锁相放大器实验报告思考题

锁相放大器实验

锁相放大器实验（Lock-in amplifier）,简称LIA。它是一个以相关器为核心的检测微弱信号仪器，它能在强噪声情况下检测微弱正弦的幅度和相位。学习本实验的目的是使同学了解锁相放大器的基本组成,掌握锁相放大器的正确使用方法。

一、锁相放大器的基本组成

结构框图如图1所示。它有四个主要部分组成:信号通道、参考通道、相关器（即相关检测器）和直流放大器。

x(t) 前放 滤波 放大 乘法 低通 自流放大器 U0 r(t) 放大 移相 方波 图1 锁相放大器的基本结构框架

1. 信号通道

信号通道包括:低噪音前置放大器、带通滤波器及可变增益交流放大器。

前置放大器用于对微弱信号的放大，主要指标是低噪音及一定的增益（100～1000倍）。 可变增益放大器是信号放大的主要部件，它必须有很宽的增益调节范围，以适应不同的信号的需要。例如，当输入信号幅度为10nV，而输出电表的满刻度为10V时，则仪器

93

总增益为10V/10nV =10若直流放大器增益为10倍，前置放增益为10，则交流放大器的

5

增益达10。

带通滤波器是任何一个锁相放大器中必须设置的部件，它的作用是对混在信号中的噪音进行滤波，尽量排除带外噪音。这样不仅可以避免

实验二 中频放大器

一.实验目的

1. 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2. 了解中频放大器的作用、要求及工作原理； 3. 掌握中频放大器的测试方法。

二．实验内容

1.用示波器观察中频放大器输入输出波形，并计算其放大倍数。

2.用点测法测出中频放大器幅频特性，并画出特性曲线，计算出中频放大器

的通频带。

三.实验原理

中频放大器的作用:

1.进一步放大信号

接收机的增益，主要是中频放大器的增益。由于中放工作频率较低，因

而容易获得较高而又稳定的增益。 2.进一步选择信号，抑制邻道干扰

接收机的选择性主要由中放的选择性来保证，因为高放及输入回路工作频率较高，因而通带较宽，中放工作频率较低，且为固定，因而可采用较复杂的谐振回路或带通滤波器，将通带做的较窄，使谐振曲线接近于理想矩形，所以中放的选择性好，对邻道干扰有较强的抑制。

四．实验步骤

实验电路图如下所示：

实验电路如上图所示，图中7P01为中频信号输入端，7TP01为输入信号测试点，

7W02用来调整中频放大输出幅度。7L01、7C04和7L02、7C08分别为第一级和第二级的

谐振回路。其谐振频率为2.5MHZ。

从图中可以看出本实验采用两级中频放大器

南京信息工程大学滨江学院

高频电子线路实验报告

作者 徐飞 学号 20092334925 系部 电子工程系 专业班级 通信三班

实验一 高频小信号放大器实验

一、实验原理

高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处 理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。

频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。 图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电 容Cb.、Ce可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个：

晶体管单调谐回路调谐放大器

第一、选频作用，选择放大f f0的信号频率，抑制其它频率信号。 第二、提供晶

（实验报告） 锁相放大

【摘要】

随着科学技术的发展，需要测量许多物理量的微小变化。其中锁相放大器是目前最常见的仪器，适用于对淹没在噪声背景中的正弦波或方波信号的检测。通过对本实验的演练以及相关知识的了解，了解相关检测原理、锁相放大器(LOOK-IN)的基本组成，掌握锁相放大器的正确使用方法及在检波上的应用。

【关键词】

弱信号检测、相关器、锁相放大、互相关函数、抗干扰

【引言】

随着科学技术和生产的发展，在很多时候我们需要测量许多物理量的微小变化。特别是极端条件下的微弱信号的测量，是深化认识自然、开拓新材料、创造新器件的基础。对上述微小变化的测量，通常我们可以用传感器将其转化为相应的电信号，然后对这些电信号进行发达，然后进行检测。但是这些微小的变化通过传感器转换成的电信号十分微弱，而且各种条件下的噪声和干扰很可能将这些微弱信号淹没，因此单纯的使用放大器将其放大，并不能将这些信号正确地检测出来，因为一般放大器会将信号与噪声一起放大，被测信号因被噪声覆盖而使放大失去了意义。因此去掉上述信号中的噪声与干扰成为了解决弱信号测量问题的关键。一般，去除噪声和干扰有同步积累、相关接受等方法。

