实验一 高频小信号谐振放大器
高频小信号谐振放大器常指各种收/发信机或电子设备中的高频电压放大器，其作用是将高频小信号或接收机中经变频后的中频信号进行放大，以达到下级电路所需的激励电压幅度。为使放大信号不失真，放大器负载不是纯电阻而是用LC谐振回路，且工作在线性放大区即甲类状态，属窄带电压放大器。
实际工程中对高频小信号谐振放大器的基本要求是：电压增益高，工作稳定性好，频率特性应满足通频带的要求，噪声低。
一、实验时应具备的知识点：
高频谐振小信号放大器静态工作点 LC并联谐振回路 单调谐放大器的主要性能指标及含义。
二、实验目的
1.掌握高频小信号谐振放大器的电路组成、基本工作原理与设计方法。
2.掌握高频小信号谐振放大器谐振回路的调谐方法及研究回路参数对谐振曲线的影响。
3.掌握高频小信号谐振放大器的主要技术指标的意义及测试方法。
三、实验内容
1．高频小信号放大器静态测量。
2．谐振频率fo、放大器电压增益AVO的测定与计算。 3．谐振放大器通频带Bw的测定。 4．谐振放大器矩形系数Kro.1的测定。
四、实验设备与仪器
高频实验箱 WYGP-3、TEP-GP或 GP-4 一台 双踪示波器 TDS-1002 一台 高频信号发生器 WY-1052 一台 万用表 一块
五、基本原理与实验电路说明 1．单调谐回路谐振放大器原理：
典型的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，C1、C2是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R是集电极（交流）电阻（或称阻尼电阻），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。 图1-1 单调谐回路谐振放大器原理电路图
2．单调谐回路谐振放大器实验电路组成：
单调谐回路谐振放大器实验电路组成如图1-2所示。 其基本部分与图1-1相同。图中，选频回路由C、Ct、与L构成，Ct用来调谐。R为谐振回路的阻尼电阻，回路中K1、K2、K3（或用连接线实现）开关，用以改变阻尼电阻R的阻值，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（或用连接线实现）开关，用以改变谐振放大器射极偏置电阻，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。 图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图
六、实验任务与要求 实验准备
在实验箱体上插入实验板1。并用连接线将单调谐回路谐振放大器上的+12V电源输入端口和实验箱体上提供的+12V与地线接通, 检查无误后，接通实验箱上电源开关，此时实验板上电源指示灯点亮，即可开始实验。
1.6.1 单调谐回路谐振放大器静态工作点测量
测试条件：Vcc=12V，阻尼电阻R3=10kΩ（接通K1，断开K2、K3）。
按表1-1所列的条件与要求，用万用表分别测量晶体管BG1各电极的静态工作电压。 将结果记录于表1-1中。 表1-1
RE 1KΩ Vb Ve Vc Vce Ic 根据Vce判断 BG1是否工作在放大区 是 否 原因： 510Ω 2KΩ 是 是 否 否 注：Vb: 基极对地电压。 Ve :发射极对地电压。 Vc:集电极对地电压。Vce：集电极与发射极之间电压。 Ic = Ve/Re
1.6.2谐振频率、放大器电压增益AVO的测定与计算 1.6.2.1谐振频率调测
测试条件1：Vcc=12V，阻尼电阻R=10kΩ，RE=1KΩ。
① 用高频信号发生器，输出频率f=10MHZ/幅度为50mV的CW（等幅波）信号作为输入信号Vi接实验电路模块的输入端口“IN”处。
② 用双踪示波器的“CH1”通道检测输入信号。再将示波器的“CH2”通道接实验电路模块的输出端口“OUT”检测放大输出信号。
③ 微调高频信号发生器的频率旋钮，使放大器输出的信号Vo最大，且输出波形无明显失真，这时，高频信号发生器的输出频率就等于回路的谐振频率fo(用TDS-1002示波器检测)。
④ 记录此时的回路谐振频率fo与输出信号幅度Vo。
⑤ 画出谐振时放大器的输入、输出信号的电波形。
测试条件2：Vcc=12V，阻尼电阻R=10kΩ，RE=510Ω。
改变放大器的射极电阻RE后，按上述操作步骤①-⑤的要求，记录实验测量数据。
1.6.2.2 放大器电压增益AVO的测定与计算
放大器谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数称为谐振放大器的电压放大倍数,记为
