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1、目录实验一：扩展通频带 .1实验二：小信号谐振放大器 .5实验三：LC 振荡电路 .8实验四：高频谐振功率放大器 .12实验五：调幅与检波 .17实验六：三极管混频器 .241实验一：扩展通频带实验目的1掌握共射-共基组合电路法扩展通频带的原理和特性。2掌握负反馈法展宽通频带的方法与原理。实验原理及说明在实际宽频带放大电路中，要展宽通频带，也就是要提高上限工作频率，主要使用组合电路法和反馈法。组合电路法组合电路法广泛采用共射-共基组合电路，如图 1.1 所示。共射电路的电流增益和电压增益都多比较大，但是，由于受到密勒效应的影响，它的上限截止频率比较低，从而带宽受到限制。共基极电路没有密勒效应存
2、在，所以其上限工作频率远高于共射电路。在共射-共基组合电路中，上限截止频率由共射极的上限截止频率决定。利用共基电路输入阻抗小的特点，将它作为共射电路的负载，使共射电路输出总阻抗大大减小，进而使密勒电容大大减小。这样，共射-共基组合电路的综合高频性能有所改善，从而有效地扩展了共射电路的通频带，亦即拓展了整个组合电路的上限工作频率。由于共射电路负载减小，所以共射电路的电压增益也会减小，但是，共基电路可以提供足够大的电压增益，以弥补电压增益的损失。因此，组合电路的整体电流增益和电压增益都比较大。负反馈法调节负反馈电路中的某些参数，可以改变反馈深度，从而调节负反馈放大器的增益和频带宽度。如果以牺牲增益
3、为代价，可以扩展放大器的通频带。图 1.2 所示电路是由运算放大器构成的电压并联型负反馈放大电路。将电路中的A1、A 2 点分别与 A 点连接，可以得到不同负反馈电阻的反馈通路，构成“电压并联”型的负反馈放大器。由于运算放大器内部电路由多级放大电路组成，它的电压放大倍数很高，一般可以达到 105 以上。为了在深度负反馈时不产生自激振荡，在运算放大器内电路中通常都加有补偿电容。VSR18 . 2 kR24 . 7 kC11 0 R33 6 kR45 . 1 kR61 kV1C21 0 0 A B CEDV2R91 0 kC31 0 0 R83 6 kR55 . 1 kR76 2 0R1 05 .
4、 1 kPC41 0 + VC C+ 1 2 V图1 . 1 共射 - 共基通 频带扩 展电 路2对于内接补偿电容的运算放大器，它的开环上截止频率很低（一般只有几赫兹）。加深度负反馈以后，当输入信号频率较低时，由于内补偿电容呈现的容抗较高，信号输出较大，因此，造成的反馈信号也较大，反馈信号与输入信号在电路的输入端反相合成，互相抵消，使净输入信号明显减小。因此，在低频工作时，深度负反馈将大大削弱放大器的电压放大倍数。但是，当电路工作在高频状态下时，补偿电容呈现很小的容抗，造成反馈信号跟随频率的升高而减小的现象，放大器的净输入信号得到回升，导致输出电压的总增益下降量减小，从而提高了电路的上限频率，
5、即展宽了电路的通频带。需要说明的是，运算放大器接有补偿电容器时，运算放大器的内部放大级负载不可避免地表现出容性阻抗特征，由于容性负载的阻抗在高频状态下比较小，使得电路的输出电压下降，负反馈量也减小，这将使净输入信号增大到比低频时更大，增大的输出电流弥补了容性负载阻抗下降带来的输出电压降低，使上限截止频率得以提高。因此，有效地提高负反馈电路的上限截止频率。本实验中，将运算放大器接成反相输入式的电压并联负反馈放大电路，在不同输入信号幅度下，测量其频率特性，观察上截止频率随输入信号大小不同而产生的变化，了解不同输入信号幅度情况下，器件动态应用范围的富余量。负反馈深度不同，上限截止频率提高的程度也不同
6、。测量方法中频电压放大倍数的测量电压放大倍数等于经放大器放大输出的电压值与输入电压值之比，该电压值可以是电压有效值，也可以是电压最大值或峰-峰值，它们的比值结果都是一样的，即本实验中，取中频信号的频率 f=10kHz，有效值为 10mV 左右，用毫伏表测得其读书（毫伏表的读数为有效值） ，便可以通过上述计算得到电压放大倍数。实验中，也可以使用双踪示波器同时显示输入输出波形，从示波器上直接读出信号的最大值或峰-峰值，通过上述计算得到电压放大倍数。放大器的频率特性测量测量放大器的频率特性主要是为了了解放大器的频带宽度，所以必须测得其频率的上下限。由于放大器的通频带宽度主要受其上限制约，所以，本实验
7、只要求测量放大器的上限截止频率。使用毫伏表测量放大器的上限截止频率，只能采用逐点测量法。测量时，输入信号幅度不宜过小（否则信噪比太低） ，也不宜过大（否则会产生非线性失真） 。一般来说，选中心频率输出幅度为最大允许输出幅度的三分之一到三分之二，本实验可取输入信号为.UAip0imoiu1 0 k5 . 1 k1 0 0 k5 1 k7 4 1RP 11 0 k651432A1A2AUoUi- 1 2 V- 1 2 V+ 1 2 V图1 . 2 负 反馈放 大电路-+310mV 左右的有效值。在测得中心频率输入幅度时，保持输入信号幅度不变，逐渐增高其频率，当幅度下降至中心频率幅度的 0.707