【正文】

锁相放大器的基本原理是相关接收原理，由互相关函数

Rx

南京信息工程大学滨江学院

高频电子线路实验报告

作者 徐飞 学号 20092334925 系部 电子工程系 专业班级 通信三班

实验一 高频小信号放大器实验

一、实验原理

高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处 理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。

频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。 图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电 容Cb.、Ce可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个：

晶体管单调谐回路调谐放大器

第一、选频作用，选择放大f f0的信号频率，抑制其它频率信号。 第二、提供晶

OTL功率放大器实验报告

湖 北 师 范 学 院

计算机科学与技术学院

实 验 报 告

课程： 姓名： 学号： 专业： 班级：

电子技术基础（模拟部分） 1204

时间：

2013 年12月 15日

OTL功率放大器实验报告

七．OTL功率放大电路

一 、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

图7－1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形

OTL功率放大器实验报告

式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大

实验名称：共源共栅放大器设计 实验目的：

1.了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点

2.学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系 3. 共源共栅放大器设计及仿真 实验设备及型号：orcd仿真软件

实验原理及实验步骤： 实验原理：

共栅级的输入信号可以是电流，共源级可以可以将电压信号转换为电流信号。共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。

MP1M20VOUTMN1M1共源共栅级的输出阻抗很高

00

通过计算Rout可得Rout约=（gm1+gmb2）ro2ro1

也就是说M2将M1的增益提高至原来的（gm1+gmb2）ro2倍 其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻 但这需要额外的电压余度

共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定电流源高的输

出阻抗接近一个理想电流源

本次需要仿真的pmos共源共栅负载的nmos 共源共栅放大器即是如此。

在某种意义上，共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节点电压变化的影响。这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常有用的 实验步骤：

由于共源共栅放大器的电路图已给出，所以电路设计省略 2.按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下

vccMP

实验名称：共源共栅放大器设计 实验目的：

1.了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点

2.学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系 3. 共源共栅放大器设计及仿真 实验设备及型号：orcd仿真软件

实验原理及实验步骤： 实验原理：

共栅级的输入信号可以是电流，共源级可以可以将电压信号转换为电流信号。共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。

MP1M20VOUTMN1M1共源共栅级的输出阻抗很高

00

通过计算Rout可得Rout约=（gm1+gmb2）ro2ro1

也就是说M2将M1的增益提高至原来的（gm1+gmb2）ro2倍 其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻 但这需要额外的电压余度

共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定电流源高的输

出阻抗接近一个理想电流源

本次需要仿真的pmos共源共栅负载的nmos 共源共栅放大器即是如此。

在某种意义上，共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节点电压变化的影响。这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常有用的 实验步骤：

由于共源共栅放大器的电路图已给出，所以电路设计省略 2.按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下

vccMP

七 OTL功率放大电路

一 、实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1 OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

图7－1所示为OTL低频 功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极

电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2.T3提供偏压。调节RW2，可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC，可以

通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周 ,T

电子电路实验

题目：集成运算放大器的应用

实验类型：设计 学时：4 系别：机械工程学院 专业：机械电子工程

年级班别：2010级机电班 开出学期：2011-2012（上）

学生姓名：肖 丹 学号：201007124150 实验教师：邱 刚 成绩：

2011 年 11 月 20日

设计性实验 集成运算放大器的应用

一、实验目的

1.了解运算放大器在信号放大和模拟运算方面的应用。 2.掌握运算放大器的正确使用方法。 3.掌握基本运算电路的设计方法。

三、实验仪器

示波器、信号源、直流稳压电源、交流毫伏表。

四、实验原理

集成运算放大器是高增益的直流放大器。在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络，就可以实现各种不同的电路功能。可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算及其他非线性变换功能；将正、负两种反馈网络相结合，还可具有产生各种模拟信号的功能。

本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。理想运放在线性运用时具有以下重要