实验一 高频小信号单调谐放大器实验

一、实验目的

1. 掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2. 熟悉放大器静态工作点的测量方法；

3. 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；

4. 了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。

二、实验原理

小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号的线性放大。其实验原理电路如图1-1所示。该电路由晶体管BG、选频回路（LC并联谐振回路）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。

VccLRB1CRCCcOUTINCBBGRB2RECE图1-1 单调谐回路放大器原理电路 1．单调谐回路谐振放大器原理

单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。

2．单调谐回路谐振放大器实验电路

单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

7

图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路

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Au0，放大器的通频带BW0.7及选择性（通常用矩形系数K0.1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1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为

f0?12?LC?

式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；

C?为调谐回路的总电容，C?的表达式为

C??C?n12Coe

式中， Coe为晶体管的输出电容； n1（注：此图中n1=1）为初级线圈抽头系数；n2为次级线圈抽头系数。

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，微调C3，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Au0称为调谐放大器的电压放大倍数。Au0的表达式为

8

?n1n2yfeu0?n1n2yfeAu0????2 2uig?n1goe?n2gL?ge0式中，g?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u0与输入电压ui相位差不是180o而是为180o+Φfe。

Au0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用示波器或高频毫伏表测量图1中输出信号u0及输入信号ui的大小，则电压放大倍数Au0由下式计算：

Au0 = u0 / ui 或 Au0 = 20 lg (u0 /ui) 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Au下降到谐振电压放大倍数Au0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

BW0.7 = 2△f0.7 = f0/Qe

式中，Qe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Au0与通频带BW的关系为

Au0?BW0.7?yfe2?C?

上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容C?为定值时，谐振电压放大倍数Au0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BW0.7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Au0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压uS不变），并测出对应的电压放大倍数Au0。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1-3所示。

Au Au0 0.7 BW0.7 0.1 fL f0 fH 2△f0.1 图1-3 谐振曲线 9