高频电子技术实验指导书(简本).doc

目录 实验一：扩展通频带 1 实验二：小信号谐振放大器 5 实验三：LC振荡电路 8 实验四：高频谐振功率放大器 12 实验五：调幅与检波 17 实验六：三极管混频器 24 实验一：扩展通频带 实验目的 1．掌握共射-共基组合电路法扩展通频带的原理和特性。 2．掌握负反馈法展宽通频带的方法与原理。 实验原理及说明 在实际宽频带放大电路中，要展宽通频带，也就是要提高上限工作频率，主要使用组合电路法和反馈法。 组合电路法 组合电路法广泛采用共射-共基组合电路，如图1.1所示。 共射电路的电流增益和电压增益都多比较大，但是，由于受到密勒效应的影响，它的上限截止频率比较低，从而带宽受到限制。共基极电路没有密勒效应存在，所以其上限工作频率远高于共射电路。 在共射-共基组合电路中，上限截止频率由共射极的上限截止频率决定。利用共基电路输入阻抗小的特点，将它作为共射电路的负载，使共射电路输出总阻抗大大减小，进而使密勒电容大大减小。这样，共射-共基组合电路的综合高频性能有所改善，从而有效地扩展了共射电路的通频带，亦即拓展了整个组合电路的上限工作频率。由于共射电路负载减小，所以共射电路的电压增益也会减小，但是，共基电路可以提供足够大的电压增益，以弥补电压增益的损失。因此，组合电路的整体电流增益和电压增益都比较大。 负反馈法 调节负反馈电路中的某些参数，可以改变反馈深度，从而调节负反馈放大器的增益和频带宽度。如果以牺牲增益为代价，可以扩展放大器的通频带。 图1.2所示电路是由运算放大器构成的电压并联型负反馈放大电路。将电路中的A1、A2点分别与A点连接，可以得到不同负反馈电阻的反馈通路，构成“电压并联”型的负反馈放大器。 由于运算放大器内部电路由多级放大电路组成，它的电压放大倍数很高，一般可以达到105以上。为了在深度负反馈时不产生自激振荡，在运算放大器内电路中通常都加有补偿电容。 对于内接补偿电容的运算放大器，它的开环上截止频率很低（一般只有几赫兹）。加深度负反馈以后，当输入信号频率较低时，由于内补偿电容呈现的容抗较高，信号输出较大，因此，造成的反馈信号也较大，反馈信号与输入信号在电路的输入端反相合成，互相抵消，使净输入信号明显减小。因此，在低频工作时，深度负反馈将大大削弱放大器的电压放大倍数。但是，当电路工作在高频状态下时，补偿电容呈现很小的容抗，造成反馈信号跟随频率的升高而减小的现象，放大器的净输入信号得到回升，导致输出电压的总增益下降量减小，从而提高了电路的上限频率，即展宽了电路的通频带。 需要说明的是，运算放大器接有补偿电容器时，运算放大器的内部放大级负载不可避免地表现出容性阻抗特征，由于容性负载的阻抗在高频状态下比较小，使得电路的输出电压下降，负反馈量也减小，这将使净输入信号增大到比低频时更大，增大的输出电流弥补了容性负载阻抗下降带来的输出电压降低，使上限截止频率得以提高。因此，有效地提高负反馈电路的上限截止频率。本实验中，将运算放大器接成反相输入式的电压并联负反馈放大电路，在不同输入信号幅度下，测量其频率特性，观察上截止频率随输入信号大小不同而产生的变化，了解不同输入信号幅度情况下，器件动态应用范围的富余量。负反馈深度不同，上限截止频率提高的程度也不同。 测量方法 中频电压放大倍数的测量 电压放大倍数等于经放大器放大输出的电压值与输入电压值之比，该电压值可以是电压有效值，也可以是电压最大值或峰-峰值，它们的比值结果都是一样的，即 本实验中，取中频信号的频率f=10kHz，有效值为10mV左右，用毫伏表测得其读书（毫伏表的读数为有效值），便可以通过上述计算得到电压放大倍数。 实验中，也可以使用双踪示波器同时显示输入输出波形，从示波器上直接读出信号的最大值或峰-峰值，通过上述计算得到电压放大倍数。 放大器的频率特性测量 测量放大器的频率特性主要是为了了解放大器的频带宽度，所以必须测得其频率的上下限。由于放大器的通频带宽度主要受其上限制约，所以，本实验只要求测量放大器的上限截止频率。 使用毫伏表测量放大器的上限截止频率，只能采用逐点测量法。测量时，输入信号幅度不宜过小（否则信噪比太低），也不宜过大（否则会产生非线性失真）。一般来说，选中心频率输出幅度为最大允许输出幅度的三分之一到三分之二，本实验可取输入信号为10mV左右的有效值。在测得中心频率输入幅度时，保持输入信号幅度不变，逐渐增高其频率，当幅度下降至中心频率幅度的0.707倍时，这一频率即为放大器的上限截止频率。 当负反馈放大器输入大信号时，尽管中心频率信号不出现失真，假若它的净输入信号已经足够大，那么放大器的线性动态应用范围就会被充分利用。此时，若输入信号频率增加而接近放大器的上限截止频率时，输出信号幅度