高频电子技术实验指导书简本样本

1、目录实验一：扩展通频带错误!未定义书签。实验二：小信号谐振放大器错误!未定义书签。实验三：LC振荡电路错误!未定义书签。实验四：高频谐振功率放大器错误!未定义书签。实验五：调幅与检波错误!未定义书签。实验六：三极管混频器错误!未定义书签。实验一：扩展通频带实验目的掌握共射-共基混合连接法展宽通频带的原理和特性。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，可是，由于受 到密勒效应的影响， 它

2、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 密勒效应存在，因此 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 频性能有所改进，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，因此共射电路的电压增益也会减 小，可是，共基电路能够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

3、中的某些参数，能够改变反馈深度，从而调节负反馈放大 器的增益和频带宽度。如果以牺牲增益为代价，能够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A点分别与A点连接，能够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， 一般能够达到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 电路中一般都加有补偿电容。图1.2负反馈放大电路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

4、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。可是，当电路工作在高 图1.2负反馈放大电路需要说明的是，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

5、 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。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 值能够是电压有效值，也能够是电压最大值或峰-峰值，它们的比值结果都是一 样的，即U0 ppUipp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），便能够经过上述计算得到电压放大倍数。实验中，也

6、能够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，经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，因此必须测得 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，因此，本实验只 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10mV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

7、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

8、角 波，而三角波中基波分量的幅度是三角波幅度的8/n2倍，因此，增大信号频率 使三角波的幅度下降至中频信号电压最大值的0.707-(8/ n 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，可经过示波器直接读出。实验内容及步骤正确连接直流电源(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

9、与B点相连，C点与D点相连，是共基电路，用毫伏表分别测得输出电压U。的值， 并作记录。单级共射电路中频输出电压U二o共射-共基电路中频输出电压U0 =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，使电阻短路，重新观察共射-共基电路和上截止频率有何变 化。表1.1信号源内 阻电路形式输出频率kHz上限截止频率f，f3f4f5f6接 8.2k共射接 8.2k混合接 4.7k共射接 4.7k混合注：信号源内阻的改变我们经过在输入端接入不同阻值的

10、电阻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。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”气”的端点） 对地短路，调节10k电位器（R*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U=0V。o（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U。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。表1.2输入信号 电压反馈电 阻输出频率kHz上限截止 频率10mV100kf1f2f3f4f5f651k50mV100k51k100mV100k51k中频时动 态范围最 大允许值100k51k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复习主教材中有关章节。熟悉本实验电路的工作原理。思考题通频带展宽的方法有那几种？为什么共射-共基组态电路比单级共射电路的上截止频