一小信号调谐放大器基本工作原理.docx
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一小信号调谐放大器基本工作原理
实验室
时间段
座位号
同组人翁洁意
杭州电子科技大学
信息工程学院
通信电子线路实验报告
实验名称小信号调谐放大器
姓名王颖
学号15934104
指导老师刘建岚
一．实验目的
1.利用实验箱熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；
2.掌握单调谐和双调谐放大器在有负载和无负载的情况下的基本工作原理；
3.掌握用点测法测量放大器幅频特性的方法；
4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响；
5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。
二．实验内容
1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性；
2.用示波器测量输入、输出信号幅度，并计算放大器的放大倍数；
3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；
4.用示波器观察放大器的动态范围；
5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。
三．实验步骤
1.实验准备
在实验箱主板上插装好无线接收与变频模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上白色电源开关（POWER），此时模块上电源指示灯亮。
2.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量
我们测量幅频特性使用的是点测法。
点测法采用示波器进行测试，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路谐振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。
点测法，其步骤如下：
①2K1置“OFF”位，即断开集电极电阻2R3。
2K2置“单调谐”位，此时2C6被短路，放大器为单调谐回路。
高频信号源输出连接到调谐放大器的输入端（2P01）。
示波器CH1接放大器的输入端2TP01，示波器CH2接调谐放大器的输出端2TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ （用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰-峰值）为50mv（示波器CH1监测）。
调整
和
，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。
此时回路谐振于6.3MHZ。
比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。
②按照表1-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为50mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-1。
表1-1
输入信号频率f（MHZ）
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6.0
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7.0
7.1
输出电压幅值U（mv）
280
320
360
400
480
600
760
1000
1800
5000
2000
1000
720
560
440
360
320
280
③以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-1，在MATLAB上画出单调谐放大器的幅频特性曲线。
3．观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响
当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通2R3的幅频特性曲线。
（集电极无负载）（集电极有负载）
总结：
用点测法测出接通与不接通2R3的幅频特性曲线，如上图。
可以发现，当不接2R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。
而当接通2R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。
4．双调谐回路谐振放大器幅频特性测量
与单调谐的测量方法完全相同，也用点测法。
点测法，步骤如下：
①2K2置“双调谐”，接通2C6，2K1至“off”。
高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度50mv，然后接入调谐放大器的输入端（2P01）。
示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。
调整
和
，使输出为最大值。
②按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰-峰值为50mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入下表。
放大器输入信号频率f（Mhz）
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
5.7
5.8
5.9
6.0
6.1
放大器输出幅度U（mv）
40
40
40
50
120
160
280
400
560
720
放大器输入信号频率f（Mhz）
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7.0
7.1
放大器输出幅度U（mv）
1000
1550
860
420
220
150
100
70
60
50
③测出两峰之间凹陷点的大致频率，为0.25MHz。
④以横轴为频率，纵轴为幅度，按照上表，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。
⑤调整2C6的电容，按照上述方法测出改变2C6时幅频特性曲线。
下图为用MATLAB绘制的不同2C6时的幅频特性曲线。
（无负载时）（有负载）
四．实验报告要求
1．画出单调谐和双调谐的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。
比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？
【幅频特性】
单调谐：
（无负载）（有负载）
双调谐：
（无负载）（有负载）
【带宽】
根据曲线图可得
单调谐：
无负载B=0.4MHz
有负载B=0.69MHz
双调谐：
无负载B=0.73MHz
有负载B=0.5MHz
数据分析：
单调谐增益和通频带的矛盾比较突出，矩形系数较大；双调谐频带较宽，选择性好，矩形系数较小，其频率响应在通频带内可以做得较为平坦，在频带边缘上有更陡峭的截止。
【优缺点】
单调谐放大器：
优点是电路简单；
缺点是选择性较差，增益和通频带的矛盾比较突出，矩形系数较大；同等增益、同等带宽下，单调谐放大器的级数相对双调谐放大器要多。
双调谐放大器
缺点是电路结构稍复杂，调整难度相对较大，调整困难；级间匹配不容易满足。
优点是频带较宽；选择性好，矩形系数较小；双调谐回路电容可用得比单调谐回路小，减小了不稳定因数，并因此使增益带宽积比单调谐放大器大0.707倍。
【单双调谐曲线上的不同】
单调谐曲线在有无负载的两种情况下，通频带变化大，而双调谐的通频带变化相对较小，在有载的情况下，双调谐的特性曲线会有凹陷点，两峰之间的凹陷点的大致频率为0.25MHz。
4．总结由本实验所获得的体会。
通过这次实验，我对单、双调谐回路谐振放大器有了更深刻的认识。
（1）对于双调谐回路放大器的谐振回路工作在谐振频率条件下，其通频带比单调谐回路放大器的通频带宽，选频作用明显；
（2）对于双调谐回路，频带较宽，选择性好，矩形系数较小，其频率响应在通频带内可以做得较为平坦，在频带边缘上有更陡峭的截止，而单调谐回路选择性较差，增益和通频带的矛盾比较突出，矩形系数较大。
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