1、高频电子线路实验高频电子线路实验高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器(1)(1)高频小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本高频小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放单元电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。通过本实验：大。通过本实验：1 1、掌握高频谐振电压放大器的电路组成与基本工作、掌握高频谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。原理。2 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。3 3、掌握高频谐振放大器、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项处于谐振时各项主要技术指标主要技术指标的意义及测试技能。的意义及
2、测试技能。一、实一、实 验验 目目 的的 3 3、高频谐振放大器的主要技术性能指标的测定。、高频谐振放大器的主要技术性能指标的测定。1 1、高频谐振电压放大器静态工作状态的测量。、高频谐振电压放大器静态工作状态的测量。2 2、高频谐振放大器谐振频率、高频谐振放大器谐振频率fofo的调整与测定。的调整与测定。（1 1）谐振电压放大倍数）谐振电压放大倍数AvoAvo （2 2）谐振放大器的通频带）谐振放大器的通频带BW0.7BW0.7 （3 3）谐振放大器的选择性）谐振放大器的选择性Kr0.1Kr0.1二、实二、实 验验 内内 容容3-1 3-1 高频谐振放大器主要性能指标高频谐振放大器主要性能指
3、标3-1-1 3-1-1 谐振增益谐振增益 放大器的谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益，表征放大器放大微弱信号的能力。记为Auo。其数学表达式为：其数学表达式为：uiuoAuo(输出电压与输入电压之比）输出电压与输入电压之比）或分贝表示或分贝表示uiuoAuolg20f1图中图中f fo o表示放大器的中心谐振频率。表示放大器的中心谐振频率。AuoAuofA Au/u/A Auouo表示相对电压增益。表示相对电压增益。Auo当输入信号的频率恰好等于当输入信号的频率恰好等于f fo o时，放大器的增益最大。时，放大器的增益最大。由图可知，高频谐振电压放大器的谐振增益具有与谐振回路相似的谐振
4、特性，只有当输入信号的频率恰好等于f0(即回路谐振)时，放大器的增益最大。特特性性曲曲线线表表达达三、实验应知知识三、实验应知知识3-1-2 3-1-2 通频带通频带BwBw 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。故习惯上称电压放大倍数放大倍数下降。故习惯上称电压放大倍数AuoAuo下降到谐振电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数AuoAuo的的0.7070.707倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带BWBW。一般用。一般用BWBW0.70.7表示表示其数
5、学表达式为：其数学表达式为：LHLoffQfBw/7.02Q QL L：为回路的等效品质因数为回路的等效品质因数AuoAuf1of707.0fLfHBw0.7 高频电压放大器为什高频电压放大器为什么要求通频带？么要求通频带？放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号都包含一定频谱放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号都包含一定频谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必要的信号频谱分量通过放大器。宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必要的信号频谱分量通过放大器。与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回路的等效品质因数与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回
6、路的等效品质因数Q QL L。此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变。并且通频带愈宽，放。此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变。并且通频带愈宽，放大器增益愈小。大器增益愈小。特特性性曲曲线线表表达达三、实验应知知识三、实验应知知识 由此可知，高频小信号放大器的频率由此可知，高频小信号放大器的频率特性，是以谐振频率特性，是以谐振频率fo为中心对称的，形为中心对称的，形成谐振曲线，且不平坦，故成为窄带选频成谐振曲线，且不平坦，故成为窄带选频放大器。放大器。3-1-3 3-1-3 选择性选择性KrKr0.10.1 选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号总和（有用的和有害的）选择性是指放大
7、器从含有各种不同频率的信号总和（有用的和有害的）中选出有用信号，排除有害（干扰）信号的能力及选择性指标是针对抑制干扰中选出有用信号，排除有害（干扰）信号的能力及选择性指标是针对抑制干扰而言的。一般是用谐振曲线的矩形系数而言的。一般是用谐振曲线的矩形系数KrKr0.10.1来表示。来表示。1 1矩形系数矩形系数 ：是指电压放大倍数：是指电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数AvoAvo的的0.10.1倍倍时所对应的频率范围与电压放大器倍时所对应的频率范围与电压放大器倍数下降到数下降到0.707Avo0.707Avo时对应的频率偏移时对应的频率偏移之比。之比。其数学表达式其数学表
