高频实验一

高频小信号调谐放大器实验

一、实验目的

1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。

3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试方法。

4.熟练掌握multisim软件的使用方法，并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用

二、实验仪器

1．小信号调谐放大器实验板

2．200MHz泰克双踪示波器(Tektronix TDS 2022B) 3. 8808A FLUKE万用表 4.220V市电接口 5.EE1461高频信号源 6.AT6011 频谱分析仪

7.PC一台(附有multisim仿真软件)

三、实验原理

1.小信号调谐放大器的基本原理

小信号调谐放大器的作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号进行放大 。 所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏?毫伏数量级附近，由于信号小，从而可以认为放大器工作在晶体管的线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路。这种放大器对谐振频率f0及附近频率的信号具有较强的放大作用，而对其它远离f0的频率信号，放大作用很差。

高频小信号调谐放大器是我主要质量指标如下：

1.增益:放大器输出电压与输入电压之比，用来表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 ，即

0

2.通频带：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。

3.选择性：从含有各种不同频率的信号总和（有用和有害的）中选出有用信 号排除有害（干扰）信号的能力，称为放大器的选择性。衡量选择性的基本指标 一般有两个：矩形系数和抑制比。矩形系数通常用K0.1表示，它定义为 ,其中 是指放大倍数下降至0.1 处的带宽。且矩形系数越小，

选择性越好，其抑制邻近无用信号的能力就越强。抑制比见末尾附录，此处略。

4.稳定性：指放大器的工作状态（直流偏置）、晶体管的参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定程度。

5.噪声系数：高频放大器由多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时，要求采用低噪声器件，合理地设置工作电流等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。其计算表达式为

, 越接近1越说明噪声越小，电路的性能越好。

2.实验箱电路图

IN1 RW2R1 R2 IN2 CV2 RW1 J2C3 B C4C5 C6 K +12 R5 L1 TP1 C2J1 T J3 R4 TP2 LED1 R3 OUT CV1 C1 C7 R6 A4-080

图2-2 小信号调谐放大器实验电路

说明：我们做实验的时候只要使用IN1连R1经C2再至晶体管放大器后经C4输出这条通路即可，分别测试放大器的放大倍数、通频带以及电路的品质因数对通频带以及幅频特性的影响。

1

四、实验前的准备：

第一部分：理论计算

该放大电路在高频情况下的等效为如图1-2 所示，晶体管的4 个y 参数yie，yoe， yfe 及yre 分别为

由课本所学的理论知识我们可知：回路的总电导 为

回路的谐振频率:

2

然而由于本题中 所以我们不妨就认为 ,再根据 的值比较小，

题目要求 ，所以建立方程 于是我们不妨取L=100nH ,C=2.18nF . 第二部分：仿真

，再结合实际，

利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真，仿真选取的晶体管的型号的为2N2222A. 仿真电路图如下：

电路的一些细节分析：

电容C2是输入耦合电容，C3是输出耦合电容，滑动变阻器R2和电阻R3、R4是晶体管直流偏置电阻，可通过调节R2的阻值，使得晶体满足：

1.发射极正偏:Vb?Ve，且Vbe?0.6V 2.集电极反偏：Vb?Vc

3.Vce?1 V（若Vce过小，将导致晶体管饱和导通，此时小信号放大器没有放大倍数）

电阻R6是射极交流负反馈电阻，电阻R1是射极直流负反馈电阻，它决定了晶体管射极的直流电流Ie，在本电路中应Ie控制在1-10mA左右。

电容C1是射极旁路电路，在高频的情况下其相当于短路。集电极回路由电容C4和电感L1组成，是一个并联的LC谐振回路，起到选频的作用。在实际的

3

电路中，电容有一个可变电容可以改变回路总的电容值，电感由初级回路和次级回路组成，中间有铁芯耦合，实验箱上电感的初级回路和次级回路封装在中周中，调节中周里的铁芯位置可以改变电感值和耦合强度，从而改变LC谐振回路的谐振频率。滑动变阻器RW1是阻尼电阻，可以改变回路的品质因素和电压增益。 根据晶体管工作在甲类放大时的电压的要求，我们再确定分压电阻R2、R3、R4 的阻值（如仿真图）,选择Ie=2mA,又可进一步算出R1的阻值。

我们取输入信号的参数为 f=10.7MHz，幅值为50mV ,按照上面的仿真图，仿真出来的结果为

由游标示数我们可以知道此电路的放大倍数为 其他各表的示数如下：

基极电压Vb 射极电压Ve 集射电压Vce

4

注：红线代表输入信号； 黄线代表输出信号；