1、高频电子线路实验箱说明书第 1 页 共 19 页实验1 单调谐回路谐振放大器、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 放大器静态工作点 LC 并联谐振回路 单调谐放大器幅频特性2做本实验时所用到的仪器： 单调谐回路谐振放大器模块 双踪示波器 万用表 频率计 高频信号源二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法；4熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q 值）的影响；5掌握测量放大器幅频特性的方法。三、实验内容1用万用表测量晶体管各点（对地）电压 VB、VE、VC，并计算
2、放大器静态工作点；2用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；3用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。高频电子线路实验箱说明书第 2 页 共 19 页四、基本原理1单调谐回路谐振放大器原理小信号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或微弱信号的线性放大和选频。单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容，C B、C C是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了
3、减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。图1-1 单调谐回路放大器原理电路QCbINLRcRb1Rb2 ReCcCCeEcOUT高频电子线路实验箱说明书第 3 页 共 19 页1R11R21Q0190181R3 1C2 1C041R4 1C031C06 1R6 1Q0290181R81K1C07+12V11W011D01LED1R91K021C011T011L011C02 1C0811TP0111TP02入入入入1R101P01 1P021GND1图 1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图高频电子线路实验箱说明书第 4 页 共 19 页2单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐
4、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，1C 2用来调谐，1K 02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。1W 01用以改变基极偏置电压，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。1Q 02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。五、实验步骤1实验准备（1）插装好单调谐回路谐振放大器模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上开关1K01。（2）接通电源，此时电源指示灯亮。2单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲
5、线，但需要扫频仪。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揩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。（1）扫频法，即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图：图1-3 扫频仪测量的幅频特性高频电子线路实验箱说明书第 5 页 共 19 页（2）点测发，其步骤如下： 1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W 01使1Q 01的基极直流电压为2.5V左右（用三用表直流电压档测量1R1下端），这样放大器工作于放大状态。高频信号源输出
6、连接到单调谐放大器的输入端（1P01）。示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，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200mv（示波器CH1监测）。调整单调谐放大器的电容1C 2，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。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为200mv（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1-2。表1-2输入信号频率f(M
7、HZ)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)以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。3观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。顺时针调整1W 01（此时1W 01阻值增大），使1Q 01基极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点。按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。逆时针调整1W 01（此时1W 01阻值减小），使1Q 01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线。可以发现：当1W 01加大时，由于I CQ减小，幅频特性
8、幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W 01减小时，由于I CQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。高频电子线路实验箱说明书第 6 页 共 19 页用扫频仪测出不同工作点时的特性曲线，如下图：1Q01基极直流电压为1.5V时扫频曲线 1Q01 基极直流电压为5V时扫频曲线4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1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3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1R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大
9、。用扫频仪测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线，如下图：不接1R3时的幅频特性曲线 接1R3时的幅频特性曲线六、实验报告要求1对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。2对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画高频电子线路实验箱说明书第 7 页 共 19 页出相应的幅频特性。3总结由本实验所获得的体会。高频电子线路实验箱说明书第 8 页 共 19 页实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 三点式 LC 振荡器 西勒和克拉泼电路 电源电压、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值对振荡器工作的影
10、响2做本实验时所用到的仪器： LC 振荡器模块 双踪示波器 万用表二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2掌握电容三点式 LC 振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；3熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理1.概述振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。振荡器是指振荡回路是由元件组成的。从交流等效电路可知：由振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自
11、分压电容，则称为电容反馈振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，高频电子线路实验箱说明书第 9 页 共 19 页电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百。2.振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：f f 来表示（f 为所选择的测试频率；f 为振荡频率的频率误差，f f f ；f 和f 为不同时刻的
12、f ） ，频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。4.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路(1)静态工作点的调整C 3C 1C 2CLRB G高频电子线路实验箱说明书第 10 页 共 19 页合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性
13、及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。（2）振荡频率f的计算f= )(1TcL式中C T为C 1、C 2和C 3的串联值，因C 1（300p）C 3(75p),C2(1000P)C3(75p)，故CTC 3，所以，振荡频率主要由L、C和C 3决定。(3) 反馈系数F的选择F= 21反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F0.10.5,本实验取F= 3.015.克拉泼和西勒振荡电路图3-2为串联改进型电容三点式振荡电路克拉泼振荡电路。图3-3为并联改进型电容三点式振荡电路西勒振荡电路。LCR b 1R CV C CC bR b 2R eC 1C 2C bR b 1R CV C CR b 2R eC 1C 2CC 3图3-2 克拉泼振荡电路 图3-3 西勒振荡电路6电容三点式LC振荡器实验电路
