实验二 中频放大器
一.实验目的
1. 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统; 2. 了解中频放大器的作用、要求及工作原理; 3. 掌握中频放大器的测试方法。
二.实验内容
1.用示波器观察中频放大器输入输出波形,并计算其放大倍数。
2.用点测法测出中频放大器幅频特性,并画出特性曲线,计算出中频放大器
的通频带。
三.实验原理
中频放大器的作用:
1.进一步放大信号
接收机的增益,主要是中频放大器的增益。由于中放工作频率较低,因
而容易获得较高而又稳定的增益。 2.进一步选择信号,抑制邻道干扰
接收机的选择性主要由中放的选择性来保证,因为高放及输入回路工作频率较高,因而通带较宽,中放工作频率较低,且为固定,因而可采用较复杂的谐振回路或带通滤波器,将通带做的较窄,使谐振曲线接近于理想矩形,所以中放的选择性好,对邻道干扰有较强的抑制。
四.实验步骤
实验电路图如下所示:
实验电路如上图所示,图中7P01为中频信号输入端,7TP01为输入信号测试点,
7W02用来调整中频放大输出幅度。7L01、7C04和7L02、7C08分别为第一级和第二级的
谐振回路。其谐振频率为2.5MHZ。
从图中可以看出本实验采用两级中频放大器,而且都是共发射极放大,这样可以获得比较大的电压放大倍数。
1.实验准备
将中频放大器模块插入实验箱主板上,按下电源开关7K01.电源指示灯点亮,即可开始实验。
2.中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量
将高频信号源频率设置为2.5MHz,峰-峰值Vp-p=150mv,其输出送入中频放大器的输入端(7P01),用示波器测量中放输出7TP02点的波形,微调高频信号源频率使中放输出幅度最大。调整7W02,使中放输出幅度最大且不失真,并记下此时的幅度大小,然后再测量中放此时的输入幅度,即可算出中放的电压放大倍数。
当输出信号幅度最大并且不失真时,信号源频率为3.37MHz,输出电压幅度为6500mv,输入电压幅度为75mv,电压放大倍数为650/75 = 86.7。
3.测量中频放大器的谐振曲线(幅频特性)
保持上述状态不变,按照表1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150mV(示波器CHI监视),从示波器CH2(接7TP02)上读出与频率相对应的幅值,并把数据填入表4-1,然后以横轴为频率,纵轴为幅度,按照表1,画出中频放大器的幅频特性曲线。并从曲线上算出中频放大器的通频带(幅度最大值下降到0.707时所对应的频率范围为通频带)。
表一 频率1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 (MHz) 输出幅度U(mv)
1000 1240 1560 1980 1880 1440 1800 2720 4400 频率3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 (MHz) 输出幅度U(mv)
5920 6500 6300 5700 4800 3900 3200 2500 2100 当幅度下降到最大值的0.707时,对应的频率分别为2.914MHz和3.980MHz。
4. 输入信号为调幅波的观察
在上述状态下,将输入信号设置为调幅波,其载波为2.5MHZ。用示波器观察中放输出7TP02点的波形是否为调幅波。
如上图所示,黄色的为输入调幅波,绿色的为输出信号。从图中容易看出,输出信号波形与输入调幅波波形基本相同,所以输出信号是调幅波。
五.实验总结
1.根据实验数据计算中频放大器的放大倍数。
当输出信号幅度最大并且不失真时,信号源频率为3.37MHz,输出电压幅度为6500mv,输入电压幅度为75mv,电压放大倍数为650/75 = 86.7。
2.根据实验数据绘制中频放大器幅频特性曲线,并计算通频带。
(1) 幅频特性曲线如下图所示:
分析:
由图可以看出,曲线总体走势为先升后降,在谐振频率3.37MHz处取得
最大值。当频率偏离谐振频率时,输出幅度变小,偏离越大,下降越厉害。
理论上曲线应该只有一个峰值,即在谐振点处。但图中在大约1.9MHz处出现极值。因为在频率较低时(1.5-2.1MHz范围内),输出波形不是余旋波,波形发生畸变,输出严重失真。此时电压幅度值已不准确,所以导致
曲线在1.5-2.1MHz范围内出现一个峰值。也有可能是信号源输出不稳定或
者示波器工作不稳定。
(2)当幅度下降到最大值的0.707时,对应的频率分别为2.914MHz和3.980MHz。所以通频带为3.980 -2.914 = 1.066 MHz。
3.总结本实验所获得的体会。
(1)通过本次实验,我更加深刻地理解了中频放大器的作用、要求和工作原理,
掌握了中频放大器的测试方法。
(2)实验让我认识到了理论和实践的差距。书中所讲理论基本都是在理想情况
和忽略一些因素的情况下,而实际情况可能会复杂得多,因为实际实验中很多不确定因素都存在,再加上实验仪器带来的误差等,实验结果可能和理论情况下有较大差别。
(3)实验提高了我们的动手操作能力,锻炼了我们检查电路、自己排除一些小
故障的能力。例如,对谐振频率的寻找,微调信号源频率使输出幅度最大。如何能既快又准确地找到谐振点?假如按照书上微调频率的方式,虽然也能找到谐振点,但是会花费较长时间。刚开始信号源频率为2.5MHz,谐振频率为3.37MHz,相差还是挺大的。微调的话要花费很长时间。应该先粗调频率,确定输出幅度最大值的大概范围,然后再在确定的范围内微调频率找到谐振点。
(4) 示波器显示幅值其实不是输出信号的幅度,输出信号经过示波器的系统会有
一定的能量损耗。但是损耗程度都是差不多的,这并不影响放大器的幅频特性曲线。而且要注意示波器的探头比,若为1:10,则示波器示数的10倍才是要记录的值。