高頻電路實驗

5.1.1 實驗目的

1、掌握小訊號調諧放大器的基本工作原理；

2、掌握諧振放大器電壓增益、通頻帶及選擇性的定義、測試及計算；

3、了解高頻小訊號放大器動態範圍的測試方法；

5.1.2實驗內容

4、測量單調諧、雙調諧小訊號放大器的靜態工作點

5、測量單調諧、雙調諧小訊號放大器的增益

6、測量單調諧、雙調諧小訊號放大器的通頻帶

5.1.3實驗儀器

1、高頻訊號發生器1臺

2、高頻毫伏表1臺

3、高頻小訊號調諧放大器（2號板） 1塊

4、雙蹤示波器1臺

5、萬用表1塊

6、掃頻儀1臺

5.1.4實驗原理

1、單調諧放大器

小訊號諧振放大器是通訊機接收端的前端電路，主要用於高頻小訊號或微弱訊號的線性放大。其實驗單元電路如圖5.1.

1所示。該電路由電晶體q1、選頻迴路t1二部分組成。它不僅對高頻小訊號進行放大，而且還有一定的選頻作用。

本實驗中輸入訊號的頻率fs＝10.7mhz。基極偏置電阻w3、r22、r4和射極電阻r5決定電晶體的靜態工作點。

調節可變電阻w3改變基極偏置電阻將改變電晶體的靜態工作點，從而可以改變放大器的增益。

表徵高頻小訊號調諧放大器的主要效能指標有諧振頻率f0，諧振電壓放大倍數**0，放大器的通頻帶bw及選擇性（通常用矩形係數kr0.1來表示）等。

放大器各項效能指標及測量方法如下：

（1）諧振頻率

放大器的調諧迴路諧振時所對應的頻率f0稱為放大器的諧振頻率，對於圖5.1.1所示電路（也是以下各項指標所對應電路），f0的表示式為

式中，l為調諧迴路電感線圈的電感量；

為調諧迴路的總電容，的表示式為

式中， coe為電晶體的輸出電容；cie為電晶體的輸入電容；p1為初級線圈抽頭係數；p2為次級線圈抽頭係數。

圖5.1.1 單調諧小訊號放大電路

諧振頻率f0的測量方法是：

用掃頻儀作為測量儀器，測出電路的幅頻特性曲線，調製壓器t的磁芯，使電壓諧振曲線的峰值出現在規定的諧振頻率點f0。

（2）電壓放大倍數

放大器的諧振迴路諧振時，所對應的電壓放大倍數**0稱為調諧放大器的電壓放大倍數。**0的表示式為

式中，為諧振迴路諧振時的總電導。要注意的是yfe本身也是乙個複數，所以諧振時輸出電壓v0與輸入電壓vi相位差不是180 而是為180+φfe。

的測量方法是：在諧振迴路已處於諧振狀態時，用高頻毫伏表測量圖5.1.1中輸出訊號v0及輸入訊號vi的大小，則電壓放大倍數由下式計算：

或 db

（3）通頻帶

由於諧振迴路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數下降，習慣上稱電壓放大倍數下降到諧振電壓放大倍數的0.707倍時所對應的頻率偏移稱為放大器的通頻帶bw，其表示式為

bw = 2△f0.7 = f0/ql

式中，ql為諧振迴路的有載品質因數。

分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數與通頻帶bw的關係為

上式說明，當電晶體選定即yfe確定，且迴路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數與通頻帶bw的乘積為一常數。這與低頻放大器中的增益頻寬積為一常數的概念是相同的。

通頻帶bw的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量方法可以是掃頻法，也可以是逐點法。

逐點法的測量步驟是：先調諧放大器的諧振迴路使其諧振，記下此時的諧振頻率f0及電壓放大倍數然後改變高頻訊號發生器的頻率（保持其輸出電壓vs不變），並測出對應的電壓放大倍數。由於迴路失諧後電壓放大倍數下降，所以放大器的諧振曲線如圖5.

1.2所示。

可得：通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數越小。要想得到一定寬度的通頻帶，同時又能提高放大器的電壓增益，除了選用yfe較大的電晶體外，還應盡量減小調諧迴路的總電容量cς。如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱訊號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。

2、雙調諧放大器

為了克服單調諧迴路放大器的選擇性差、通頻帶與增益之間矛盾較大的缺點，可採用雙調諧迴路放大器。雙調諧迴路放大器具有頻帶寬、選擇性好的優點，並能較好地解決增益與通頻帶之間的矛盾，從而在通訊接收裝置中廣泛應用。

在雙調諧放大器中，被放大後的訊號通過耦合迴路加到下級放大器的輸入端。

（1）電壓增益為（臨界耦合時）

（2）通頻帶

為弱耦合時，諧振曲線為單峰；

為強耦合時，諧振曲線出現雙峰；

臨界耦合時，雙調諧放大其的通頻帶為： bw = 2△f0.7 = fo/ql

圖5.1.3 雙調諧小訊號放大

5.1.5實驗步驟

1、單調諧小訊號放大器單元電路實驗

（1）根據電路原理圖熟悉實驗板電路，並在電路板上找出與原理圖相對應的的各測試點及可調器件（具體指出）。

（2）開啟小訊號調諧放大器的電源開關，並觀察工作指示燈是否點亮，紅燈為+12v電源指示燈，綠燈為-12v電源指示燈。(以後實驗步驟中不再強調開啟實驗模組電源開關步驟)

