北京邮电大学
实验报告
课程名称 通信电子电路实验
实验名称 高频小信号调谐放大器
通信工程系23班 姓名 刘伟强
教师 张老师 成绩
2012年4月8日
实验一 高频小信号调谐放大器
一． 实验目的
1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；
2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。
二． 实验仪器
三． 实验内容及步骤
1、单级单调谐放大器
（1）电路图：
（2）实验设计及步骤
A、计算选频回路的谐振频率范围
如图1-8 所示，它是一个单级单调谐放大电路，输入信号由高频信号源或者振荡电路提供。调节电位器W3 可改变放大电路的静态工作点，调节可调电容CC2 和中周T2 可改变谐振回路的幅频特性。谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105 pF～125pF，根据公式
计算谐振回路谐振频率 f 的范围。
B、检查连线正确无误后，测量电源电压正常，电路中引入电压。实验板中，注意TP9接地，TP8 接TP10；
C、用万用表测三极管Q2 发射极对地的直流电压，调节可变电阻使此电压为5V。
D、用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV 的正弦信号，用示波器观察，调节电感电容的大小，适当调节静态工作点，使输出信号Vo的峰峰值Vopp 最大不失真。记录各数据，得到谐振时的放大倍数。
E、测量该放大器的通频带、矩形系数对放大器通频带的测量有两种方式：
(1) 用扫频仪直接测量；
(2) 用点频法来测量，最终在坐标纸上绘出幅频特性曲线。
在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽
或0.01处的带宽
,则矩形系数
，
，其中
为放大器的通频带。
2、双级单调谐放大器
（1）电路图：
（2）实验设计及步骤：
如图 1-10 所示，电路连接TP9 接地，TP8 接TP15，TP20 接地，TP19 接TP10。若输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。
（1）连接电源；
（2）静态工作点调节；
（3）测量放大器电压增益；
接入输入信号，用示波器测量输入峰峰值以及输出峰峰值，记录数据；
四． 实验原始数据及处理
1. 单级单调谐放大器
2. 双级单调谐放大器
五． 误差分析
1、实验理论值
谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105 pF～125pF，根据公式计算谐振回路谐振频率 f 的范围。
由于
值不能求出，无法算出理论值。
电路中电容值没有给出，无法算出电压增益的理论值。
2、分析实测值与理论值的误差程度及产生原因
答：误差程度处于理论值正常范围，
误差产生的可能原因为：实验仪器的老化；
测量时读数的误差；
周围噪声对实验的影响。
六． 课后思考题
1、高频小信号放大器的主要技术指标有哪些？
答：（1）电压增益和功率增益
调谐放大器的放大能力。放大器输出电压(或功率)与输入电压(或功率)之比，称为放大器的增益或放大倍数，用(或)表示，有时以
数计算。放大器增益的大小，取决于所用的晶体管、要求的通频带宽度、是否良好的匹配和稳定的工作等。
（2）通频带
由于所放大的信号不只是一个载波频率，而且还包括载波两旁的边频，要使无线电信号不失真地传输，调谐放大器的通频带一定要稍宽于信号所占有的频谱宽度。所以放大器的通频带也是一个重要的指标。
（3）选择性
放大器从各种不同频率的信号(有用的和有害的)中选出有用信号，排除干扰(有害)信号的能力，称为放大器的选择性。
选择性指标是针对抑制干扰而言的，但干扰的情况常常很复杂，有位于有用信号频率附近电台的干扰(称邻台干扰)，有某一特定频率的干扰，又有由于设备本身电子器件非线性产生的交调干扰，等等。对于不同的干扰有不同的选择性指标要求。选择性的两个基本指标是抑制比和矩形系数。
1）矩形系数
理想的频带放大器频率响应曲线应呈矩形，但实际的曲线形状则与矩形有较大的差异，如图1.1-2所示。
显然矩形系数愈接近1，则实际曲线愈接近理想矩形，邻近波道选择性愈好，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。通常谐振放大器的矩形系数，约在2~5的范围内。
2）抑制比
如图1.1-3所示的谐振曲线，对信号频率调谐。谐振点的放大倍数为
。若有一干扰其频率为
，则电路对此干扰的放大倍数为
,用
表示放大器对干扰的抑制能力。 通常称为对干扰的抑制比(或抗拒比)，用
表示。
（4）稳定性
指当放大器的工作状态或条件发生变化时，主要性能的稳定程度。
当环境温度变化时，会引起直流偏置状态以及晶体管和电路元件的参数改变，导致放大器性能的不稳定。它常表现为放大器的增益改变，中心频率偏移，谐振曲线畸变，甚至放大器自激而完全不能工作。因此要求放大器工作稳定是十分重要的问题。
