单调谐回路谐振放大器及通频带展宽
高频电子线路 通信电子线路实验指导
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。
*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V 0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。
仍选R=10K ，Re=1K 。
将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端。
观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置），调回路电容C T ，使f 0=10.7MHz 。
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。
单调谐回路谐振放大器实验报告
单调谐回路谐振放大器实验报告实验目的：本实验旨在通过实际操作，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，提高实验操作和数据处理的能力。
实验仪器：1.信号发生器。
2.示波器。
3.直流稳压电源。
4.电压表。
5.电流表。
6.电感、电容、电阻器等元件。
实验原理：单调谐回路谐振放大器是一种利用电感和电容构成的谐振回路作为放大电路的反馈网络，以实现对特定频率的信号进行放大的电路。
在谐振频率附近，输入信号经过放大器放大后，输出信号的幅度将达到最大值，这就是谐振放大器的谐振特性。
实验步骤：1.按照实验电路图连接好电路，并接通电源。
2.调节信号发生器的频率，使得谐振放大器处于谐振状态。
3.通过示波器观察输入和输出信号的波形，并记录幅度值。
4.改变输入信号频率，观察输出信号的变化。
5.测量电路中各元件的参数值，并记录下来。
实验结果与分析：在实验中，我们通过调节信号发生器的频率，成功地使谐振放大器处于谐振状态。
在谐振频率附近，输出信号的幅度达到最大值，验证了谐振放大器的谐振特性。
同时，我们还观察到了输入信号频率改变时输出信号的变化，进一步验证了谐振放大器对特定频率信号的放大特性。
通过测量电路中各元件的参数值，我们可以进一步分析谐振放大器的工作原理。
电感、电容和电阻器的数值对谐振频率和放大倍数都有着重要的影响，这也为我们深入理解谐振放大器提供了重要的实验数据。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单调谐回路谐振放大器的工作原理和特性。
掌握了谐振放大器的实验操作技能，提高了对谐振放大器的理论理解和实际操作能力。
同时，也加深了对电感、电容和电阻器等元件在电路中的作用和参数对电路性能的影响。
结语：谐振放大器作为一种重要的电子电路，在实际应用中有着广泛的用途。
通过本次实验，我们对谐振放大器有了更加深入的理解，相信对我们的专业学习和工程实践都将有着积极的促进作用。
高频电子线路习题及答案
⾼频电⼦线路习题及答案⾼频电⼦线路习题⼀、填空题1.在单级单调谐振放⼤器中，谐振时的电压增益K v o= 有载Q L= ，通频带BW0.7= ，矩形系数K0.1为。
2.n级同步单调谐振放⼤器级联时，n越⼤，则总增益越，通频带越，选择性越。
3.⼯作在临界耦合状态的双调谐放⼤器和⼯作在临界偏调的双参差放⼤器的通频带和矩形系数是相同的，和单级单调谐放⼤器相⽐，其通频带是其倍，矩形系数则从减⼩到。
4.为了提⾼谐振放⼤器的稳定性，⼀是从晶体管本⾝想办法，即选C b’c的晶体管；⼆是从电路上设法消除晶体管的反向作⽤，具体采⽤法和法。
5.单级单调谐放⼤器的谐振电压增益K vo=，有载Q L=，通频带BW0.7=。
6.晶体管在⾼频线性运⽤时，常采⽤两种等效电路分析，⼀种是，另⼀种是。
前者的优缺点是。
7.晶体管低频⼩信号放⼤器和⾼频⼩信号放⼤器都是线性放⼤器，它们的区别是。
8.为了提⾼谐振放⼤器的稳定性，在电路中可以采⽤法和法，消除或削弱晶体管的内部反馈作⽤。
9.晶体管的Y参数等效电路中，Y re的定义是，称为，它的意义是表⽰的控制作⽤。
10.晶体管的Y参数等效电路，共有4个参数，Y参数的优点是便于测量。
其中Y fe的意义是表⽰。
11.晶体管⾼频⼩信号放⼤器与低频⼩信号放⼤器都是放⼤器，结构上的区别是前者包含有后者没有的，具有带通特性的。
12.对⼩信号调谐放⼤器的要求是⾼、好。
13.丙类⾼频功率放⼤器⼜称为____________功率放⼤器，常在⼴播发射系统中⽤作____________级。
