高频(单级、两级)小信号(单、双)调谐放大器

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；

2、 测量放大器的通频带与矩形系数（选做）； 3、 测试放大器的频率特性曲线（选做）。

三、实验仪器

1、BT-3扫频仪（选做） 一台 2、20MHz示波器 一台 3、数字式万用表 一块 4、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TT2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（10 nF）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。同时由于石英晶体振荡器的输出中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为1.8uH～2.4uH，回路总电容为105 pF～125pF（分布电容包括在内），根据公式f

12 LC

计算谐振回路谐振频率f0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，打开实验箱左侧的船形开关，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TT1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TT2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TT2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TT2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TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－1。

表1－1

（4）测量放大器的通频带、矩形系数（选做）

放大器通频带的测量方法有两种：扫频法和逐点法。 扫频法即用BT-3扫频仪直接测试。使用BT-3扫频仪测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线（频率与相对放大倍数的关系曲线），从频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。

注意：扫频仪的输出不要太大以免超过放大器的动态范围，检波头的方向不要接反。 逐点法即用外置专用信号源做扫频源，用信号源输出幅度相同频率逐步变化的信号作为放大器的输入，逐点记录相应输出信号的大小，然后描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。

在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽2 f0.1或0.01处的带宽2 f0.01。则矩形系数Kr0.1

2 f0.12 f0.01

，Kr0.01 ，其中2 f0.7为放大器的通频2 f0.72 f0.7

带。

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，打开实验箱左侧的船形开关，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TT2处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－2。

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，打开实验箱左侧的船形开关，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TT2处测量，调节T4、CC4使TT2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。

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，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，TP17接TP22，TP17接TP6，TP7接TP11， TP18接TP21，TP23接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，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TT2处测量，调节T4、T5、CC4、CC5，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。

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。

2、 高频小信号放大器的主要技术指标有那些？如何理解选择性与通频带的关系？ 3、 画出单级单调谐放大器的频率特性曲线（选做）。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1m3i.html