（5）噪声系数
由于放大器本身就有噪声，输出端的信噪比和输入端信噪比是不一样的，为此，使用噪声系数来衡量放大器本身的噪声水平，公式表示为：噪声系数＝输入端信噪比/输出端信噪比。
2、单级单调谐放大器的电压增益与什么因素有关？当谐振回路中的并联电阻R变化时，
将怎样变化？
答： （1）单级单调谐放大器电压增益是一个频率的函数，自然与频率有关，但我们通常求的是谐振时的电压增益，该值主要与如下参数有关：
三极管正向传输导纳、负载导纳、谐振回路谐振导纳、接入系数。
（2）当谐振回路中的并联电阻R变大时，
变窄，
变大。
3、回路的谐振频率和那些参数有关？如何判断谐振回路处于谐振状态？
答：（1）回路的谐振频率和
有关。
（2）当谐振回路处于谐振状态时，调谐回路的电压最大
4、影响小信号放大器不稳定的因素有那些？如果实验中出现自激现象，如何解决呢？
答： （1）在高频调谐放大器中，由于晶体体管集电结电容的内部反馈
，形成了放大器的输出电路与输入电路之间的相互影响。它使高频调谐放大器存在工作不稳定的问题。
克服自激的方法：
（2）由于晶体管由反向传输导纳存在，实际上晶体管为双向器件。为了抵消或减少反向传输导纳的作用，应使晶体管单向化。
单向化的方法有两种：一种是消除反向传输导纳的反馈作用，称为中和法；另一种是使负载电导gL或信号源电导的数值加大，使得输人或输出回路与晶体管失去匹配，称为失配法。
七． 实验总结及心得体会
1、实验总结
小信号调谐放大器广泛用作高频和中频放大器，特别是用在通信接收端的前端电路，其主要目的就是实现对高频小信号进行放大。高频小信号放大器按频谱宽度分为窄带放大器和宽带放大器；按电路形式分为单级放大器和级联放大器；按照负载性质：谐振放大器和非谐振放大器。其中谐振放大器的负载是采用谐振回路，具有放大、滤波和选频的作用。非谐振放大器的负载由阻容放大器和各种滤波器组成，结构简单。
2、实验中遇到的问题和解决方法
实验过程中，我碰到了一些问题。
问题：实验中对于扫频仪使用方法的不了解，导致用扫频仪观测幅频特性曲线时没有调节正确的谐振频率，使得无法观测到正确波形。
解决方法：更好的学会操作使用扫频仪。
3、心得体会
本次实验是第一次接触通信电子电路实验课程。第一个收获的就
是见识到了很多以前没有见过或者更加智能的仪器，比如扫频仪和示波器。不过示波器还是觉得那种老式的示波器更习惯使用。我进一步学习了扫频仪的基本使用方法。第二个收获的就是了解了小信号谐振放大电路的基本组成和放大原理。本次通电实验虽然短暂，但是学到了很多东西。
第二篇：通信电子电路实验一 高频小信号调谐放大器
实验一 高频小信号调谐放大器
xxxxxxxxxx班xx号 大学霸
一、实验目的
1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；
2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。
二、实验仪器
1、扫频仪 一台
2、示波器 一台 SS7804
3、万用表 一块 DM3051
4、直流稳压电源 一台 GPS-3303C
5、高频毫伏表 一块
三、实验内容及步骤(电路图、设计过程、步骤)
实验中 电路部分元器件值，R2=10KΩ, R3=1KΩ, R10=2KΩ, R12=51Ω, R13=10KΩ,
R24=2KΩ, R27=5.1KΩ, R28=18KΩ, R30=1.5KΩ, R31=1KΩ, R32=5.1KΩ, R33=18KΩ, R35=1.5KΩ,
W3=47KΩ, W4=47KΩ,C20=1nF, C21=10nF, C23=10nF。
（一）、单级单调谐放大器
1、计算选频回路的谐振频率范围
如图所示，它是一个单级单调谐放大电路，输入信号由高频信号源或者振荡电路提
供。调节电位器W3 可改变放大电路的静态工作点，调节可调电容CC2 和中周T2 可改变谐
振回路的幅频特性。谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105 pF～125pF，
根据公式
计算谐振回路谐振频率f0的范围。
2、检查连线正确无误后，测量电源电压正常，电路中引入电压。实验板中，注意TP9
接地，TP8 接TP10；
3、用万用表测三极管Q2 发射极对地的直流电压，调节可变电阻使此电压为5V。
4、用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV 的正弦信号，用示波器观察，
调节电感电容的大小，适当调节静态工作点，使输出信号Vo 的峰峰值Vop-p 最大不失真。记录各数据，得到谐振时的放大倍数。
5、测量该放大器的通频带、矩形系数
对放大器通频带的测量有两种方式：
(1) 用扫频仪直接测量；
(2) 用点频法来测量，最终在坐标纸上绘出幅频特性曲线。
在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽BW0.1 或0.01
