实验七 高频小信号调谐放大器实验

实验七 高频小信号调谐放大器实验

实验七 高频小信号调谐放大器实验

一、实验目的

1、 掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；

2、 掌握谐振放大器电压增益、通频带及选择性的定义、测试及计算；

3、 了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；

二、实验内容

1、 测量单调谐、双调谐小信号放大器的静态工作电

2、 测量单调谐、双调谐小信号放大器的增益

3、 测量单调谐、双调谐小信号放大器的通频带

4、 测量单调谐、双调谐小信号放大器的选择性

三、实验仪器

1、 2 号板 1块

2、 双踪示波器 1台

3、 万用表 1台

4、 扫频仪（可选） 1台

四、实验原理

（一）单调谐放大器

小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图7-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS＝10.7MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。调节可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数Av0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1来表示）等。

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图7-1 单调谐小信号放大电路

放大器各项性能指标及测量方法如下：

1、谐振频率

放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图7-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为

f0 1

2 LC

式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；

C 为调谐回路的总电容，C 的表达式为

22 C C P1Coe P2Cie

式中， Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。

谐振频率f0的测量方法是：

用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。

2、电压放大倍数

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放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为

AV0 p1p2yfev0 p1p2yfe 22vig p1goe p2gie G

式中，g 为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时

输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180º而是为180º+Φfe。

AV0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图7-1中输出信号V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数AV0由下式计算：

AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB

3、通频带

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下降，习惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为

BW = 2△f0.7 = f0/QL

式中，QL为谐振回路的有载品质因数。

分析表明，放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为

AV0 BW yfe

2 C

上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容C 为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。

通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，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f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数AV0。由于

回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐

振曲线如图7-2所示。

可得： BW fH fL 2 f0.7

通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要

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想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量CΣ。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。

4、选择性——矩形系数

调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kv0.1时来表示，如图7-2所示的谐振曲线，矩形系数Kv0.1为电压放大倍数下降到0.1 AV0时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707 AV0时对应的频率偏移之比，即

Kv0.1 = 2△f0.1/ 2△f0.7 = 2△f0.1/BW

上式表明，矩形系数Kv0.1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Kv0.1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。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数Kv0.1。

（二）双调谐放大器

为了克服单调谐回路放大器的选择性差、通频带与增益之间矛盾较大的缺点，可采用双调 …… 此处隐藏：2004字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……