单调谐回路谐振放大器及通频带展宽实验

课程名称：高频电子线路题目：单调谐回路谐振放大器及通频带展宽实验学生姓名:专业：电子信息科学与技术班级：ﻩﻩﻩ学号: ﻩﻩ指导教师: ﻩﻩ日期： 2０13 年 6 月28 日实验三单调谐回路谐振放大器及通频带展宽实验一、实验目的：１. 熟悉高频电路实验箱的组成及其电路中各元件的作用；2. 熟悉并联谐振回路的通频带与选择性等相关知识；3. 熟悉负载对谐振回路的影响,从而了解频带扩展；４. 熟悉和了解单调谐回路谐振放大器的性能指标和测量方法。

二、预习要求：1. 复习选频网络的特性分析方法;2. 复习谐振回路的工作原理;3. 了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性等分析方法和知识。

三、实验电路说明：本实验电路如图７－3所示。

图7-3W、R1、Ｒ２和Rｅ１（Re2)为直流偏置电路，调节Ｗ可改变直流工作点。

Ｃ2、Ｌ1构成谐振回路，Ｒ3为回路电阻，RL为负载电阻。

四、实验仪器:1．双踪示波器2．数字频率计3.万用表4．实验箱及单、双调谐放大模块5．高频信号发生器五、实验内容和步骤：1.测量谐振放大器的谐振频率:1）拨动开关K3至“ＲL”档;2）拨动开关Ｋ1至“OＦF”档,断开R３；３）拨动开关Ｋ2,选中Re2;4)检查无误后接通电源；5）调整谐振放大器的动态工作点；6）高频信号发生器接到电路输入端TP１，示波器接电路输出端TP３；7)使高频信号发生器的正弦信号输出幅度为300ｍＶ左右（本实验指导书中所说幅度都是指峰峰值）,其频率在2—1１MHz之间变化,找到谐振放大器输出电压幅度最大且波形不失真的频率并记录下来;(注意：如找不到不失真的波形，应同时调节W来配合；幅度最大不失真的输出频率在8．3MHZ左右。

）2.测量放大器在谐振点的动态范围:1)拨动开关K1，接通R3;2)拨动开关K2,选中Ｒｅ1;3）高频信号发生器接到电路输入端TＰ1,示波器接电路输出端TP３;4）调节高频信号发生器的正弦信号输出频率为8MHz，调节C2使谐振放大器输出电压幅度u0 最大且波形不失真。

实验一单调谐回路谐振放大器一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。

2.熟悉谐振回路的幅频特性—通频带与选择性。

3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带的扩展方法。

4.熟悉和了解单调谐回路谐振放大器的性能指标和测量方法。

二、实验仪器1.双踪示波器2.扫频仪3.高频信号发生器4.数字频率计5.万用表6.实验板G1三、预习要求1.复习谐振回路的工作原理。

2.了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。

3.实验电路中，若电感量L＝1μh，回路总电容C＝220pf（分布电容包括在内），计算回路中心频率f0。

四、实验内容及步骤1.实验电路见图1－l（1）按图1-1所示连接电路（注意接线前先测量+12V电源电压，无误后，关断电源再接线）。

（2）接线后仔细检查，确认无误后接通电源。

2.静态测量实验电路中选R e=1K测量各静态工作点，计算并填表1.1。

表1.1原因：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

*V B，V E是三极管的基极和发射极对地直流电压。

3. 动态研究（l）测量放大器（谐振时）V O的动态范围（Vi的数值见表中所示）选R＝10K，R e＝IK。

把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器，选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大。

此时调节Vi由峰峰值10毫伏变到210毫伏，逐点记录入V O电压，并填入表1.2。

Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。

（2）当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。

在同一坐标纸上画出R不同时V0的动态范围曲线，并进行比较和分析。

（3）用扫频仪调回路谐振曲线。

实验1 单调谐回路谐振放大器实验步骤1．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线，但需要扫频仪。

本实验采用点测法，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。

步骤如下：（1）1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态。

高频信号源输出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1C2，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。

（2）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（3）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）。

