高频电路实验一操作指导书

1、实验1 高频小信号调谐放大器实验 、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 放大器静态工作点l LC并联谐振回路l 单调谐放大器幅频特性l 双调谐回路l 电容耦合双调谐回路谐振放大器l 放大器动态范围2做本实验时所用到的仪器：l 单、双调谐回路谐振放大器模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法； 4熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响；5掌握测量放大器幅频特性的方法。 6熟悉耦合电容对双调谐回路放大器

2、幅频特性的影响； 7了解放大器动态范围的概念和测量方法。三、实验内容1用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点；2用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；3用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。 5采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；7用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；8用示波器观察放大器动态范围。四、基本原理1单调谐回路谐振放大器原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1

3、、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。图1-1 单调谐回路放大器原理电路图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图2单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，1C2用来调谐，1K02用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。1W01用以改变基极偏置电压，以观察放大器静态工作点变化

4、对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。3双调谐回路谐振放大器原理顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图1-3所示。与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图1-3中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对

5、L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。4双调谐回路谐振放大器实验电路双调谐回路谐振放大器实验电路如图1-4所示，其基本部分与图1-3相同。图中，2C04、2C11用来对初、次级回路调谐，2K02用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2K01用以改变集电极负载。图中T1为输入变压器，将天线上的信号耦合至放大器的输入端。图中2Q02用来对选频后的信号进行进一步放大。图1-3 电容耦合双调谐回路放大器原理电路图 1-4 双调谐回路谐振放大器实验电路五、实验步骤1实验准备（1）插装好单调谐回路谐振放大器模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上开关1K01。（2）接通电源，此时电源

6、指示灯亮。2单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。本实验采用点测法，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路揩振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。步骤如下：（1）扫频法，即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图：图1-3 扫频仪测量的幅频特性（1）1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右（用三用表直流电

7、压档测量1R1下端），这样放大器工作于放大状态。高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1P01）。示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ （用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰峰值）为200mv（示波器CH1监测）。调整单调谐放大器的电容1C2，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。此时回路谐振于6.3MHZ。比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。（2）按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应

8、的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-2。表1-2输入信号频率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1输出电压幅值U(mv)（3） 以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。3观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。顺时针调整1W01（此时1W01阻值增大），使1Q01基极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点。按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。逆时针调整1W01（此时1W01阻值减小），使1Q01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线。可以发现：当1W01

9、加大时，由于ICQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W01减小时，由于ICQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。用扫频仪测出不同工作点时的特性曲线，如下图：1Q01基极直流电压为1.5V时扫频曲线 1Q01基极直流电压为5V时扫频曲线4观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响 当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接通1R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。用扫频仪测出接通与

10、不接通1R3的幅频特性曲线，如下图：不接1R3时的幅频特性曲线 接1R3时的幅频特性曲线5双调谐实验准备在实验箱主板上插上双调谐回路谐振放大器模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关2K1接通电源，此时电源指示灯点亮。6双调谐回路谐振放大器幅频特性测量本实验仍采用点测法，即保持输入幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性（如果有扫频仪，可直接测量其幅频特性曲线）。幅频特性测量2K02往上拨，接通2C05（10 P），2K02至“off”。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度300

11、mv，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。调整双调谐放大器电位器2W01使输出为最大值。按照表1-3改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰峰值为300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入表1-3。表1-3放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）以横轴为频率，纵轴为幅度，

12、按照表2-1，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。按照上述方法测出耦合电容为2C06(20P)（2K02拨向下方）时幅频特性曲线。7. 放大器动态范围测量2K02拨向下方，接通2C06。高频信号源输出接双调谐放大器的输入端（2P01），调整高频信号源频率至谐振频率，幅度100mv。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。按照表2-2放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表1-4，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。表

13、1-4放大器输入(mV)100200300400600800100012001400160018002000放大器输出(V)放大器电压放大倍数六、实验报告要求1对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。2 对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。当放大器工作于放大状态下，测出接通与不接通31R的幅频特性曲线，可以发现：当不接31R时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接通31R时，接通幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。3 画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？4画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。5 当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？