θ<90?的⾼14.按照通⾓θC来分类，θC=180?的⾼频功率放⼤器称为_____类功放；C 频功率放⼤器称为_____类功放。
15.功率放⼤器的⼯作状态按照集电极电流的通⾓θC的不同可分为四类：当θC=______时，为_____类：当θC=_____时，为_____类；当θC<____时为____类；当____<θC<____时，为_____类。
单调谐回路谐振放大器
单调谐回路谐振放大器图6-3 单调谐回路谐振放大器实验电路【实验步骤】1)AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数预置频率定标的目的是为频率特性设定频标。
每一频标实为某一单频正弦波的频谱图示。
(1)频率定标个数：共设8点频率，并存储于第0~7存储单元内。
存储频率依次为：0单元—7.2 MHz，1单元—8.2 MHz，2单元—9.2 MHz，3单元—10.2 MHz，4单元—11.2 MHz，5单元—12.2 MHz，6单元—13.2 MHz，7单元—14.2 MHz。
(2)频率定标方法：A.准备工作：对频率范围、工作方式、函数波形作如下设置。
●频率范围：2~20MHz范围（按“频段手动递增/减”按键调整）；●工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗）；●函数波形：正弦波；●输出幅度设置为80mV。
设置方法为：使-40dB衰减器工作，再调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出显示为80mV（峰-峰值），并在定标过程中保持不变。
B.第0单元频率定标与存储●调“频率调谐”旋钮，使频率显示为7200（与此同时，kHz灯点亮，标明频率为7.2MHz）；●单击STO键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为0；●再单击STO键，相应指示灯变暗，表明已把7.2 MHz频率存入第0单元内。
C.第1单元频率定标与存储●调“频率调谐”旋钮，使频率显示为8200（与此同时，kHz灯点亮，标明频率为8.2MHz）；●单击STO键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮（只需顺时针旋转1格），使存储单元编号显示为1；●再单击STO键，相应指示灯变暗，表明已把8.2 MHz频率存入第1单元内。
D.依此类推，直到把14.2 MHz频率存入第7单元内为止。
除了频率定标，还包括其他参数设置。
(1)扫描时间设置为20ms，即示波器上显示的横坐标（频率）的扫描时间为20ms。
设置方法为按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时。
单调谐回路谐振放大器及通频带展宽课件
性能指标与优缺点
性能指标
增益、带宽、选择性、稳定性等。
优点
结构简单、成本低、易于实现、调谐范围较窄， 适用于窄带信号放大。
缺点
带宽较窄，对不同频率的信号放大倍数不同，容 易产生失真。
02
通频带展宽技术
频带展宽的必要性
适应不同频率信号处理
在实际应用中，信号的频率范围可能很广，需要放大器能够覆盖 更宽的频率范围。
调频与调相
单调谐回路谐振放大器还 可以用于调频和调相，实 现信号的调制和解调。
在雷达系统中的应用
目标检测
单调谐回路谐振放大器可 以用于提高雷达系统对目 标的检测能力，提高雷达 的分辨率和精度。
速度测量
通过分析回波信号的频率 变化，单调谐回路谐振放 大器可以帮助雷达系统测 量目标的速度。
干扰抑制
在复杂的电磁环境下，单 调谐回路谐振放大器可以 用于抑制干扰信号，提高 雷达的抗干扰能力。
提高信号处理效率
宽频带放大器能够同时处理多个信号，提高信号处理效率。
避免信号失真
在信号频率较高时，窄带放大器可能会出现信号失真现象，需要通 过展宽频带来改善。
频带展宽的方法
采用多级放大器
01
通过级联多个放大器，利用各级放大器的不同增益和带宽特性
，实现频带的展宽。
使用宽带放大器元件
02
选用具有较大带宽的放大器元件，能够直接实现宽频带放大。
在实验中，我们成功地设计和制作了单调谐回路谐振 放大器，并对其性能进行了测试和验证，证明了其具
有较高的放大增益和良好的选择性。
在通频带展宽技术方面，我们探索了多种方法，如改 变回路参数、添加阻抗变换器等，并对其效果进行了
比较和分析。
单调谐回路谐振放大器及通频带展宽试验课件
目录
