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1、实验一 高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器的基本功能是实现对高频小信号的选频和放大,它是高频电子线路中的基本单元电路。 高频小信号谐振放大电路的基本电路结构是选频放大电路，它主要由放大器与选频回路两部分构成。主要特点是放大器的负载不是纯电阻，而是由 L、C 组成的并联谐振回路。由于 L、C 并联谐振回路的阻抗是随频率变化的，在谐振频率点 处，其阻抗呈现纯电阻性，且达到最大值，因此放大器具有最大的放大倍数，稍离开谐振频率，放大倍数就会迅速减小。因此，用这种放大器可以有选择性地放大所需要的某一频率信号，而抑制不需要的信号或外界干扰噪声。所以，谐振放大器在无线电通讯等方面被广泛用作高频和中频的
2、选频放大器。 实际工程中对高频小信号谐振放大器的基本要求是：电压增益高，工作稳定性好，频率特性应满足通频带的要求，噪声低。一、实验目的 （1）掌握高频小信号谐振放大器的电路结构特点、基本功能与工作原理。（2）掌握高频小信号谐振放大器的主要技术指标的意义及测试方法。掌握常用高频电子测试仪器的操作使用方法与技能。二、实验设备与仪器高频实验箱 WHLI-GP-1 一台数字双踪示波器 TDS-1002 一台高频信号发生器 WY-1052 一台数字万用表 一块三、实验任务与要求1、实验电路及说明高频小信号谐振放大器的电路形式很多，但基本的单元电路有两种：一种是单调谐放大器，另一种是双调谐放大器。本实验只
3、研究单调谐放大器，电路如图 1-1 所示。图中，晶体管Q为放大器件，选频器由及C2、 回路构成，谐振频率为6.5MHz。R为谐振回路阻尼电阻。电路 图1-1 高频小信号调谐放大器实验电路图中C1为输入耦合电容，、为基极偏置电阻，Rw为偏置调整电位器，用于调节放大器的集电极电流Ic。 、为发射极偏置电阻与电容。集电极采用变压器谐振输出回路。匝数比为3：1，放大后的信号经L2次级输出，R7为负载电阻。拨码开关SW1用于调节LC谐振回路的阻尼电阻值，改变 LC回路的Q值，调节放大电路的通频带；SW2用于调节射级电阻值，以改变直流负回授电压大小，调节放大器的增益。C3、C4与L1为电源滤波元件。2、基
4、本实验内容与要求 高频小信号谐振放大器静态工作点的调整与测量放大器的静态，是指放大器的输入端高频（交流）信号为零，仅工作在直流时的工作状态。实验的内容与要求是：1）基本调整与测量：放大器基本设置条件：=1K 、R= 、高频输入信号=0。测量时采用间接测量法：即用直流电压表测量晶体管发射极对地电压，根据，计算出此状态时的集电极电流Ic，将结果记录于表1-1中。再用万用表分别测量晶体管BG1的基极与集电极的静态工作电压，将结果记录于表1-1中。 表1-1静态测量数据表 BG1根据Vce判断BG1是否工作在放大区K2开关位置VbVeVceIc测量值Ic计算值是否原因：Re=510Re=1KRe=1.
5、5KRe=2K注：Vb: 基极对地电压。 Ve :发射极对地电压。 Vc:集电极对地电压。Vce：集电极与发射极之间电压。放大区应满足的条件：VBEQ即 VBQ-VEQ0.6V-0.7V，VCEQ即VCQ-VEQ应大于1V且小于电源电压。 2）按表1-1，改变放大器的发射极电阻，使之分别为510、1.5K、2K, 用万用表分别测量晶体管BG1的各电极的静态工作电压。将结果记录于表1-1中。分析并说明当变化时，是否发生变化。 高频小信号调谐放大器动态调整与测量表征高频小信号谐振放大器的主要性能指标有谐振频率，谐振电压放大倍数，放大器的通频带及选择性（通常用矩形系数来表示）等。 一般采用图1-2所
6、示的测试电路框图进行。高频信号发生器高频谐振放大器高频毫伏表示波器电源扫频仪图1-2高频谐振放大器测试示意图1）放大器谐振频率调测 放大器调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率，数学表达式为：谐振频率的测量方法是： 用高频信号发生器与高频毫伏表或示波器作为测量仪器：高频信号发生器输出频率为放大器的谐振频率，调LC谐振回路的电感T磁芯或微调电容，使放大器输出电压的峰值最大。 基本调整与测量：放大器基本设置条件：=1K 、R=10K、高频输入信号，频率=6.5MHz（“CW”波）。将高频信号发生器的输出信号加入放大器的输入端“HF/IN”，双踪示波器的探头分别监测输入“HF/IN”/输出信
7、号“HF/OUT”，调节信号发生器的信号频率（或选频回路的微调电容Ct），使示波器（或高频电压表）上显示输出波形的幅度最大且不失真，将实验结果与数据记录1-2中。表1-2放大器谐振频率与输出信号幅度表ReFo(MHz)Vi(mV)Vo(v)输入信号波形输出信号波形5101 K1.5 K2K2）电压放大倍数的测量与计算 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数称为谐振放大器的电压放大倍数，用表示。的数学表达式为 ：的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量放大器输出端（或放大器负载电阻RL两端）的电压及输入信号的大小，则电压放大倍数由下式计算： 或 基本调整与测量：按表1-2
