高频实验报告小信号放大模块

高频实践报告实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器一、实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。二、实验内容测量各放大器的电压增益；三、实验仪器1、高频信号源一台2、20MHz示波器一台3、数字式万用表一块4、调试工具一套四、实验基本原理1、单级单调谐放大器C17R28Q2R30C18C19R31CC2R27W3T2+12VTT2TP5图1－1单级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TP10处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。2、单级双调谐放大器C17R28Q2R30C18C19R31CC2R27C21C22CC3C20W3T2+12VT3TT2TP5TP7TP11TP12图1－2单级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。3、双级单调谐放大器C17R28Q2R30C18C19CC2R27R33Q3R35C24C25CC4R32W3C23FL3TT2R31T2T4W4+12VTP5TP14TP15TP16图1－3双级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－3所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。4、双级双调谐放大器C17R28Q2R30C18C19CC2R27C20C22CC3C21R33Q3R35C24C25CC4R32C26C27CC5W3C23FL3TT2R31T2T3T4T5W4+12VTP5TP7TP11TP12TP14TP15TP16图1－4双级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－4所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。五、实验步骤1、计算选频回路的谐振频率范围若谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105pF～125pF（分布电容包括在内），根据公式LCf210计算谐振回路谐振频率0f的范围。2、单级单调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K4向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。TP9接地，TP8接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱后侧的船形开关，K4向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节K4向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K4向右拨。用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。说明：本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号Vi。输入信号Vi由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－1。1、答：谐振回路谐振频率0f的范围为：[9.189×10^6,1.158×10^7]实验操作：结果：表1－1Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益（dB）0.417652.83、单级双调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K4向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱后侧的船形开关，K4向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。（3）测量放大器电压增益①去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi（Vip-p约400mV）。将Vi输入到小信号放大器模块的TP5处。②用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－2。、Vip-p（V）Vop-p（V）表1－2Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益（dB）0.410848.6注意：不要用示波器探头直接在耦合电容（C20、C21）的两侧测量，因为示波器探头的输入电容会影响谐振回路的特性。4、双级单调谐放大器（选做）（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K4向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K4向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。（3）测量放大器电压增益①去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP8接TP15。参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi1（Vi1p-p约400mV）。将Vi1输入到小信号放大器模块的TP5处。②用示波器在TP8处测量，调节T2、CC2，使TP8处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。③用示波器在TP10处测量，调节T4、CC4，并适当调节该模块的W3、W4，使TP10处信号最大不失真，记录此时输出信号Vo2的峰峰值Vo2p-p。用示波器在TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，记录各数据，填表1－3。表1－3Vi1p-p（V）Vi2p-p（V）Vo1p-p（V）Vo2p-p（V）两级放大器电压增益（dB）0.42.643720;23六、实验报告1、按步实验并完成表1－1、1－2、1－3、1－4。2、高频小信号放大器的主要技术指标有那些？答：若为宽带放大器，则指标与低频放大器项目差不多，主要有带宽、幅频响应、相频响应、失真、群延迟、噪声系数等；若是窄带放大器，则指标主要是带宽、Q值、噪声等。实验二场效应管谐振放大器一、实验目的1、了解双栅场效应管放大器的工作原理；2、了解场效应管调谐放大器与三极管放大器的优缺点。二、实验内容1、观察场效应管调谐放大器的输出波形；2、测量场效应管放大器的电压增益。三、实验仪器1、20MHz示波器一台2、调试工具一套四、实验原理场效应管具有输入阻抗高、动态范围大、噪声小、线性好、辐射能力强等优点，在分立元件的高频放大器在中有取代晶体管的趋势。特别是双栅场效应管高频放大器在彩色电视机的高频调谐器、无线车载接收机和无线电话接收机中得到了较为广泛得应用。本实验得电路原理图如图2－1所示。R2Q1C3CC1R3C1TT1D1D2T1+12VTP1图2－1场效应管调谐放大器实验原理图图中，Q1为双栅场效应管，D1、D2用于限幅，以免场效应管损坏。信号从TP1输入，输出信号在TP31处测量。五、实验步骤1、连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K4向左拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块+12V。检查连线正确无误后打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1亮。2、输入信号放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。参考实验一实验步骤2（3），用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP1，调节此信号的幅度，使TP1处信号Vi的峰峰值Vip-p约为300mV。3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益用示波器在TP31处观察放大器的输出波形，调节T1、CC1使TP31处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表2－1。Vip-p（V）Vop-p（V）表2－1Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益（dB）0.32.116六、实验报告1、按步实验并完成表2－1。2、讨论场效应管调谐放大器与晶体管放大器的优缺点。答：场效应晶体管放大器是电压控制器件，具有输入阻抗高、噪声低的优点，被广泛应用在电子电路中，特别是具有上述要求前级放大器显示器出优越性；调谐放大器通常是一种增益高和频率选择性好的窄带放大器。单回路调谐放大器优点调整方便、工作稳定缺点失真大，而双回路调谐放大器有较好的通频带和选择性。实验三集成选频放大器一、实验目的1、熟悉集成放大器的内部工作原理；2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性。二、实验内容1、测量集成选频放大器的电压增益；2、测量集成选频放大器的通频带与矩形系数（选做）。三、实验仪器1、BT-3频率特性测试仪（选项）一台2、20MHz示波器一台3、数字万用表一块4、调试工具一套四、实验原理集成选频放大器的实验原理图如图3－1所示。其中FL1为10.7MHz的陶瓷滤波器，U1为中频放大器。实验时，10.7MHz的信号从TP2处输入，在TP30处测量和观察输出信号。FL1R1032476U1R24R13R12+5V-5V1TP31TP2TT3图3－1集成选频放大器实验原理图五、实验步骤1、连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K4向左拨。主板GND接模块GND，主板＋5V接模块＋5V，主板－5V接模块－5V。检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K2、K3向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。2、输入信号放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。参考实验一实验步骤2（3）或高频信号源的使用方法，用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP2，调节输入信号的幅度，使TP3处信号Vi的峰峰值Vip-p约为400mV。3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益用示波器在TP30处观察放大器的输出波形Vo并记录Vo的峰峰值Vop-p，若输出信号失真则减小输入信号的幅度，填表3－1。实验操作：Vop-p（mV）Vip-p（mV）Vop-p（mV）电压增益（dB）550473018.68六、实验报告1、按步实验并完成表3-1。2、集成选频放大器由哪些部分组成？各部分分别起什么作用？答：由放大和滤波两部分组成，前者的功能是放大信号；后者的功能是选择有用信号、滤除干扰信号。实验十三模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）一、实验目的1、掌握AM、DSB和SSB调制的原理与性质；2、掌握模拟乘法器的工作原理及其调整方法。二、实验内容1、产生并观察AM、DSB、SSB的波形；2、观察AM、DSB、SSB波的频谱（选做）；3、观