（3）調整電晶體的靜態工作點：

在不加輸入訊號時用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻r4和r5兩端的電壓（即vbq與veq），調整可調電阻w3，使veq＝1.6v，記下此時的vbq，並計算出此時的ieq＝veq /r5（r5=470ω）

（4）關閉電源，按下錶所示搭建好測試電路。（連線框圖如圖5.1.4所示）

圖5.1.4 單調諧小訊號放大連線框圖

注：圖中符號表示高頻連線線

（5）按下訊號源、頻率計和2號板的電源開關，調節訊號源「rf幅度」和「頻率調節」旋鈕，使在th1處輸出訊號峰-峰值約為200mv（示波器探頭用x10檔測量）頻率為10.7 mhz的高頻訊號。

測量諧振頻率

將示波器探頭連線在調諧放大器的輸出端即th2上，調節示波器直到能觀察到輸出訊號的波形，再調節中周磁芯使示波器上的訊號幅度最大，此時放大器即被調諧到輸入訊號的頻率點上。

測量電壓增益**0

在調諧放大器對輸入訊號已經諧振的情況下，用示波器探頭在th1和th2分別觀測輸入和輸出訊號的幅度大小，則**0即為輸出訊號與輸入訊號幅度之比。

測量放大器通頻帶

調節放大器輸入訊號的頻率，使訊號頻率在諧振頻率附近變化（以20khz為步進間隔來變化），並用示波器觀測各頻率點的輸出訊號的幅度，在如下的「幅度－頻率」座標軸上標示出放大器的通頻帶特性。

2、雙調諧小訊號放大器單元電路實驗

（1）開啟雙調諧小訊號調諧放大器的電源開關，並觀察工作指示燈是否點亮。

（2）調整電晶體的靜態工作點：

在不加輸入訊號時用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻r15和r16兩端的電壓（即vbq與veq），調整可調電阻w4，使veq＝0.4v，記下此時的vbq，並計算出此時的ieq＝veq /r16（r16=1.5k）

（3）關閉電源，按下錶所示搭建好測試電路。（連線框圖如圖1.1.5所示）

圖1.1.5 雙調諧小訊號放大連線框圖

（4）按下訊號源、頻率計和2號板的電源開關，調節訊號源「rf幅度」和「頻率調節」旋鈕，使在th1處輸出訊號峰-峰值約為500mv（示波器探頭用x10檔測量）頻率為465khz的高頻訊號。

測量諧振頻率

1）將示波器探頭連線在調諧放大器的輸出端th7上，調節示波器直到能觀察到輸出訊號的波形。

2）首先除錯放大電路的第一級中周，讓示波器上被測訊號幅度盡可能大，然後除錯第二級中周，讓示波器上被測訊號的幅度盡可能大。

3）重複調第一級和第二級中周，直到輸出訊號的幅度達到最大。這樣，放大器就諧振到輸入訊號的頻點上。

測量電壓增益**0

在調諧放大器對輸入訊號已經諧振的情況下，用示波器探頭在th6和th7分別觀測輸入和輸出訊號的幅度大小，則**0即為輸出訊號與輸入訊號幅度之比。

1.1.6實驗報告要求

1、寫明實驗目的。

2、畫出實驗電路的直流和交流等效電路。

3、計算直流工作點，與實驗實測結果比較。

4、整理實驗資料，並畫出幅頻特性。

5、思考題：

（1）高頻訊號發生器指示幅度與th1、th6測試點測得幅度是否相同，為什麼？

（2）實驗電路是否發生自激現象，如何消除自激？

5.4.1實驗目的

1、了解整合混頻器的工作原理

2、了解混頻器中的寄生干擾

5.4.2實驗內容

1、研究平衡混頻器的頻率變換過程

2、研究平衡混頻器輸出中頻電壓vi與輸入本振電壓的關係

3、研究平衡混頻器輸出中頻電壓vi與輸入訊號電壓的關係

5.4.3實驗儀器

1、訊號源模組1塊

2、頻率計模組1塊

3、模組 31塊

4、模組 71 塊

5、雙蹤示波器1臺

5.4.4實驗原理及實驗電路說明

在高頻電子電路中，常常需要將訊號自某一頻率變成另乙個頻率。這樣不僅能滿足各種無線電裝置的需要，而且有利於提高裝置的效能。對訊號進行變頻，是將訊號的各分量移至新的頻域，各分量的頻率間隔和相對幅度保持不變。

進行這種頻率變換時，新頻率等於訊號原來的頻率與某一參考頻率之和或差。該參考頻率通常稱為本機振盪頻率。本機振盪頻率可以是由單獨的訊號源供給，也可以由頻率變換電路內部產生。

當本機振盪由單獨的訊號源供給時，這樣的頻率變換電路稱為混頻器。

混頻器常用的非線性器件有二極體、三極體、場效電晶體和乘法器。本振用於產生乙個等幅的高頻訊號vl，並與輸入訊號 vs經混頻器後所產生的差頻訊號經帶通濾波器濾出。

高頻電路實驗

高頻電路實驗2019

高頻電路實驗指導書

高頻電子電路實驗報告

高頻電路實驗

高頻電路實驗2019

高頻電路實驗指導書

高頻電子電路實驗報告

相關推薦