AVO，表征放大器放大微弱信号的能力,数学表达式为:
AVO?VOVi 或 AVO?20igVOVdb
i根据实验测量所得结果，计算出不同RE时，单调谐放大器的电压增益AVO，并比较放大器的AVO变化，分析变化原因。
1.6.3单调谐回路谐振放大器通频带Bw（幅频特性）的测定
单调谐放大器的频率特性曲线如图1-3所示： 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将下降，习惯上称电压放大倍数
AVO下降到谐振电压放大倍数的0.707倍时所对应的频率偏
移范围，称为放大器的通频带，简记为Bw，其数学表达式为：
BW?2?f0.7?foQL?fH?fL 图1-3放大器频率选择特性曲线
式中，QL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AVO与通频
yfe带Bw的关系为： AV0?BW?2?C
?上式说明，当晶体管选定即yre确定，且回路总电容CΣ为定值时，谐振电压放大倍数AVO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。
一般说来，放大器通频带Bw有两种方法进行测量：点测法和扫频法。本实验要求采用点测法。
测试条件1：Vcc=12V，阻尼电阻R=10kΩ，RE=1KΩ。
① Vi=fo/50mV。（采用逐点法）
② 分别用双踪示波器监测输入信号“IN”/ 输出信号“OUT”
③ 微调高频信号发生器频率，使回路谐振（即使输出电压Vo幅度最大）。 ④ 保持输入电压Vi幅度不变，改变高频信号发生器的输出频率,由回路的中心频率fo为参考，按100KHZ为步进，分别向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压Vo，
将测得的数据填入表1-2中。(频率偏离范围可根据0.707AVO的实际情况来确定)。
表1-2
R 10KΩ 470Ω 结论 频率（MHZ） fo 输出电压（V） 测试条件2：Vcc=12V，RE=1KΩ，阻尼电阻R=470Ω。
① 改变放大器的阻尼电阻R3后，按上述操作步骤①-④的要求，记录实验测量数据于
表1-2中。
② 根据实验测量所得结果，用逐点法分别标绘出不同R3时，单调谐放大器的Bw幅频特性曲线，并计算出增益、带宽及Q值。再比较两种放大器的Bw变化，分析变化原因。
1.6.4 谐振放大器矩形系数Kr0.1的测定
调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kr0.1来表示，如图1-3所示的谐振曲线，矩形系数Kr0.1通常规定为放大器的电压放大倍数下降到0.1AVO时所对应的频率偏移范围与电压放大倍数下降到0.707AVO时所对应的频率偏移范围之比，即：
Kr0.1?2?f0.12?f0.7?Bw0.1BW0.7
上式表明，矩形系数 Kr0.1愈接近1，则实际曲线愈接近理想矩形，邻近波道选择性愈好，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。但单调谐回路放大器的矩形系数远大于1，这是单调谐回路放大器的缺点。故实际工程应用中，通常采用多级谐振放大器。
测试条件1：Vcc=12V，阻尼电阻R=10kΩ，RE=1KΩ。
① Vi=fo/50mV。
② 分别用双踪示波器监测输入信号“IN”/ 输出信号“OUT”
③ 微调高频信号发生器频率，使回路谐振（即使输出电压Vo幅度最大）。 ④ 保持输入电压Vi幅度不变，改变高频信号发生器的输出频率,由回路的中心频率fo为参考，按100KHZ为步进，分别向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压Vo，将测得的数据填入表1-3中。(频率偏离范围可根据0.1AVO的实际情况来确定)。
表1-3
频率（MHZ） 10KΩ 输出电压（V）结论 fo ⑤ 根据实验测量所得结果，用逐点法标绘出，单调谐放大器的Bw0.1幅频特性曲线，并结合6.3的实验数据，计算出Kr0.1。
七、思考题及实验报告要求 1.7.1思考题
1．如何判断谐振放大器进入谐振状态，电路的谐振频率fo与哪些因数有关，如将示波器探头接入测量电路，对输出会产生何种影响，实验证明。
2．简述高频电压放大器的谐振电压放大倍数与通频带的关系？
3．简述高频电压放大器谐振时输出电压与输入电压的相位的关系？
1.7.2实验报告要求
1．根据实验结果，总结出实验电路的主要性能指标。 2．总结由本实验所获得的体会。