本實驗裝置與基本器件組成圖如圖1所示。微波振蕩器產生的微波,經隔離器和環形器由天線投射到待測聲源處,作為載波的微波被聲源處的音頻信號調制后被反射回來,由天線接收(發射、接收天線為同一天線),再經過微波晶體檢波器檢波和電流、電壓及功率放大,最后還原出聲源處的音頻信號。實驗裝置中所用到的振蕩器、隔離器、環形器、角錐天線和晶體檢波器均為實驗室中常見的3厘米波段(X波段)的微波器件。
3 電路結構
本實驗所用的前置放大電路如圖2所示。它包括兩級,第一級由OP07構成的弱電流放大電路。由于一般情況下,檢波后得到的電流形式的音頻信號很微弱,為了達到較好的放大效果,實驗中加了一級弱電流放大電路。根據運放電路的相關知識可知,輸入電流I1流經R2和R3的流I2和I3的關系為
,即輸出電流的放大倍數為
倍;第二級用NE5532運放構成一個低噪聲的電壓放大電路。NE5532是一種高速低噪聲運算放大器。它的帶寬為10 MHz,相比大多數標準運算放大器,它顯示出更好的噪聲性能,更高輸出驅動能力和小信號帶寬。
自動增益放大電路(AGC)如圖3所示。其基本原理是當輸入信號幅度較大時,AGC電壓控制可變增益放大器的放大倍數減小,當輸入信號幅度較小時,AGC電壓控制可變增益放大器的放大倍數增加。
圖3中,輸入信號從運放F1的同相端輸入,二極管VD對運放F1的輸出信號整流后,經一個∏形濾波電路得到一個負向AGC電壓,這一電壓經過運放F2放大后送往場效應管3DJ6的柵極。當輸入信號幅值較大時,相應地得到較大的AGC電壓,運放F2輸出較大的負壓至場效應管3DJ6的柵極,增大了場效應管3DJ6的源漏極間的電阻,從而減小了運放F1的放大倍數;反之,當輸入信號的幅值較小時,AGC電壓也很小,運放F2輸出也很小,場效應管3DJ6的源漏極間的電阻很低,使運放F1得到較大的放大倍數。
功放采用低電壓音頻功率放大器LM386,電路圖如圖4所示。其電路電壓增益可調,外接元件少,總的諧波失真小,對低電壓信號的放大效果良好,且驅動能力強,輸出信號可直接驅動8 Ω的揚聲器。
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