高频单调谐回路放大器

实验报告

课程名称高频电子线路

专业班级电子0941

姓名金志超刘衡牛超朱光明

学号18号21号27号42号

电气与信息学院

和谐勤奋求是创新

一、实验目的

1．熟悉谐振放大器的幅频特性、通频带和选择性；

2．熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，了解展宽频带的方法；

3．掌握放大器的动态范围及其测试方法。

二．实验仪器

1．示波器

2．高频信号发生器

3．万用表

4. 高频电子线路试验箱

三、实验原理

1.调谐放大器的基本原理

调谐放大器的作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号进行放大。由于信号小，从而可以认为放大器工作在晶体管的线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路。这种放大器对谐振频率

f及附近频率的信号具有较强的放大作用，而对

其它远离

f的频率信号，放大作用很差。

高频小信号调谐放大器是我主要质量指标如下：

1.增益:放大器输出电压与输入电压之比，用来表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力。

2.通频带：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。

3.选择性：从含有各种不同频率的信号总和（有用和有害的）中选出有用信

号排除有害（干扰）信号的能力，称为放大器的选择性。衡量选择性的基本指标一般有两个：

表示，且矩形系数越小，选择性越好，其抑制邻近矩形系数和抑制比。矩形系数通常用K

0.1

无用信号的能力就越强。抑制比见末尾附录，此处略。

4.稳定性：指放大器的工作状态（直流偏置）、晶体管的参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定程度。

5.噪声系数：高频放大器由多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时，要求采用低噪声器件，合理地设置工作电流等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。越接近1越说明噪声越小，电路的性能越好。2.实验箱电路图如下：

图l－l高频单调谐回路放大器实验原理图

四．实验内容及步骤

实验电路如图 l－l所示，按电路图接好地线、12V线。接12V线时，要先用万用表检查12V是否正常，无误后，断电再接。接线正确后接通电源，指示灯亮。

1．测量三极管静态

在Re=2K，Re=1K，R=200Ω时测V B、V E，计算I C、V CE，判断三极管T的工作状态。

表1—1 高频单调谐回路放大器三极管静态工作点数据表

其中：工作状态填写“截止”、“放大”、“饱和”。

2．测量三极管动态

A点接5K，Re取 200Ω，输入端接高频信号，输出端接示波器，输入信号频率选4.5

－5.OMHZ ，幅度0.1V ，微调输入信号频率，使输出信号最大。然后使输入信号从OV 变到1V ，选出10个点，记录输出信号的幅值。

改变Re 为1K 、2K 时，重复上述过程。

在同一坐标系内，画出Ic 不同时，输入、输出动态范围曲线，并分析比较。

表l －2 高频单调谐回路放大器三极管动态数据表

3．测量放大器的频率特性

Re 取

200Ω，A 点接5K ，选择正常的放大区的输入电压，频率为4.5～6.OMHZ 左右，调节输入频率使输出最大。此时可认为是谐振频率。保持输入幅度不变，改变输入频率f ，以谐振频率为中心向两边偏移，用示波器测得不同频率f 时输出电压峰-峰值，记录下来。频率偏离步长可根据实测情况来确定。 A 点接 2K 、500Ω时，重复上述过程，比较通频带情况。

表l －3 高频单调谐回路放大器频率特性数据表

填表注意事项：数据表格中间为谐振频率。两边递加（递减），建议步长为0.3～1MHz 。0.5MHz 较为理想。

五．实验数据分析

1．测量三极管静态

测试目的：

因为高频小信号调谐放大器中的三极管要工作在放大状态，才能保证电路的正常工作，如果出现失真，则该电路是毫无意义的。而静态工作点决定了电路是否会产生失真，因此，

通过测量三极管静态性能来设置合适的静态工作点，以保证放大电路中的三极管工作在放大状态而不产生失真是非常必要的。

结论：

发射极偏置电阻Re起到直流负反馈电阻的作用，Re不同的阻值不仅会影响三极管的静态工作点，而且还会影响三极管的放大倍数。

该结论对工作的意义：

通过对基本共射放大电路的具体分析，求解静态工作点，来分析失真出现的条件，从而保障放大电路工作在放大区，体现出设置静态工作点目的在于限制最大的输入信号，进一步来限制放大电路的最大输出电压。高频小信号调谐放大器三极管不仅要有稳定的静态工作点，而且还要有适当的放大倍数，而发射极Re对两者都有影响，因此要根据对高频小信号调谐放大器的要求选择合适的Re。

2．测量三极管动态性能

测试目的:

对于高频单调谐回路放大器来说，因为晶体管是放大电路的重要器件，起到电流控制和放大作用。通过测试晶体管的动态性能，以选择合适的输入电压和Rc，也能使我们进一步掌握放大器的动态范围。

结论：

当Re的阻值一定时，输出电压随着输入电压的增加而增加，即输入电压越大，则输出电压也越大。而当输入电压相同时，输出电压随着Rc的减小而增大，即电压放大倍数随着Rc的减小而增大增大。

对高频调谐放大器的认识：

高频小信号单调谐放大电路的放大效果是衡量放大器性能的重要指标，因此确保单调谐放大电路的三极管工作在放大状态至关重要。

通过改组实验数据我们认识到，通过改变输入电压和Rc可以改变放大电路的放大效果，增大输入电压和减小Rc均可使放大电路的放大性能增加。

应用MATLAB进行数据分析得到：

3．测量放大器的频率特性

测试目的：

高频小信号谐振放大器的LC并联谐振回路具有选频作用，它能够够选出我们所想要的频率，同时抑制和滤除无用信号和各种干扰噪声。当输入信号的频率从中心频率往两边递变时，观察谐振回路输出端的电压变化。当A点接入不同的电阻R时，观察该阻值对放大器幅频特性的影响。

结论：

当输入信号的频率从中心频率往两边递变时，放大电路的放大倍数随之减小。当信号频率太高或者太低时，放大倍数都有大幅度的下降。当输入频率为中心频率时，并联回路处于谐振状态，导纳最小，阻抗最大，从而输出电压能达到最大值。A点接入电阻，起到防止自击震荡作用，当接入的阻值不同时，幅频特性随之变化，阻值越大，幅频特性越好。从而我们可以通过改变A点接入电阻来改善放大器对输入信号的适应性。

该组数据所体现的电路特性：

通过数据可以看出，当输入频率从中心频率往两边递变时，输出电压的放大倍数随之减小，当A点接入的阻值越大时，幅频特性越好。

应用MATLAB进行数据分析得到：

六．心得体会

在这个高频实验中，我熟悉高频电路实验箱的组成及其电路中各元件的作用；单调谐回路特点是电路简单，调试容易，但选择性差，增益和通频带的矛盾比较突出；单级单调谐放大器是小信号放大器的基本电路，其电压增益主要决定于管子的参数、信号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路于信号源和负载的连接常采用部分接入方式；单调谐回路的矩形系数大，选择性差，这是单调谐回路放大器的主要缺点。通过电路中的负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展，还有单调谐回路谐振放大器的性能指标和测量方法。在报告中遇到了很多困难，又捡起了很多以前的知识，进行了复习，困难都被我们一一克服了。完成这个实验后，我对高频知识有了更深一层的理解。