• 单调谐回路谐振放大器的基本原理 • 通频带展宽技术 • 单调谐回路谐振放大器的应用 • 单调谐回路谐振放大器的实验研究 • 通频带展宽技术的实验研究 • 结论与展望
01
单调谐回路谐振放大器的 基本原理
定义与工作原理
定义
单调谐回路谐振放大器是一种电 子放大器，利用调谐回路作为负 载，实现信号的放大。
实验步骤与过程
1. 搭建实验装置
2. 调整参数
根据实验需求，搭建单调谐回路谐振放大 器，并连接信号源、示波器、频谱分析仪 等设备。
根据实验要求，调整可调电阻、电容、电 感等元件的参数，以实现通频带展宽的目 的。
3. 测试与记录数据
4. 重复实验
在调整参数后，对放大器进行测试，记录 输入信号、输出信号的波形和频谱，并使 用示波器和频谱分析仪进行测量和记录。
工作原理
通过改变调谐回路的频率，使其 与输入信号的频率相匹配，从而 实现信号的放大。
电路组成与元件作用
电路组成
单调谐回路谐振放大器主要由输入级 、调谐回路和输出级组成。
元件作用
输入级负责接收信号，调谐回路作为 负载实现信号的放大和选择，输出级 则将放大的信号输出。
性能指标与特点
性能指标
主要包括增益、通频带、选择性、噪声系数等。
避免信号失真
通频带较窄的放大器在处理高频信号时，容易产生失真，影响信号 质量。
通频带展宽的方法
采用多级放大器串联
通过多级放大器的串联，可以逐级放 大信号，实现通频带的展宽。
采用集成运算放大器
采用有源滤波器
通过在放大器中加入有源滤波器，可 以对信号进行滤波处理，实现通频带 的展宽。
单调谐回路谐振放大器
二、多级双调谐回路谐振放大器 m级放大器级联，耦合因数 η=1 时， 级放大器级联， 级放大器级联
电压增益： 电压增益：
Av 2 = 4+ξ4 Av 0
m
m
通频带： 通频带：
2f 0.7 = (2f 0.7 ) m 1
4
2
1
m
1
矩形系数： 矩形系数：
2f 0.1 10 m 1 K r 0.1 = =4 1 ( 2f0.7 )m 2 m 1
Av 0 = 1+ ξ
2
= 0.1 ξ = 99
同时可得矩形系数 K r 0.1 = 99 所以单调谐回路的矩形系数大，选择性差， 所以单调谐回路的矩形系数大，选择性差， 这是单调谐回路放大器的主要缺点 主要缺点。 这是单调谐回路放大器的主要缺点。
二、多级单调谐回路谐振放大器 当单级放大器不能满足性能要求时(主要是增益 当单级放大器不能满足性能要求时 主要是增益 要求)，常采用多级放大器级联的方式。 要求 ，常采用多级放大器级联的方式。级联 之后的增益、 之后的增益、通频带和选频性等指标都会发 生相应的变化。 生相应的变化。 (1) 设放大器有m级，各级电压增益分别为Av1， 设放大器有 级 各级电压增益分别为 Av2，Avm，则总的电压增益为： 则总的电压增益为：
一般都假设两个回路参数相同， 一般都假设两个回路参数相同，即L1=L2=L； ； 2 2 2 p12 g oe ≈ p2 g ie = g ；回路谐 C1 + p1 Coe ≈ C2 + p2 Cie = C ； 振角频率 ω1 = ω2 = ω0 = 1 LC ； 有载品质因数 1 Q =Q =Q ≈ =ω C g 。 gω L
2 2 2 2
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5. 扫频仪的使用
►扫频仪型号：XPD1252—BT3C ►RF宽带扫频仪 1-300MHz ►操作步骤：
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+12V直流电源； （5）测量放大器静态工作点 (调节RW，使
IEQ=8.4~11.6mA范围之内 )
►（6）扫频仪的RF输出端接到电路输入端 TP1，扫频仪的Y输入端接电路输出端TP3；
►用起子调节放大器的谐振回路，要配合可调 电容C2的调节来找到最大不失真的波形，本 电路的谐振点在5MHz左右，找到谐振放大 器输出电压幅度最大且波形不失真的频率f0 并记录下来。
真的u0值，填入表3-1：
（5）再选Re2=500Ω，重复第4）步的过程；
（6）在相同的坐标上画出不同Ic（由不同的Re 决定）时的动态范围曲线，并进行分析和比较。
► 3、测量放大器的通频带：
1）拨动开关K1，接通R3；
2）拨动开关K2，选中Re2；
3）拨动开关K3至“RL”档；
4）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；
AV/AV0
1
0.707
0
fP
f
单调谐放大器的谐振曲线
6. 实验报告要求