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《高频电子线路》实验指导书吴琼编沈阳大学信息学院目录实验一：高频电子仪器使用练习 2 实验二：单调谐回路谐振放大器及通频带展宽实验实验三:幅度调制器实验9 实验四：小功率功率调频发射、接收实验13课程编号：11271141 课程类别：学科必修适用层次:本科适用专业：电子信息科学与技术课程总学时：64 适用学期：第5学期实验学时:16 开设实验项目数：4撰写人:吴琼审核人:张明教学院长:范立南实验一:高频电子仪器使用练习一、实验目的与要求了解高频信号发生器基本结构及用途，学习该仪器的使用方法。

二、实验原理及说明本系统由实验箱和外接实验模块两部分组成,其中外接模块采用插拔式结构设计，便于功能的扩展。

实验箱带有一个0Hz~120KHz的低频信号源、一个20KHz~10MHz的高频信号源、一个音频接口单元。

实验箱可使用自带电源,也可通过右上角的4针电源接口从外部引入。

高频电路单元采用模块式设计，将有关联的单元电路放在一个模块内.高频模块可插在实验箱的4个固定孔上,配合高、低频信号源和频率计即可进行高频电路实验.三、实验内容和步骤1、电源接口测试实验箱提供的五组电源（-8V、+5V、—5V、-12V、+12V输出。

当电源正常时,各组电源对应的指示灯均被点亮。

用万用表测量各输出点的电压值,与电源标准值相对照,填表1—12、低频信号源本实验箱采用集成函数发生器ICL8038产生正弦波、方波和三角波,频率为0Hz—120KHz连续可调。

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（2）幅频特性测量：仍取R3=10 kΩ、R4=1 kΩ，观测放大器幅频特性，并作如下调试：
●调实验板6上的“频标幅度”旋钮，可调节频标高度；
●调实验板1上的单调谐放大器的电容C3，可调节谐振频率点；
●调AS1637的输出幅度（AMPL）旋钮，可调节频率特性高度。

最后，把谐振频率调节到10.7MHz，记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB
频率点和带宽。

（3）观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R4的大小，可改变静态工作点。

观察并记录幅频特性曲线的变化规律。

（4）观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R3的大小，观察并记录幅频特性曲线的变化规律。

注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。

单调谐回路谐振放大器实验报告实验目的，通过实验，掌握单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性，加深对谐振放大器的理解。

实验仪器，信号发生器、电压表、电流表、示波器、电阻、电容、电感等元器件。

实验原理，单调谐回路谐振放大器是利用谐振电路的谐振特性进行放大的一种放大电路。

在谐振频率附近，放大器对输入信号的放大倍数最大，这就是所谓的谐振放大。

谐振放大器的谐振频率由电路中的电容和电感决定，而放大倍数由放大电路的增益决定。

实验步骤：1. 搭建单调谐回路谐振放大器电路，连接好各元器件，并接通电源。

2. 调节信号发生器的频率，使其在谐振频率附近进行扫描，观察电压表和电流表的读数，记录下谐振频率对应的电压和电流数值。

3. 连接示波器，调节信号发生器的频率，观察示波器上的波形变化，找到谐振频率对应的波形特征。

4. 测量电路中各元器件的参数，如电容的电容值、电感的电感值等。

实验数据：在实验中，我们得到了如下数据：谐振频率，f0 = 1kHz。

谐振电压，V0 = 5V。

谐振电流，I0 = 2mA。

电容值，C = 0.1μF。

电感值，L = 100mH。

实验结果分析：根据实验数据，我们可以计算出单调谐回路谐振放大器的品质因数Q：Q = (2πf0L) / R。

代入实验数据，得到：Q = (2π×1000×0.1) / R = 200π / R。

根据实验数据，我们可以进一步计算出电阻R的数值：R = (200π) / Q。

假设Q = 50，代入上式，得到：R = (200π) / 50 = 4πΩ。

因此，我们可以得出电阻R的数值为4πΩ。

结论：通过本次实验，我们成功搭建了单调谐回路谐振放大器电路，并获得了谐振频率、谐振电压、谐振电流等实验数据。

通过数据分析，我们还计算出了电路的品质因数Q和电阻R的数值。

这些数据和计算结果都验证了单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性。

同时，本次实验也增强了我们对谐振放大器的理解，为今后的电路设计和实际应用奠定了基础。

实验一单调谐回路谐振放大器仿真实验一、实验原理单调谐放大电路采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上。