8、达式7.01.01.0wwrBBKAuoAuf1of0.1Kr0.1fLfHBw0.7 上述表明：矩形系数上述表明：矩形系数 KrKr0.10.1愈接近愈接近1 1，则实际曲线愈接近理想矩形，邻近波，则实际曲线愈接近理想矩形，邻近波道选择性愈好，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。但单调谐回路放大器的矩道选择性愈好，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。但单调谐回路放大器的矩形系数远大于形系数远大于1 1，这是单调谐回路放大器的缺点。故实际工程应用中，通常采，这是单调谐回路放大器的缺点。故实际工程应用中，通常采用多级谐振放大器。用多级谐振放大器。特特性性曲曲线线表表达达三、实验应知知识三、实验应知知识3
9、-23-2实验电路组成与说明实验电路组成与说明 实验用单调谐回路谐振放大器电路如图实验用单调谐回路谐振放大器电路如图1 1所示。图中，所示。图中，R1R1、R2R2、RERE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C2C2是是RERE的旁路电容，的旁路电容，C1C1、C7C7是输入、输出耦合电容，是输入、输出耦合电容，L L、C3C3、C4C4是谐振回是谐振回路，路，C3C3用来调谐，用来调谐，K1K1、K2K2、K3K3用以改变集电极回路的阻尼电阻用以改变集电极回路的阻尼电阻R3R3，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益
10、、带宽、以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q Q值）值）的影响。的影响。K4K4、K5K5、K6K6用用以改变射极偏置电阻以改变射极偏置电阻R4R4，以观察放大器静态工作以观察放大器静态工作点变化对谐振回路点变化对谐振回路（包括电压增益）的（包括电压增益）的影响。为了减轻负载影响。为了减轻负载对回路对回路Q Q值的影响，值的影响，输出端采用了（部分输出端采用了（部分接入方式），即电感接入方式），即电感抽头输出方式。抽头输出方式。三、实验应知知识三、实验应知知识1 1、放大器静态测量与工作状态判断、放大器静态测量与工作状态判断RERE实际测量值（实际测量值（V)计算值计算值根据
11、根据V VCE CE 判断判断VT7VT7是否工作在放大区是否工作在放大区VbVbVeVeVcVcVceVceIc(mA)Ic(mA)是否原因原因5005001K1K2K2KVb:Vb:基极对地电压。基极对地电压。Ve:Ve:发射极对地电压。发射极对地电压。VceVce：集电极与发射极之间电压。：集电极与发射极之间电压。基本条件：基本条件：R=10K Vcc=12V R=10K Vcc=12V 按表要求分别改变按表要求分别改变RERE时，测试数据记录于表中：时，测试数据记录于表中：说明说明1 1：放大器工作在放大区的原因。：放大器工作在放大区的原因。说明说明2 2：当：当RERE变化后，变化后
12、，IcIc有否变化？有否变化？四、实验应会知识四、实验应会知识测试电路原理框图如图测试电路原理框图如图1 1所示所示 条件条件1 1数据（数据（Re=1KRe=1K）条件条件2数据数据(Re=500)Fo=Fo=？AVo AVo？Fo=Fo=？AVo=AVo=？说明说明1 1：放大器的：放大器的AVoAVo表征的是：表征的是：说明说明2 2：放大器射极电阻：放大器射极电阻ReRe变化对变化对A AVOVO的影响。的影响。输入输入/输出信号波形输出信号波形输入输入/输出信号波形输出信号波形Vi/Vo的函数表达式的函数表达式Vi/Vo的函数表达式的函数表达式基本条件：基本条件：R=10KR=10K
13、2 2、谐振频率、谐振频率fofo与谐振增益与谐振增益AvoAvo的测定与计算的测定与计算四、实验应会知识四、实验应会知识测试电路原理框图如图1所示 条件条件1数据（数据（R=10K）条件条件2数据数据(R=470)Bw0.7=fH-FL=Bw0.7=fH-FL=？Bw0.7=fH-FL=Bw0.7=fH-FL=？AuoAufofAuoAufof说明说明1 1：什么是通频带？：什么是通频带？说明说明2 2：放大器阻尼电阻：放大器阻尼电阻R R变化对变化对AVOAVO与与BwBw的影响。的影响。通带特性曲线通带特性曲线通带特性曲线通带特性曲线3 3谐振放大器通频带谐振放大器通频带BwBw的测定的
14、测定基本条件：基本条件：Re=1KRe=1K四、实验应会知识四、实验应会知识4 4放大器矩形系数放大器矩形系数Kr0.1Kr0.1的测定的测定 条件：条件：基本条件：基本条件：Re=1KRe=1K R=10K R=10K1 1、测出、测出Bw0.1Bw0.1的同频带：的同频带：根据实验测得数据，计算出此条件下的根据实验测得数据，计算出此条件下的Kr0.1=Kr0.1=K Kr0.1r0.1=BwBw0.10.1/Bw/Bw0.70.7=?=?Bw0.1=fBw0.1=fH H-f-fL L=?=?四、实验应会知识四、实验应会知识通带特性曲线通带特性曲线AuoAufof2 2整理实验数据。标明本
15、实验电路高频小信号放大器的主要性能整理实验数据。标明本实验电路高频小信号放大器的主要性能指标。指标。1.1.计算计算LCLC并联回路的谐振频率并联回路的谐振频率fofo：已知已知:C=120pf L=1uH.:C=120pf L=1uH.12foL C五、实验思考与报告五、实验思考与报告5.1 5.1 实验思考题实验思考题5.2 5.2 实验报告要求实验报告要求1 1画出实验电路的直流通路，计算放大器直流工作点，并与实测画出实验电路的直流通路，计算放大器直流工作点，并与实测结果作比较。结果作比较。3.3.总结由本实验所获得的体会。总结由本实验所获得的体会。高频谐振功率放大器 1.1.谐振功率放