►1、画出实验电路的交流等效电路； ►2、整理各实验步骤所得的数据和图形，
►2）熟悉并联谐振回路的通频带与选 择性等相关知识；
►3）了解负载对谐振回路的影响，从 而熟悉频带扩展方法；
►4）熟悉单调谐回路谐振放大器的性 能指标和测量方法。
3.实验仪器
►万用表 ►双踪示波器 ► 数字频率计 ► 实验箱及单、双调谐放大模块 ► 扫频仪
4.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）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； （6）使高频信号发生器的正弦信号输出幅度为300 mV, 调节W使IEQ在8.4~11.6 mA范围之内(K2接Re2）。调节 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f0并记录下来。 （注意：要配合可调电容C2的调节来找到最大不失真 的输出波形，本电路的谐振点在4MHz左右）
测量带宽
►使用扫频仪上的频标，可以方便地读出所显 示频率特性曲线的带宽。有时为了更精确地 测量，可使用外接频标。无论是内接或外接 频标，都是根据频率标记叠加在特性曲线带 宽范围上的数目乘以频率标记值而得来的。 根据扫频仪的频标，可直接在横轴上读出幅 频特性曲线的频率值（f。、B0.7、B0.1）,如 果测读的频率不在频标上可根据相邻两个频 标占据的水平距离进行计算。
5）调节高频信号发生器的正弦信号输出频率为f0 （即回路的谐振点），信号输出幅度为300 mV左右，
调节 C2使输出电压幅度u0最大且波形不失真。以
此时回路的谐振频率f0为中心频率，保持高频信号 发生器的信号输出幅度不变，改变频率由中心频率
向两边偏离，测得在不同频率时对应的输出电压uo，
频率偏离的范围根据实际情况确定。将测量的结果 记录下来，并计算回路的谐振频率为f0时电路的电 压放大倍数和回路的通频带.
C2
TP1 TP2
ui C1
1000p
7/25P
R1
5.1k
R2
20k
C3
100p
L3
C5 C6
+12 V
0.1uF
K1 L1
R3
10k
Q1
2k TP3
L2 K2 RL
1k
9013 K3
C4
0.01uF
Re2
500 2k
Re1
2.实验目的
►1）熟悉高频小信号谐振放大器的组 成、工作原理及各元件的作用；
► 3）学生首次使用BT3C扫频仪，需要教师悉心指导，把握
该仪器的操作要领，使学生通过自己的操作能基本掌握扫频 仪的使用方法，为今后的工作奠定基础。
► 4）在指导学生调节LC谐振回路过程中，需要教会学生通过 调节LC谐振回路参数来选准谐振频率、满足带宽要求的步 骤和操作要领。
1 .实验电路图
RW
100k
测量增益
►根据“输出衰减”的分贝数和幅频特性曲线 的高度测读被测放大器的增益值。在保持 “Y增益”旋钮不变的情况下，改变“输出 衰减”按钮，使显示的幅频特性曲线高度处 在0dB校正线上，则“输出衰减”按钮所指 示的分贝数即为被测电路的增益值。在测量 中，当被测网络的增益大于输出衰减的最大 分贝数时，曲线将超出0dB校正线，这时需 增加“Y轴衰减”，使Y轴衰减到10倍或100 倍，再微调“输出衰减”，使曲线的峰值正 好落在0dB校正线上，此时被测电路的增益 等于“输出衰减”与“Y轴衰减”分贝数之 和。
2) 测量放大器的增益和通频带
►（1）开机前主要旋钮位置： Y轴显示方式按键：“AC/DC”为 “DC”； Y轴衰减倍率为“*1”； “+/-”极性为“+” “Y增益”置于中间； 扫频方式为“窄扫”； 频标方式为“10.1MHz”, 衰减指示为“0dB”
►（2）确定被测放大器的中心频率f。
（3）显示和定量测量被测放大器的 幅频特性
单调谐回路谐振放大器 及通频带展宽实验
本实验的特点：
► 1）本实验是一个典型的验证性实验，要求参加实验的学生 掌握了单调谐回路谐振放大器的基本原理、工作点设置和交 流分析方法；
► 2）实验过程中需要将放大器的增益与工作频率联系在一起，
需要仔细调节电路参数，验证放大器的增益与频率的关
系；验证放大器的通频带与增益的关系；验证选频电路的Q 值对增益、通频带的影响；并与理论分析相比较，分析误差 原因；
►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f0（即回路的谐振点），调节C2使谐振放大ຫໍສະໝຸດ 输出电压幅度u0 最大且波形不失真。
此时调节高频信号发生器的信号输出幅度由 300 mV变化到1 V，使谐振放大器的输出经 历由不失真到失真的过程，记录下最大不失