高频单级两级小信号单双调谐放大器通信电子电路硬件实验报告.docx

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高频单级两级小信号单双调谐放大器通信电子电路硬件实验报告

实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器

一、实验目的

1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；

2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。

二、实验内容

1、测量各放大器的电压增益；

三、实验仪器

BT-3扫频仪（选做）一台、20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套

四、实验基本原理

1、单级单调谐放大器

图1－1单级单调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。

信号从TP5处输入，从TP10处输出。

调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。

2、单级双调谐放大器

图1－2单级双调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。

两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。

3、双级单调谐放大器

图1－3双级单调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－3所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。

同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。

所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。

实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。

4、双级双调谐放大器

图1－4双级双调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－4所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。

五、实验步骤

1、计算选频回路的谐振频率范围

若谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105pF～125pF（分布电容包括在内），根据公式

计算谐振回路谐振频率

的范围。

2、单级单调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP9接地，TP8接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。

用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。

说明：

本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。

（3）测量放大器电压增益

去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号Vi。

1）输入信号Vi由正弦波振荡器模块提供，参考实验九产生10.7MHz的正弦波信号Vi，操作步骤如下：

①在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。

主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。

若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。

②用示波器在正弦波振荡器模块的TP5处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz。

调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。

此信号即为本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。

③正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p为400mV左右。

④用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－1。

2）输入信号Vi由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。

用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－1。

3、单级双调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

①去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi（Vip-p约400mV）。

将Vi输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－2。

注意：

不要用示波器探头直接在耦合电容（C20、C21）的两侧测量，因为示波器探头的输入电容会影响谐振回路的特性。

4、双级单调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

①去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP8接TP15。

参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi1（Vi1p-p约400mV）。

将Vi1输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在TP8处测量，调节T2、CC2，使TP8处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。

③用示波器在TP10处测量，调节T4、CC4，并适当调节该模块的W3、W4，使TP10处信号最大不失真，记录此时输出信号Vo2的峰峰值Vo2p-p。

用示波器在TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，记录各数据，填表1－3。

5、双级双调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP6接TP13，TP17接TP22，TP17接TP6，TP7接TP11，TP18接TP21，TP23接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP14接TP15。

参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi1（Vi1p-p约200mV）。

将Vi1输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在小信号放大器模块的TP14处测量，调节T2、T3、CC2、CC3使TP14处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。

③用示波器在TP10处测量，调节T4、T5、CC4、CC5，并适当调节该模块的W3、W4，使TT2处信号最大不失真，记录此时Vo2的峰峰值Vo2p-p。

用示波器在小信号放大器模块的TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，记录各数据，填表1－4。

注意：

两级双调谐放大器的各中周不要调节的太深，因为中周的变化会改变放大器的输入输出阻抗，从而使放大器与信号源之间不匹配，进而使放大器的输入波形失真。

同时，为了获得最佳的实验效果可以适当调节输入信号的幅度和各三极管的静态工作点。

六、实验报告

1、按步实验并完成表1－1、1－2、1－3、1－4。

表1－1

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压放大倍数

0.4

5.92

14.8

表1－2

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压放大倍数

0.4

8.24

20.6

表1－3

Vi1p-p（V）

Vi2p-p（V）

Vo1p-p（V）

Vo2p-p（V）

两级放大器电压放大倍数

0.4

3.2

4.32

9.36

17.3

表1－4

Vi1p-p（V）

Vi2p-p（V）

Vo1p-p（V）

Vo2p-p（V）

两级放大器电压放大倍数

0.2

2.4

4

2.48

7.44

2、高频小信号放大器的主要技术指标有哪些？

1.电压增益与功率增益:

电压增益等于放大器输出电压与输入电压之比；而功率增益等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。

2.频带宽度:

放大器的电压增益下降到最大值的倍时，所对应的频带宽度。

常用2△f0.7来表示。

3.矩形系数：

矩形系数是表征放大器选择性好坏的一个参量。

其定义为:

Kr0.1=2△f0.1∕2△f0.7（2-1）

式中，2△f0.7为放大器的通频带；2△f0.1为放大器的电压增益下降至最大值的0.1倍时所对应的频带宽度。

4.工作稳定性：

指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元件参数等发生可能变化时，放大器主要性能的稳定程度。

5.噪声系数：

是用来表征放大器的噪声性能好坏的一个参量。

实验二场效应管谐振放大器

一、实验目的

1、了解双栅场效应管放大器的工作原理；

2、了解场效应管调谐放大器与三极管放大器的优缺点。

二、实验内容

1、观察场效应管调谐放大器的输出波形；

2、测量场效应管放大器的电压增益。

三、实验仪器

20MHz示波器一台、调试工具一套

四、实验原理

场效应管具有输入阻抗高、动态范围大、噪声小、线性好、辐射能力强等优点，在分立元件的高频放大器在中有取代晶体管的趋势。

特别是双栅场效应管高频放大器在彩色电视机的高频调谐器、无线车载接收机和无线电话接收机中得到了较为广泛得应用。

本实验得电路原理图如图2－1所示。

图2－1场效应管调谐放大器实验原理图

图中，Q1为双栅场效应管，D1、D2用于限幅，以免场效应管损坏。

信号从TP1输入，输出信号在TT1处测量。

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨。

主板GND接模块GND，主板＋12V接模块+12V。

检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、输入信号

放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。

参考实验一实验步骤2（3），用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP1，调节此信号的幅度，使TP1处信号Vi的峰峰值Vip-p约为300mV。

3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益

用示波器在TP31处观察放大器的输出波形，调节T1、CC1使TP31处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表2－1。

六、实验报告

1、按步实验并完成表2－1。

表2－1

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压放大倍数

300

2470

8.2

2.讨论场效应管调谐放大器与晶体管放大器的优缺点。

答：

场效应管调谐放大器与晶体管放大器相比，具有高输入阻抗和低噪声等，可以获得一般晶体管很难达到的性能。

另外，由于场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。

在只允许从信号源取较少电流的情况下，选用场效应管更好；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，选晶体管更好。

实验三集成选频放大器

一、实验目的

1、熟悉集成放大器的内部工作原理；

2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性。

二、实验内容

1、测量集成选频放大器的电压增益；

三、实验仪器

BT-3扫频仪（选做）一台、20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套

四、实验原理

集成选频放大器的实验原理图如图3－1所示。

其中FL1为10.7MHz的陶瓷滤波器，U1为中频放大器。

实验时，10.7MHz的信号从TP2处输入，在TP30处测量和观察输出信号。

图3－1集成选频放大器实验原理图

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨。

主板GND接模块GND，主板＋5V接模块＋5V，主板－5V接模块－5V。

检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K2、K3向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。

2、输入信号

放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。

参考实验一实验步骤2（3）或高频信号源的使用方法，用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP2，调节输入信号的幅度，使TP3处信号Vi的峰峰值Vip-p约为400mV。

3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益

用示波器在TP30处观察放大器的输出波形Vo并记录Vo的峰峰值Vop-p，若输出信号失真则减小输入信号的幅度，填表3－1。

六、实验报告

1、按步实验并完成表3-1。

表3－1

Vip-p（mV）

Vop-p（mV）

电压放大倍数

400

8220

20.55

2、集成选频放大器由哪些部分组成？

各部分分别起什么作用？

答：

由放大和选频两部分组成。

先由选频部分对其进行滤波，在经过放大部分进行放大。