8、倍时，这一频率即为放大器的上限截止频率。当负反馈放大器输入大信号时，尽管中心频率信号不出现失真，假若它的净输入信号已经足够大，那么放大器的线性动态应用范围就会被充分利用。此时，若输入信号频率增加而接近放大器的上限截止频率时，输出信号幅度和反馈信号幅度都会下降，使净输入信号幅度反而增加起来。净输入信号幅度一旦超出动态应用范围的线性区，输出信号波形必定失真。这时，放大器的上限截止频率定义为输出失真信号的基波分量下降至中心频率不失真信号幅度的 0.707 倍。例如，在实验中，当负反馈电路输入大信号时，在上限截止频率处正弦波失真为三角波，而三角波中基波分量的幅度是三角波幅度的 8/ 2 倍，所以，增大
9、信号频率使三角波的幅度下降至中频信号电压最大值的 0.707(8/ 2)=0.87 倍时的频率，即为该放大器的上限截止频率。三角波幅度的大小，可通过示波器直接读出。实验内容及步骤1正确连接直流电源（12V ） ，A 点与 B 点相连，C 点与 D 点相连，B 点与 E 点相连，将双踪示波器接于共射- 共基电路的输入和输出端，检测信号的波形。2测量单级共射电路和共射-共基电路的中频电压放大倍数将信号发生器输出端接至电路输入端，输入正弦信号的频率为 10kHz，用毫伏表测得输入电压有效值为 10mV。A 点与 D 点相连时，是单级共射电路； A 点与 B 点相连，C 点与 D 点相连，是共基电路，
10、用毫伏表分别测得输出电压 Uo 的值，并作记录。3测量单级共射电路和共射-共基电路的频率特性B 点与 E 点之间的连线断开，使电阻 R7 串入电路，将输入电压保持 10mV 不变，使频率逐渐增高，按照下表测量输出电压 Uo 的值，并记录于表 1.1 中。将 B 点与 E 点连接，使电阻 R7 短路，重新观察共射 -共基电路和上截止频率有何变化。表 1.1f1 f2 f3 f4 f5 f6接 8.2k 共 射接 8.2k 混 合接 4.7k 共 射接 4.7k 混 合信 号 源 内阻 电 路 形 式 输 出 频 率 kHz 上 限 截止 频 率注：信号源内阻的改变我们通过在输入端接入不同阻值的电
11、阻 8.2k 和 4.7k 等效。当输出幅度下降到 0.707 倍时，求出上限截止频率。4测量负反馈电路的频率特性（1）将负反馈放大电路（参见图 1.2）的信号输入端（注有“U i”的端点）对地短路，调节 10k 电位器（R P1，该电位器为运算放大器的零点调整电位器，电路在测试前应该将它调零） ，使输出电压 Uo=0V。（2）将信号接至负反馈电路输入端，按照下表分别设定输入信号的幅度和频率，用示波器监测输入输出波形、读取测量数据，测量输出电压 Uo 的值，并记录于表 1.2 中。注意：在测量中，改变频率时，应该用毫伏表监测输入信号的大小，使输入电压保持不变。0o-中中4表 1.2输 入 信
12、号电 压 反 馈 电阻100k f1 f2 f3 f4 f5 f651k100k51k100k51k51k中 频 时 动态 范 围 最大 允 许 值输 出 频 率 kHz 上 限 截 止频 率100mV50mV10mV100k注：表中输入信号的电压数据为有效值。预习要求与思考题预习要求1复习主教材中有关章节。2熟悉本实验电路的工作原理。思考题1通频带展宽的方法有那几种?2为什么共射-共基组态电路比单级共射电路的上截止频率高？3为什么容性负载情况下负反馈法展宽通频带的电路在中心频率时器件不能工作于最大动态运用范围。实验报告要求1整理实验记录，并划出它们的频率特性曲线图。2分析共射-共基组态电路比
13、单级共射电路的上截止频率高的原因。3分析负反馈放大电路的反馈电阻值的大小及输入信号幅度的大小对上截止频率影响的原因。实验仪器及设备ECS3 高频实验台 1 台双踪示波器 1 台高频信号发生器 1 台毫伏表 1 台5实验二：小信号谐振放大器实验目的1 了解小信号谐振放大器工作原理及其工作条件。2 通频带与回路 Q 值及电路谐振频率的关系。3 熟悉 Q 值的物理意义和定义 Q 值的方法。4 熟悉小信号谐振放大器通频带与选择性之间的关系。5 了解小信号谐振放大器自激原理以及防止和消除自激的方法。6 计算带宽和矩形系数。实验原理小信号谐振放大器的工作条件是：放大器的输入端信号中，含有各种频率成分的信号，除了所需要的信号外，还有不需要的信号。需要的信号和不需要的信号的频谱往往不同，使得人们可以利用频谱不同将其区分开来，用选频的方法，选取需要的频率分量，抑制不需要的频率分量。另外，输入信号除了频率成分多以外，有用信号的幅度往往很小，有时甚至比不需要的信号的幅度还要小。处理这种信号，必须既要选频，又要放大，而非一般单纯使用滤波器可以完成的。谐振放大器可以分为选频和放大两部分，作为小信号谐振放大器的放大部分，其基本原理和低频电子技术中的小信号放大器是相同的。谐振放大器的新问题是放大部分与选频网络联通以后的相互影响。放大环节的输出、
