入信号有何要求？如果输入信号过大会出现什么现象？ 答：由TfeU G Y P P A 21=知A V 与输入信号大小无关。

但由于UO 的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。

引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。

所以，输入信号不能太大，过大则引起信号失真和放大器工作不稳定。

6、影响调谐放大器稳定性的因素有哪些？在调整放大器时，可能出现自激振荡，其表现形式为何？采取什么措施解决的？答：主要因素：负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

出现自激振荡的表现形式为：示波器观察的波形严重失真，出现各种频率成分，或模糊的波形图象；表现在毫伏表上则为指针指示的数值很大，远远大于正常条件下的U O措施：参见课本实验二 L 、C 振荡器BG 3DG 68050/9013C50.01C20.01μC1200pC6470pC71000pC 1047pC9100p L 100mH6M C C351pW 100KC8270p/120pC110.01C120.01μ1kC130.01μ/6200pR222K /10KR4560ΩR310K (30K )R510ΩR61kR84.7kR711kR9560ΩC4100μFA(9013)BB 1B 2C1(120p)(360Ω)Vo12V中周①C2A1②③④⑤⑥112BG1、在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振？答：在短路电感和没短路电感情况下测量电压U E ，如果U E 相同则没有起振，不同则起振。

表现为EQ E U U2、为什么在发射极观察到的电压波形(发射极接有负反馈电阻)与输出电压波形不一样？ 答：起振后，随着幅度的增大，加到基极上的反馈电压也越来越大，从而使晶体管的基极和集电极电流产生了截止失真，同时正向偏置电压V BE 减小，甚至为负值，放大器的工作点向截止区移动，所以i e 在Re 上的波形为截止失真波形。

而i c 虽为脉冲波形但经LC 谐振回路的选频作用，输出电压V 0和反馈到基极的输入电压Vi 仍为正弦波。

注意：实验时，注意观察和理解。

3、产生间歇振荡与哪些因素有关？答：与电路的RC 值和Q 值、反馈量有关。

当电路的RC 值过大，振荡电路Q 值又比较低，或者反馈量过大时，电路很容易产生间歇振荡。

4、振荡器起振应满足的相位和振幅条件、振荡器的各种电路形式，讨论其优劣？. C答：振荡器起振满足的相位条件：ΦT =ΦA+Φ；振幅平衡条件：AF=1；起振条件：AF>1振荡器的电路形式：（1）反馈型LC振荡器：优点：调整反馈时，基本上不影响振荡频率。

劣：工作频率不宜过高。

（2）石英晶体振荡器：优点：频率稳定度高；劣：单频性，即每次晶体只能提供一个稳定的振荡频率。

（3）负阻振荡器优点：噪音低，对温度变化、核辐射不敏感，电路简单、体积较小和成本低等。

劣：输出功率和电压都低，频率稳定度和幅度稳定都不如反馈式振荡器。

（4）集成电路振荡器优点：振荡频率与频率比较稳定，输出波形失真也比单管振荡电路要低得多。

（5）RC振荡器优点：构造简单，经济方便。

劣：RC相移振荡器改变频率不方便。

5、试讨论晶振稳频的原理？答：A、石英晶体的物理和化学性能都十分稳定，因此，它的等效谐振回路有很高的标准性。

B、它具有正、反压电效应，而且在谐振频率附近，晶体的等效参数L q很大，C q很小，r q也不高。

因此，晶体的Q值可高达数百万量级。

C、在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具有极陡峭的电抗特性曲线，因而不能直接用于波段振荡器。

6、通过实验解释为什么反馈系数Kf、静态电流I CQ过大或过小对振荡都不利？而要恰当选取这两个参数？答：因为K f增大到一定值，利于起振，但会使g ie对回路影响增大，回路Q值因而下降，等效谐振电导增大，不利于起振。

因为振荡器工作的频率范围内，不同频率时呈现的谐振阻抗不同，在晶体管的输出端呈现的等效阻抗也不同，放大器的增益也将不同，起振条件随之变化，所以必须考虑能正常起振，即g m>g mmax（理论），所以I CQ= g m*26mv, ICQ>g mmax7、比较LC振荡器、晶体振荡器优缺点，分别说明其应用范围。

答：①晶体振荡器：晶振应用于高稳定度的场合，高频段；优点：极高的Q值；良好的稳定性和很高的标准性，接入系数很小；缺点：要求稳定度高的湿度；需外接一定的负载电容；②LC振荡器：LC：一般稳定度要求不高的场合，低频段；优点：较高的Q 值、稳定性；电路形式多样，适应不同需要；8．振荡器起振后的Ue 为什么不同于静态工作点时U eQ ？什么情况下Ue ＜U eQ ？什么情况下，Ue ＞U eQ ？答：起振后，I B 将比I BQ 增加ΔI B ，而ΔI B 通过R B 产生的压降ΔI B R B 与U B 极性相反，使U B 电位降低，同时ie 的直流成分Ie 也比I eQ 增加ΔIe ，使射极对地直流电位升高。