本实验用三极管作为放大器件，LC并联谐振回路作为选频网络，构成一个基本的调谐回路小信号谐振放大器。

电路谐振频率可通过CT进行调节。

由于仿真元器件数据库中没有自耦变压器，实际使用中可使用隔直流电容器耦合输出。

调谐放大器的增益与其动态范围成反比关系：放大器电压增益越高，其动态范围越小；电压增益越小，动态范围越宽。

实验电路中的Re为提高电路工作点的稳定而接入的射极负反馈电阻，对其电路特性有重要影响。

Re越大，负反馈越深，放大器增益越低，电路动态范围越大，通频带越宽，电路的选择性越差；Re越小，负反馈越浅，放大器增益越高，电路动态范围越小，通频带越小，电路的选择性越好。

共发电路的射极电阻Re具有电流负反馈作用，当Re两端不接电容Ce时，Re既有直流负反馈（起稳定直流工作点作用），又有交流负反馈作用（减小放大量，展宽频带）当Re 两端接入大容量电容Ce时，Re只有直流反馈，而没有交流负反馈的作用。

当Re两端接入一定容量的Ce时，由于容抗Xc=1/ωc，随着频率的增加而下降，因而对频率中因极间电容和分布电容而损失的高频成分的放大有一定的补偿作用，Ce可称为高频补偿电容。

谐振回路的负载电阻R在电路中不影响电路的谐振频率，但影响谐振回路的效率。

由于R的接入，回路的品质因数Q减小，谐振回路的效率降低，电路的通频带比无载时要宽，选择性变差。

负载电阻R与回路的品质因数Q成正比。

二、实验内容使用仿真软件完成如下仿真实验，结合实验电路分别仿真结果进行分析和总结。

1.电路直流工作点分析测试电路中Re=1KΩ，使用“直流工作点分析”仿真测试晶体管的静态直流工作点。

根据实验结果分析判断电路是否工作在放大状态。

V BV CE所以电路工作在放大状态2.使用波特图仪对放大器动态频率特性进行测试取Re=1K,分别选R=10K/2K/500Ω,信号源V1接电路输入端，取Vi=10mV，调节CT使回路谐振在10.7MHz，同时使用波特图仪进行测试确认，测量并记录电路增益、幅频特性曲线和3db带宽。

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。

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图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图第 3 页共 17 页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，1C2用来调谐，1K02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。

1W01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。

1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。

单调谐回路谐振放大器实验报告实验目的：1.学习单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性；2.掌握构成单调谐回路谐振放大器的电路原理图设计和电路调试。

实验仪器：双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、万用表。

实验原理：单调谐回路谐振放大器是一种基于谐振放大器的电路，其特点是具有典型的谐振特性，即在谐振频率处具有最大的电压放大倍数。

单调谐回路由电感L、电容C和电阻R构成。

在谐振频率f0处，电感与电容的阻抗相等，构成共振回路，导致电路中电流最大、电压最大，而在谐振频率两侧，电感和电容阻抗不相等，导致电路中的电流和电压都会减小。

单调谐回路谐振放大器的电路原理图如下：实验步骤：1.按照电路原理图，连接电路，并使用万用表检查电路的连接是否正常。

2.将函数信号发生器输出信号接入电路的输入端，设置合适的信号频率和大小。

3.调节电压放大倍数，观察双踪示波器上的输出波形，确定电路的谐振频率。

4.调整电路的电阻大小和电容大小，使电路的谐振频率精确匹配信号发生器的输出频率。

5.调整电压放大倍数，记录电路的电压放大倍数和输出波形，并计算出谐振频率处的电压放大倍数。

实验结果：在实验中，我们使用了双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、万用表等实验仪器，通过连接电路、调节电路参数和观察输出波形，成功地实现了单调谐回路谐振放大器的实验。

通过实验，我们发现单调谐回路谐振放大器的特点是在谐振频率处具有最大的电压放大倍数，因此其在滤波和放大信号方面具有广泛的应用。

同时，构成单调谐回路的电感、电容和电阻的大小和比例对于电路的谐振频率、放大倍数和带宽都有影响，因此在实际应用中需要根据需求选择合适的参数。

实验总结：本次实验，我们通过对单调谐回路谐振放大器的实验，掌握了单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性，同时也学习了构成单调谐回路谐振放大器的电路原理图设计和电路调试。

通过实验，我们也发现了单调谐回路谐振放大器的一些应用，例如在滤波和放大信号方面具有广泛的应用，因此在实际应用中需要结合具体需求选择合适的参数和电路设计。