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高频实验报告(一)单调谐回路谐振放大器

一、实验目的

(1)本实验旨在通过构建单调谐回路谐振放大器，深入理解谐振放大器的工作原理及其在电子技术中的应用。通过实验，我们将学习如何设计并搭建一个单调谐回路谐振放大器，掌握其谐振频率、品质因数等关键参数的测量方法，以及如何通过调整电路参数来优化放大器的性能。此外，实验还将帮助我们了解放大器在实际应用中的稳定性和抗干扰能力，为后续的电子系统设计打下坚实基础。

(2)在实验过程中，我们将重点研究单调谐回路谐振放大器的频率响应特性，分析其放大倍数、带宽、相位等参数的变化规律。通过对实验数据的处理和分析，我们将验证理论公式，加深对谐振放大器工作原理的理解。同时，实验还将锻炼我们的实验操作技能，提高在电子电路设计和调试方面的实际能力。

(3)通过本实验，我们期望达到以下目标：一是掌握单调谐回路谐振放大器的基本原理和设计方法；二是学会使用实验仪器进行实际操作，提高实验技能；三是通过实验数据分析，加深对谐振放大器性能参数的理解；四是培养团队协作精神，提高解决实际问题的能力。实验完成后，我们将撰写实验报告，总结实验过程中的经验教训，为今后的学习和工作提供参考。

二、实验原理

(1)单调谐回路谐振放大器是一种利用单调谐回路实现信号放大的电子电路。其基本原理是利用单调谐回路的谐振特性，使得回路在特定频率下呈现出低阻抗状态，从而实现信号的放大。单调谐回路通常由电感、电容和电阻组成，通过调整这些元件的参数，可以改变回路的谐振频率。

(2)在单调谐回路谐振放大器中，信号首先通过输入回路进入放大器，经过放大器放大后，再通过输出回路输出。由于单调谐回路的谐振特性，当输入信号的频率与回路的谐振频率相匹配时，信号在回路中会产生最大能量，从而实现信号的放大。此外，单调谐回路还可以对信号进行滤波，去除不需要的频率成分。

(3)单调谐回路谐振放大器的性能主要取决于回路的品质因数（Q值）和放大器的增益。品质因数越高，谐振回路的选择性越好，放大器的带宽越窄；而放大器的增益则决定了信号的放大倍数。通过合理设计电路参数，可以使单调谐回路谐振放大器在特定频率范围内实现高增益和窄带宽，满足各种电子系统的需求。

三、实验仪器与设备

(1)本实验所需的仪器与设备包括以下几类：首先，电源设备，包括直流稳压电源，用于为实验电路提供稳定的电源电压；其次，信号发生器，用于产生不同频率和幅值的信号，作为实验的输入信号源；此外，示波器是本实验中不可或缺的测量工具，它可以直观地显示信号的波形、幅度、频率等参数，帮助我们分析实验结果。

(2)实验电路搭建过程中，需要使用到以下基本元件和工具：电阻、电容、电感等基本无源元件，用于构建单调谐回路和放大器电路；连接导线，用于连接电路元件；焊接工具，如电烙铁、助焊剂等，用于将元件焊接在电路板上；电路板，用于固定和连接电路元件，确保电路的稳定性和可靠性。

(3)为了保证实验的准确性和安全性，还需要以下辅助设备：实验台，用于放置实验仪器和电路板，提供稳定的实验环境；万用表，用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数，帮助调整电路参数；信号线，用于连接信号发生器和示波器，确保信号的传输质量；实验记录本和笔，用于记录实验数据、现象和结果，便于后续分析和总结。这些仪器的合理使用和搭配，对于实验的成功至关重要。

四、实验步骤与过程

(1)实验开始前，首先将单调谐回路谐振放大器电路搭建完毕，并检查电路连接是否正确。然后，将直流稳压电源的电压设定为5V，接入电路，确保电路供电稳定。接着，使用信号发生器产生频率为1kHz的正弦波信号，将其输入到放大器的输入端。

(2)将示波器的探头连接到放大器的输出端，观察输出信号的波形和幅度。记录此时信号的幅度为2V。调整信号发生器的频率至2kHz，再次观察输出信号，发现信号幅度降低至1.5V。逐步调整信号频率，记录不同频率下输出信号的幅度变化，绘制出单调谐回路谐振放大器的幅频特性曲线。

(3)在谐振频率附近，对单调谐回路谐振放大器进行细致的参数调整。首先，调整电感L1和电容C1的值，使放大器在谐振频率处的品质因数达到20。此时，将信号频率设定为谐振频率，输出信号的幅度为3V。然后，逐步增加信号幅度至5V，观察放大器输出信号的失真情况，分析放大器的线性范围和稳定性。

五、实验结果与分析

(1)实验结果显示，单调谐回路谐振放大器的幅频特性曲线呈现出典型的谐振峰形状。在谐振频率为1kHz时，放大器的增益达到最大值，为20dB。当频率偏离谐振频率±100Hz时，增益开始下降，下降率为6dB/Oct。这一结果符合理论预期，验证了单调谐回路在谐振频率附近具有最佳放大性能的特点。

(2)在谐振频率处，对放大器进行参数调整，使品质因数达到20。此时，实验测得放大器的带宽为±