所以Ue 不同于UeQ ，Ue ＞UeQ 。

若由于Re 、Ce 值过大，使偏压变化不能跟上振荡幅度的变化，则ΔI B 、ΔIe 为负，使AF <1，则产生Ue ＜UeQ ，直到停止振动。

9、调整C 10改变振荡频率时，振荡为什么变化？应如何变化？ 答：本电路为西勒电路，调整C10，因为)//(110980C C C L f+=/2д，所以F O 随C10而改变。

10、振荡回路Q 值高时，为什么振荡频率稳定度高？为什么晶体振荡比一般的LC 振荡器稳定度高？答：由相位平衡条件知，振荡回路相频特性满足：f∂Φ∂<0 即相位对频率的变化率为负值，回路有载品质因数Q 越高，谐振回路的相频特性就越陡，其相位变化率负值越大，要产生相同的相位增量，只需要很小的频偏，则相位稳定性越好。

晶振品质因数Q>>LC 振荡器的Q ，所以稳定度高。

11、若用电容量变化范围更大的可变电容器C10，能否进一步提高波段复盖系数？ 答：不能。

本电路中，)//(110980C C C L f +=/2д，C10变化过大，则f 变化范围加大，但这将导致放大器的增益将不同，起振条件随之改变，所以必须满足起振条件。

不能进一步提高波段复盖系数。

12、为什么负载的变化会引起振荡幅度、频率的变化，实际应用中如何减小这种影响？ 答：任何与振荡器相耦合的电路，将吸取其振荡频率，成为负载，而将负载折算到振荡回路中， 成为了振荡回路参数的一部分，因而降低了Q ，还直接影响回路谐振频率和相角。

在负载和振荡器之间加射极跟随器作为缓冲，减小负载变化带来的影响。

13、根据实验结果分析外因温度、电源电压、负载电阻分别是通过哪些内因影响振荡频率的？并扼要说明提高频率稳定度措施。

答：（1）温度变化影响：改变谐振回路的电感线圈和电容器的几何尺寸，电容的介电常数；严重影响有源器件的参数和工作点．（2）电压变化影响：有源器件特性都是非线形的，它们的参数与各极电压和工作点相关．（3）负载阻抗变化：负载阻抗反射到振荡回路之中，成为回路参数的一部分，将降低Ｑ，直接影响回路谐振频率和相角．（4）其他：机械振动、湿度、气压、外界磁场感应等。

所以总的是改变振荡回路元件参数和品质因数；改变晶体管及电路其他元件的参数。

主要措施：①尽量减少外界因素的变化：恒温、稳压、屏蔽、减振、密封工艺、缓冲；②提高谐振回路的标准性实验三 调幅与检波系统调幅与检波系统实验原理图1、三极管调幅与相乘器调幅，当它们都处于过调幅时两者波形有何不同？答：当三极管调幅出现过调幅时，由于Vbb 、Ub 、RL 及Vcc 不变，由)cos 1('t m V Va CC CCΩ+=，当ma>1，有可能超出线性范围而进入截止区，出现在某个频率负半周时，某时间内晶体管截止从而输出电压V CC 为0的现象。

当相乘器调幅出现过调幅时，由t w V V t V k t V o WO O m cos )cos ()(0+Ω=Ω，知O V t V +ΩΩcos 由正到负后，高频载波相位反相180度。

如图所示：相乘器调幅出现过调幅2、检波电路的电压传输系数K d 如何定义？答：Kd 是电压传输系数，是指检波器输出电压和输入高频电压振幅之比。

ima d V m V K Ω=，V Ω是输出电压振幅；maVim 为输入端电压包络振幅，ma 为调幅系数。

3、惰性失真与负峰切割失真有什么不同？如何避免产生这两种失真？答：惰性失真是由于电容的惰性产生。

负峰切割失真是由于检波器的直流负载电阻Ｒ与交流负载电阻不相等引起。

消除惰性失真的方法：am aRC m 2max 1-<Ω适当选择ＲＣ数值，使Ｃ放电加快，能跟上高频信号电压包络的变化即可。

消除负峰切割失真方法：RR m aΩ=，即适当调整ＲΩ和Ｒ的大小通常Ｒ取（5～10）ＫΩ。

4、当调制信号电压幅度一定而改变调制信号频率F 时，调幅系数m a 为什么多少会有些变化、怎样减小这种变化？答：一般地，由于器件的非线形，导致输出信号产生各次谐波分量，应尽量滤除。