16、大器的基本工作原理。（基本特点，谐振功率放大器的基本工作原理。（基本特点，电压、电流波形）电压、电流波形）2.2.谐振功率放大器的三种工作状态，功率、效率谐振功率放大器的三种工作状态，功率、效率计算。计算。3.3.集电极电源电压集电极电源电压 VCCVCC和集电极负载变化对谐振和集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响功率放大器工作的影响 。下次实验提示下次实验提示实验预习内容实验预习内容实验报告格式要求实验报告格式要求实验项目名称：高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器一、实验目的：二、实验仪器设备：1 1、掌握高频谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。、掌握高频谐振电压放大器的电路组成
17、与基本工作原理。2 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。3 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标的意义及测试方法。、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标的意义及测试方法。1 1、高频电子线路实验箱、高频电子线路实验箱GP-4GP-4。2 2、数字存储示波器、数字存储示波器TDS-1002 TDS-1002 3 3、高频信号发生器、高频信号发生器WY-1052AWY-1052A4 4、数字万用表、数字万用表三、实验电路组成与说明 实验用实验用单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器电路如电路如图图1 1所示。图中，所示。图中，R1R1、R
18、2R2、RERE用以保证晶体用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。类。C2C2是是RERE的旁路电容，的旁路电容，C1C1、C7C7是输入、是输入、输出耦合电容，输出耦合电容，L L、C3C3、C4C4是谐振回路，是谐振回路，C3C3用来调谐，用来调谐，K1K1、K2K2、K3K3用以改变集电极回用以改变集电极回路的阻尼电阻路的阻尼电阻R3R3，以观察集电极负载变化，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q Q值）值）的影响。的影响。K4K4、K5K5、K6K6用以改变射极偏置电用以改变射极偏置电阻
19、阻R4R4，以观察放大器静态工作点变化对谐，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益）的影响。为了减振回路（包括电压增益）的影响。为了减轻负载对回路轻负载对回路Q Q值的影响，输出端采用了值的影响，输出端采用了（部分接入方式），即电感抽头输出方式。（部分接入方式），即电感抽头输出方式。四、实验内容与数据四、实验内容与数据1 1、放大器静态测量与工作状态判断、放大器静态测量与工作状态判断RERE实际测量值（实际测量值（V)计算值计算值根据根据V VCE CE 判断判断VT7VT7是否工作在放大区是否工作在放大区VbVbVeVeVcVcVceVceIc(mA)Ic(mA)是否原因原因50
20、05001K1K2K2KVb:Vb:基极对地电压。基极对地电压。Ve:Ve:发射极对地电压。发射极对地电压。VceVce：集电极与发射极之间电压。：集电极与发射极之间电压。基本条件：基本条件：R=Vcc=12V R=Vcc=12V 按表要求分别改变按表要求分别改变RERE时，测试数据记录于表中：时，测试数据记录于表中：说明说明1 1：放大器工作在放大区的原因。：放大器工作在放大区的原因。说明说明2 2：当：当RERE变化后，变化后，IcIc有否变化？有否变化？2 2、谐振频率、谐振频率fofo与谐振增益与谐振增益AvoAvo的测定与计算的测定与计算测试电路原理框图如图测试电路原理框图如图1 1
21、所示所示高频信号发生器高频信号发生器高频调谐放大器高频调谐放大器高频毫伏表高频毫伏表示波器示波器电源电源扫频仪扫频仪 条件条件1 1数据（数据（Re=1KRe=1K）条件条件2数据数据(Re=500)Fo=Fo=？AVo=AVo=？Fo=Fo=？AVo=AVo=？说明说明1 1：放大器的：放大器的AVoAVo表征的是：表征的是：说明说明2 2：放大器射极电阻：放大器射极电阻ReRe变化对变化对A AVOVO的影响。的影响。输入输入/输出信号波形输出信号波形输入输入/输出信号波形输出信号波形Vi/Vo的函数表达式Vi/Vo的函数表达式基本条件：基本条件：R=10KR=10K测试电路原理框图如图1
22、所示 条件条件1数据（数据（R=10K）条件条件2数据数据(R=470)Bw0.7=fH-FL=Bw0.7=fH-FL=？Bw0.7=fH-FL=Bw0.7=fH-FL=？AuoAufofAuoAufof说明说明1 1：什么是通频带？：什么是通频带？说明说明2 2：放大器阻尼电阻：放大器阻尼电阻R R变化对变化对AVOAVO与与BwBw的影响。的影响。通带特性曲线通带特性曲线通带特性曲线通带特性曲线3 3谐振放大器通频带谐振放大器通频带BwBw的测定的测定基本条件：基本条件：Re=1KRe=1K4 4放大器矩形系数放大器矩形系数Kr0.1Kr0.1的测定的测定 条件：条件：基本条件：基本条件：Re=1KRe=1K R=10K R=10KBw0.1=fH=FL=Bw0.1=fH=FL=根据实验测得数据，计算出此条件下的根据实验测得数据，计算出此条件下的Kr0.1=Kr0.1=2.2.计算计算LCLC回路的谐振频率回路的谐振频率fofo：已知已知:C=120pf L=1uH.:C=120pf L=1uH.12foL C实验思考题Bw0.1/Bw0.7=?
