[信息与通信]高频电路实验2012.doc

第5章 高频电路实验 5.1 高频小信号调谐放大器实验 5.1.1 实验目的 掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 掌握谐振放大器电压增益、通频带及选择性的定义、测试及计算； 了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 5.1.2实验内容 测量单调谐、双调谐小信号放大器的静态工作点 测量单调谐、双调谐小信号放大器的增益 测量单调谐、双调谐小信号放大器的通频带 5.1.3实验仪器 高频信号发生器 1台 高频毫伏表 1台 高频小信号调谐放大器（2号板） 1块 双踪示波器 1台 万用表 1块 扫频仪 1台 5.1.4实验原理 1、单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图5.1.1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS＝10.7MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。调节可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数Av0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： （1）谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图5.1.1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为 式中，L为调谐回路电感线圈的电感量； 为调谐回路的总电容，的表达式为 式中， Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。 图5.1.1 单调谐小信号放大电路 谐振频率f0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。 （2）电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为 式中，为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180o 而是为180o+Φfe。 的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频毫伏表测量图5.1.1中输出信号V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数由下式计算： 或 dB （3）通频带 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，习惯上称电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为 BW = 2△f0.7 = f0/QL 式中，QL为谐振回路的有载品质因数。 分析表明，放大器的谐振电压放大倍数与通频带BW的关系为 上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。 通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图5.1.2所示。 可得： 通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频带，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量CΣ。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。 2、双调谐放大器 为了克服单调谐回路放大器的选择性差、通频带与增益之间矛盾较大的缺点，可采用双调谐回路放大器。双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应