【導讀】正如我們在上一組實(shí)驗中了解到的，二階LC諧振電路通常用作放大器級中的調諧元件。如圖1所示，簡(jiǎn)單的并聯(lián)LC諧振電路可以產(chǎn)生電壓增益，但需要消耗電流來(lái)驅動(dòng)阻性負載。緩沖放大器（如射極跟隨器）可以提供所需的電流（或功率）增益來(lái)驅動(dòng)負載。
目標
本實(shí)驗活動(dòng)的目標是延續“ADALM2000實(shí)驗：調諧放大器級”中開(kāi)始的調諧放大器級研究。
背景知識
正如我們在上一組實(shí)驗中了解到的，二階LC諧振電路通常用作放大器級中的調諧元件。如圖1所示，簡(jiǎn)單的并聯(lián)LC諧振電路可以產(chǎn)生電壓增益，但需要消耗電流來(lái)驅動(dòng)阻性負載。緩沖放大器（如射極跟隨器）可以提供所需的電流（或功率）增益來(lái)驅動(dòng)負載。
圖1.并聯(lián)LC諧振電路。
諧振頻率的計算必須考慮第二個(gè)耦合電容C2。公式1給出了圖1中電路的諧振頻率：
實(shí)驗前仿真
構建調諧射極跟隨放大器的仿真原理圖如圖1所示。計算發(fā)射極電阻RL的值，使得NPN晶體管Q1中的電流約為5 mA。假設電路由±5 V電源（總共10 V）供電。提示：Q1基極的直流電壓由經(jīng)過(guò)L1到地的直流路徑設置。計算C1和C2的值，確保當L1設置為100 μH時(shí)，諧振頻率接近350 kHz。一般來(lái)說(shuō)，C1和C2的值相等。在輸入端口執行小信號交流掃描，并繪制在輸出處看到的幅度和相位曲線(xiàn)。保存這些結果，將它們與實(shí)際電路的測量結果進(jìn)行比較并將比較結果隨附在實(shí)驗報告中。
材料
? ADALM2000主動(dòng)學(xué)習模塊
? 無(wú)焊試驗板和跳線(xiàn)套件
? 一個(gè)2N3904 NPN晶體管
? 一個(gè)100 μH電感器（各種具有其他值的電感器）
? 兩個(gè)1.0 nF電容（標記為102）
? 兩個(gè)1 kΩ電阻
? 一個(gè)2.2 kΩ電阻
? 所需的其他電阻和電容
說(shuō)明
在無(wú)焊試驗板上構建圖2所示的電路。L1使用100 μH電感，C1和C2使用1 nF電容。此調諧放大器在諧振頻率時(shí)的峰值增益可能非常高。我們需要使用電阻分壓器RS和R1稍微衰減AWG1的輸出信號。
圖2.射極跟隨調諧放大器。
綠色區域表示連接ADALM2000模塊AWG、示波器通道和電源的位置。確保在反復檢查接線(xiàn)之后，再打開(kāi)電源。
硬件設置
打開(kāi)電源控制窗口，打開(kāi)再關(guān)閉+5V和-5V電源。在主Scopy窗口打開(kāi)網(wǎng)絡(luò )分析儀軟件工具。配置掃描范圍，起始頻率為10 kHz，停止頻率為10 MHz。將幅度設置為200 mV，偏置設置為0 V。使用波特圖顯示，將可顯示的最大幅度設置為40 dB，最小幅度設置為-40 dB。將最大相位設置為180°，最小相位設置為–180°。在示波器通道下，點(diǎn)擊“使用通道1”，將其作為參考通道。將步數設為500。
程序步驟
重新打開(kāi)電源，并運行單次頻率掃描。您應該會(huì )看到，幅度和相位與頻率的關(guān)系曲線(xiàn)和仿真結果相似。一旦確定放大器的最大增益出現在350 kHz附近，就可以縮小頻率掃描范圍，使其從100 kHz開(kāi)始，到1 MHz停止。
圖3.射極跟隨調諧放大器試驗板電路。
說(shuō)明
修改無(wú)焊試驗板上的電路，添加第二個(gè)射極跟隨級Q2，如圖5所示。對電路進(jìn)行任何更改之前，務(wù)必關(guān)閉電源并停止AWG。
為使增益降低至1，R1的確切值可能與圖中建議的470 Ω有所不同。您可以嘗試不同的值來(lái)獲得適當的增益量，以匹配Q2發(fā)射極處看到的幅度。
圖4.射極跟隨器調諧放大器曲線(xiàn)。
正交輸出調諧放大器
如果添加第二個(gè)常規射極跟隨級作為非調諧并聯(lián)路徑，我們將得到一個(gè)具有兩個(gè)輸出的放大器；在諧振頻率時(shí)，兩個(gè)輸出之間將具有恰好90°的相位差。通過(guò)在諧振電路L1、C1上并聯(lián)一個(gè)電阻，我們可以將諧振頻率時(shí)的增益降低至1 (0 dB)，這樣從輸入到Q1發(fā)射極的增益將與常規射極跟隨器級Q2的非調諧單位增益相同。
附加材料
? 一個(gè)2N3904 NPN晶體管
? 兩個(gè)470 Ω電阻
? 一個(gè)1 kΩ電阻
圖5.正交輸出放大器。
藍色區域表示連接ADALM2000模塊AWG、示波器通道和電源的位置。確保在反復檢查接線(xiàn)之后，再打開(kāi)電源。
硬件設置
構建圖6所示的試驗板電路。
圖6.正交輸出放大器試驗板電路。
程序步驟
由于我們通過(guò)添加R1降低了增益，因此將網(wǎng)絡(luò )分析儀中的AWG幅度設置為2 V。重新打開(kāi)電源，并運行單次頻率掃描。您應該會(huì )看到，幅度和相位與頻率的關(guān)系曲線(xiàn)和仿真結果非常相似。
圖7.正交輸出放大器曲線(xiàn)。
使用示波器和函數發(fā)生器軟件儀器（在時(shí)域中），將AWG頻率設置為諧振頻率，幅度設置為2 V。觀(guān)察兩個(gè)輸出的相對幅度和相位。
問(wèn)題
能否說(shuō)出射極跟隨器調諧放大器電路和正交輸出放大器電路的幾種應用？
您可以在學(xué)子專(zhuān)區論壇上找到問(wèn)題答案。
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
Qorvo? 將在 CES? 2025 呈現“智能生活進(jìn)化論”
