微測系列：高?！案哳l電子線(xiàn)路實(shí)驗”（1）

記得我當年上學(xué)的時(shí)候，普遍使用面包板搭電路做實(shí)驗，而這些年來(lái)，為配合各種教學(xué)實(shí)驗而誕生的形形色色的“實(shí)驗箱”已成為我國“一道風(fēng)景線(xiàn)”。少了自己動(dòng)手的環(huán)節，也許帶來(lái)的是簡(jiǎn)單高效，“高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗箱”也不例外，設計生產(chǎn)廠(chǎng)家較多，隨意找到兩個(gè)，分別如圖1和圖2所示，可以看出，采用的電路方案和參數大同小異，做工工藝“有儉有奢”。

圖1：高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗箱1

圖2：高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗箱2

對于正在上學(xué)的一部分學(xué)生來(lái)講，初做這些實(shí)驗的時(shí)候可能只是忙于把實(shí)驗做出來(lái)，得出結果即可。對于已經(jīng)在此方面具有一定的工作經(jīng)驗的技術(shù)人員來(lái)講，對這些經(jīng)典電路的理解肯定就又大不一樣了。盡管芯片越做越集成，電子設計大賽通常也要求采用分立器件搭建電路。對于搞硬件研發(fā)的工程師，想成為模電設計高手，還必須要深入掌握那些管子，那些分立器件的相關(guān)知識，當然，布線(xiàn)也非常重要。

下面，我就利用一些當代電子測試測量儀器，也來(lái)對這些用分立器件搭起來(lái)的實(shí)驗板上的這些經(jīng)典的“高頻電子線(xiàn)路”按我的興趣做一做實(shí)驗。既然是高頻，講的又多是頻域的概念，那就理應要多使用當代流行的頻譜分析儀來(lái)進(jìn)行相關(guān)的測試，這樣可以更好地幫助學(xué)生來(lái)理解這些實(shí)驗課的目的，更直觀(guān)地達到實(shí)驗效果。

實(shí)驗1單調諧回路諧振放大器

一、實(shí)驗目的

二、做本實(shí)驗時(shí)用到的儀器設備

整套設置如圖3所示：

圖3：整套實(shí)驗設置

三、主要實(shí)驗內容

1.單調諧回路諧振放大器幅頻特性測量

測量幅頻特性通常有兩種方法：掃頻法和點(diǎn)測法。自動(dòng)掃頻法簡(jiǎn)單直觀(guān)，可直接觀(guān)察到單調諧放大特性曲線(xiàn)，過(guò)去常用的掃頻儀已經(jīng)很過(guò)時(shí)，為與時(shí)代同步，應該采用帶跟蹤源的頻譜分析儀，比如DSA815-TG，由內置的跟蹤源產(chǎn)生可設置頻率范圍的掃頻信號，由頻譜儀的測量諧振放大器的輸出信號，在屏幕上自動(dòng)顯示出放大器的幅頻特性曲線(xiàn)。

點(diǎn)測法可看成是手動(dòng)的掃頻法，通過(guò)一臺信號源產(chǎn)生幅度不變，但可改變頻率的信號，通過(guò)數字示波器或頻譜分析儀測出與頻率相對應的單調諧回路揩振放大器的輸出的電壓值或功率值，然后畫(huà)出頻率與幅度的關(guān)系曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)即為單調諧回路諧振放大器的幅頻特性。

接下來(lái)，我采用帶內置跟蹤源的頻譜分析儀DSA815-TG直接測量放大器的幅頻特性曲線(xiàn)。

圖4：測量設置

·根據電路的諧振頻率范圍設置頻譜儀的掃描范圍，設置DSA815-TG的起始頻率和終止頻率。DSA815-TG開(kāi)始對電路進(jìn)行掃描測量，并在屏幕上顯示出實(shí)驗板在當前設置下的諧振的頻響曲線(xiàn)，如圖5所示，通過(guò)標尺測得峰值處的頻率為10.9MHz，功率為-51.3dBm。

圖5：使用DSA815-TG測得的幅頻特性

·觀(guān)察這個(gè)實(shí)驗板的單調諧諧振放大器電路的調諧頻率范圍：順時(shí)針調整Ct，使電容值逐步變小，頻率逐步升高，利用DSA815-TG的軌跡最大保持功能將整個(gè)變化過(guò)程記錄下來(lái)，在屏幕上顯示出整個(gè)過(guò)程的頻響曲線(xiàn)，如圖6中黃色軌跡所示。通過(guò)標尺可以測得從左到右整個(gè)頻率變化范圍大概有800KHz。

圖6：整個(gè)電路的頻率調諧范圍

·除了圖6所示的10.9 MHz頻率諧振點(diǎn)的幅頻特性曲線(xiàn)，還通過(guò)標尺可以這些諧振頻點(diǎn)的帶寬，比如-3dB帶寬，測得的帶寬為283.3KHz，如圖7所示。

圖7：使用DSA815-TG測得的幅頻特性及帶寬

2. 觀(guān)察集電極負載對單調諧放大器幅頻特性的影響

圖8：連接Rc=2K?時(shí)的頻響曲線(xiàn)

通過(guò)測試的結果可以發(fā)現：不接Rc時(shí)，幅頻特性的幅值最大，曲線(xiàn)最“瘦”，Q值最高，帶寬最??；而當Rc阻值逐步變小時(shí)，幅頻特性的幅值也逐步減小，曲線(xiàn)逐步變“胖”，Q值逐步降低，帶寬逐步加大。

3 .觀(guān)察發(fā)射極負載對單調諧放大器幅頻特性的影響

圖9：RC=10K?,不接Re時(shí)的頻響曲線(xiàn)

·RC=10K?, Re=500?時(shí)的頻響曲線(xiàn)，如圖10中的黃色軌跡所示，信號出現了嚴重飽和失真。

圖10：RC=10K?, Re=500?時(shí)的頻響曲線(xiàn)

通過(guò)以上的測試，可以看到：借助帶內置跟蹤源的頻譜分析儀DSA815-TG可以清楚地觀(guān)察和測量電路的特性，可以直觀(guān)地幫助理解電路的各種參數變化對單調諧放大器幅頻特性（包括電壓增益、通頻帶、Q值）的影響。