处的带宽 BW0.01 。则矩形系数
其中BW0.7 为放大器的通频带。
（二）单级双调谐放大电路（选作）
如图所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振
回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合， TP6 接TP13，TP7 接TP11 （采用耦合
电容C20），TP14 接TP10；
（1）连接电源；
（2）静态工作点调节；
（3）测量放大器电压增益；
接入输入信号，用示波器测量输入峰峰值以及输出峰峰值，记录数据；
（三）双级单调谐放大电路
如图所示，电路连接TP9 接地，TP8 接TP15，TP20 接地，TP19 接TP10。若输
入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级
放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免
地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也
会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器
（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。
填表
（四）双级双调谐放大电路（选作）
（1）连接实验电路；
（2）静态工作点调节；
（3）测量放大器电压增益，观察和前三种放大状况有何不同。
四、实验原始数据及处理
实验原始数据及所需图表见坐标纸
（1）单级单调谐电路
谐振频率f0=9.793MHz,增益AV=17.55
通频带BW0.707=10.32-9.6=0.72MHz,BW0.1=14.8-7.11=7.69MHz
矩形系数
幅频特性曲线见坐标纸
（2）单级双调谐放大电路
输入峰峰值Vip-p=0.49V, 输出峰峰值Vop-p=3.07V,增益AV=6.27
（3）双极单调谐放大电路
（4）双极双调谐放大电路
电压增益AV
五、误差分析
1.在第一个实验中，由于示波器的工作频带为有限制，导致相对放大倍数下降为0.1 处的上界频率无法准确测到，所以对应通频带BW0.1有误差。
2.静态工作点不正确，导致波形失真
3.仪器误差，人眼观察误差
六、课后思考题
1、高频小信号放大器的主要技术指标有哪些？
答：衡量小信号调谐放大器的主要质量主要包括以下几个方面:
谐振频率F0、谐振增益AV、通频带BW、增益带宽积BW·G、选择性D、噪声系数NF.
2、单级单调谐放大器的电压增益AV0与什么因素有关？当谐振回路中的并联电阻R
变化时，AV0及BW0.7将怎样变化？
答：单级单调谐放大器的电压增益AV0 与晶体管的电流放大系数，谐振电路的品质因数、谐振回路中LC值、可变电阻接入阻值、温度等因素有关。当谐振回路中的并联电阻R变化时， A V0及BW0.7也将随之变化。若原来的R值已使电路谐振，AV0已达到最大，再调节R阻值，由于增益带宽积基本不变，会使AV0变大，BW0.7变小。
3、讨论场效应管调谐放大器与晶体管放大器的优缺点。
答：场效应管调谐放大器与晶体管放大器相比，具有较高输入阻抗和低噪声等，可以获得一般晶体管很难达到的性能。另外，由于场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，选用场效应管更好；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，选用晶体管更好
4、回路的谐振频率和那些参数有关？如何判断谐振回路处于谐振状态？
答：根据公式
，可知谐振回路谐振频率 f0 与L、C的值有关。电路是LC并联谐振，谐振回路阻抗最大且为纯电阻，电路增益Av0达到最大值。
5、影响小信号放大器不稳定的因素有那些？如果实验中出现自激现象，如何解决呢？
答：高频调谐放大器中，由于晶体管存在内部反馈即方向传输导纳yre的作用，它把输出电压可以反馈到输入端，引起输入电流的变化，从而可能引起放大器工作不稳定。克服自激的方法有中和法和失配法。前者是在电路中引入一反馈，来抵消内部反馈的作用，达到放大器单向化的目的；后者是通过牺牲增益来换取稳定，通过增大放大器的负载电导，使之与放大器输出电导不匹配，导致放大器放大倍数降低以减小内部反馈的影响。
七、实验总结及心得体会
1.通过这次实验我巩固了在通电课上学到的高频小信号放大电路的知识，以及谐振放大增益，通频带，选择性的相关知识和计算方法，在实验中验证了理论知识。我对高频电路有了一定的了解。谐振放大器不仅有对特定频率信号的放大，同时也有滤波和选频的作用。
2.实验中也出现了一些问题，比如波形出现了一定的失真，检查电路后发现是静态工作点设置不正确，改变电路的静态工作点后，波形有了明显的改善。如果能更加熟练实验的操作和原理，这样能更快的发现问题，解决问题，不用浪费时间。