8、，改变放大器的发射极电阻，使之分别为510、2K。按实验1）的方法进行测试，将结果记录于表1-2中。根据实验数据计算出不同值时放大器电压放大倍数，并记录于表1-3中。分析并说明当变化时，变化的原因。体会电阻变化对放大器增益的影响。 表4-1-3 放大器放大倍数数据表ReFo(MHz)Vi(mV)Vo(v)AVOAVO(dB)5102K3）放大器通频带的调整与测量 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数将下降，习惯上称电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数的 0.707 倍时所对应的频率偏移范围，称为放大器的通频带，其数学表达式为 ： 式中，为谐振回路的有载品质因数。
9、 通频带的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率及电压放大倍数，然后改变高频信号发生器的频率（保持信号发生器俄输出电压不变），由回路的中心频率分别向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压 (频率偏离范围可根据的实际情况来确定)，再找出上下带宽的频率点。则,如图1-3所示。 图1-3 通频带特性图 基本调整与测量：放大器基本设置要求=1K、 R=、高频输入信号，频率=（MHz）（“CW”波）。 （1）实验时按表1-4要求，在谐振频率的基础上，以频率100KHZ或200KHz为步进
10、，采用逐点法进行。并将实验结果和计算出的通频带Bw数据，记录于表1-4中。表1-4 放大器通频带测试数据表RfoBw0.710K470（2）按表1-4要求，分别改变放大器的阻尼电阻，使之为10 K、470, 再用上述方法分别测量出不同阻尼电阻时的相应数据，将结果记录于表1-4中。分析并说明当R变化时，Bw变化特点，画出Bw的特性曲线图。体会回路阻尼电阻R的变化对放大器增益、带宽等的影响。4）放大器的选择性矩形系数调整与测量选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号总和（有用的和有害的）中选出有用信号，排除有害（干扰）信号的能力及选择性指标是针对抑制干扰而言的。一般是用谐振曲线的矩形系数来表示。如
11、图1-4所示。矩形系数 ：是指电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数Avo的0.1倍时所对应的频率范围与电压放大器倍数下降到0.707Avo时对应的频率偏移之比。即 ： 上式表明，矩形系数越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差（矩形系数远大于 1），为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。 图1-4 矩形系数特性图 基本调整与测量：放大器基本设置要求=1K 、 R=10K、高频输入信号，频率=（“CW”波）。 参照实验（3）方法，分别测试出放大器的Bw0.7与Bw0.1，再根据实验数据，计算出该放大器的矩形系数，并画出特性图。3. 单
12、调谐高频小信号谐振放大器电路仿真实验 用EWB电子工作平台软件构建1-5所示设计实验电路，仿真时可完成下列内容：图1-5单调谐高频小信号放大器仿真电原理图 测量并调整放大器的静态工作点。仿真条件：晶体管用理想库（defauit）中的（ideal）器件。电感线圈用固定电感L1=2.8uH、L2=1.2uH，中间抽头。其余元件参数参见图1-5。IC=1.5mA。自建表格记录实验数据。 谐振频率的调测与电压放大倍数的测量。仿真条件：输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。阻尼电阻R=、反馈电阻Re=1K、负载电阻RL=10K 研究阻尼电阻变化对放大器增益、带宽、品质因数的影
13、响用频率特性测试仪测试放大器的幅频特性，并计算出增益、带宽及品质因数。测试条件：输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。反馈电阻Re=1K、负载电阻RL=10K。阻尼电阻R=（开路） 阻尼电阻R=10K 阻尼电阻R=3K 阻尼电阻R=470 研究反馈电阻变化对放大器的影响测试条件：输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。阻尼电阻R=10K、负载电阻RL=10K。五 思考题及实验报告要求 思考题1试分析单调谐放大回路的发射极电阻 Re 和谐振回路的阻尼电阻 R对放大器的增益、带宽和中心频率各有何影响？2为什么发射极电阻 Re 对增益、带宽和中心频率的影响不及阻尼 R大？3说明高频调谐放大器与阻容耦合放大器的区别？叙述单调谐回路的主要优缺点。 实验报告要求1. 整理实验数据； 2. 计算直流工作点，与实验测得的结果相比较； 3. 画出不同回路电阻 R 时的幅频特性曲线，并说明不同 R 对通频带的影响； 4. 根据实验所得数据，计算 f0 时的电压放大倍数、回路通频带f0.7、矩形系数 Kr0.1和 Q值； 实验二 高频谐振功率放大器在通信系统中, 高频谐振功率放大电路，是无线电发射机的重要组成部分,它的主要功用是实现对高频已调波信号的功率放
