高频小信号调谐放大器.
高频实验实验一高频小信号调谐放大器
实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的1．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。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。
3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容1．调测小信号放大器的静态工作状态。
2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4．调测放大器的幅频特性。
5．观察放大器的动态范围。
三、基本原理：小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
其实验单元电路如图1-1所示。
该电路由晶体管VT7、选频回路CP2二部分组成。
它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。
本实验中输入信号的频率fs＝10MH。
R67、R68和射极电阻决定晶体管的静态工作点。
拨码开关S7改变回路并联电阻，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带。
拨码开关S8改变射极电阻，从而改变放大器的增益。
四、实验步骤：熟悉实验板电路和各元件的作用，正确接通实验箱电源。
1．静态测量将开关S8的2，3，4分别置于“ON”，测量对应的静态工作点，将短路插座J27断开，用直流电流表接在J27C.DL两端，记录对应I c值，计算并填入表1.1。
将S8“l”置于“ON”，调节电位器VR15，观察电流变化。
2．动态测试（1）将10MHZ高频小信号(<50mV)输入到“高频小信号放大”模块中J30(XXH.IN)。
（2）将示波器接入到该模块中J31（XXH．OUT）。
（3）J27处短路块C.DL连到下横线处，拨码开关S8必须有一个拨向ON，示波器上可观察到已放大的高频信号。
（4）改变S8开关，可观察增益变化，若S8“ l”拨向“ON”则可调整电位器VR15，增益可连续变化。
（5）将S8其中一个置于“ON”，改变输出回路中周或半可变电容使增益最大，即保证回路谐振。
（6）将拨码开关S7逐个拨向“ON”，可观察增益变化，该开关是改变并联在谐振回路上的电阻，即改变回路Q值。
第1章 高频小信号调谐放大器
并联谐振回路由电感线圈、电容器Ｃ和外接信号源相互并联而成，如图所示.
.回路导纳和谐振电导
由图可知，并联回路地总导纳为
与回路地损耗电阻成正比，越大，则越大.可见，也反映了回路地损耗，亦可称为回路地损耗电导.
个人收集整理勿做商业用途
.品质因数
.并联谐振频率
.并联谐振回路地特点
（）矩形系数（Ｋ）：电压增益下降到时地频段范围（带宽）与通频带地比值.见后图
从图中可以看出：
.矩形系数大于等于
.若矩形系数越接近于，则△和△就越接近，这个时候曲线越像矩形，也就是其两个边沿越陡.说明此时在通频带以外地信号迅速被衰减掉，而在通频带之内地信号得到了几乎同等地放大（选择性好）.也就是说，矩形系数越靠近，选择性越好，在理想情况下，矩形系数应该是.个人收集整理勿做商业用途
二、并联谐振回路地频率特性及通频带
作业：
、选频网络地作用是.
、选频网络地电路形式有和.
、串联谐振回路越小，幅频特曲线越，回路选择性.
、通频带是指.
、矩形系数定义为.理想谐振回路矩形系数为，实际回路中矩形系数，其值越越好.个人收集整理勿做商业用途
、并联谐振回路谐振时，阻抗为.
举例：
例１某接收机输入回路地简化电路如图例所示.已知Ｃ，Ｃ，ＲΩ，ＲΩ.为了使电路匹配，即负载Ｒ等效到ＬＣ回路输入端地电阻Ｒ′＝Ｒ，线圈初、次级匝数比Ｎ／Ｎ应该是多少？个人收集整理勿做商业用途
由于地存在，使得交流信号通过电感后就会产生一定地功耗，为了衡量这个功耗地大小，引入了一个新地参数品质因数（用表示）.其定义式如下：个人收集整理勿做商业用途
、电感等效电路
串联形式：品质因数
导纳
由于串并都是对原来地电感地等效，因此，串并联导纳相等.
高频电子线路_小信号调谐放大器和高频功放_实验报告
1-3 小信号调谐放大器一 .实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理；3.掌握测量放大器幅频特性的方法；4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响；5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。
二 . 实验内容1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性；2.用示波器测量输入、输出信号幅度，并计算放大器的放大倍数；3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；4.用示波器观察放大器的动态范围；5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。
三 .实验步骤1.实验准备在实验箱主板上插装好无线接收与小信号放大模块，插好鼠标接通实验箱上电源开关，此时模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。
2.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。
点测法采用示波器进行测试，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谐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。
(1)扫频法，即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。
利用本实验箱上的扫频仪测试的方法是：用鼠标点击显示屏，选择扫频仪，将显示屏下方的高频信号源(此时为扫频信号源)接入小信号放大的输入端(1P1), 将显示屏下方的“扫频仪”与小信号放大的输出(1P8) 相连。
按动无线接收与小信号放大模块上的编码器(1SS1),选择1K2指示灯闪亮，并旋转编码器(1SS1) 使1K2指示灯长亮，此时小信号放大为单调谐。
显示屏上显示的曲线即为单调谐幅频特性曲线，调整1W1、1W2曲线会有变化。
用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图：图1-5 扫频仪测量的幅频特性(2)点测法，其步骤如下：① 通过鼠标点击显示屏，选择实验项目中“高频原理实验”,然后再选择“小信号调谐放大电路实验”,通过选择“小信号调谐放大”后，显示屏上显示小信号调谐放大器原理电路图。
高频小信号调谐放大器实验结论
高频小信号调谐放大器实验结论高频小信号调谐放大器是一种常见的电路，在无线通信中起到了至关重要的作用。
我们进行了一系列实验，研究了这种电路的性能和特点，得出了以下结论。
首先，高频小信号调谐放大器的主要作用是放大高频小信号。
在实验中，我们使用了两个变容二极管，一个电感和一个晶体管来构建这个电路。
当输入的高频小信号经过变容二极管调谐后，经由电感和晶体管放大后输出。
其次，调谐电路的参数非常重要，对电路性能有重要影响。
我们通过改变两个变容二极管的电容值和电感器的电感值，调整电路的谐振频率，从而得到最佳的放大效果。
在调整电路参数时，我们需要注意电路共振的问题，以防止电路失稳。
第三，晶体管的选择也非常关键。
我们选择了高频放大器专用的双极晶体管，能够提供更高的放大倍数和更好的线性度。
在实验中，我们还尝试了改变晶体管的偏置电压和失谐度对电路性能的影响。
第四，我们还研究了高频小信号调谐放大器的频率响应特性。
实验结果表明，电路在其工作频率范围内，输出信号的增益随着频率的变化而变化。
我们根据实验结果绘制了频率响应曲线，从而对电路的性能有了更深刻的了解。
最后，我们还针对不同的应用场景，进行了一系列的实际测试。
实验结果表明，在不同的频段和输入信号功率下，电路的增益和性能均有不同程度的变化。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行参数调整和电路优化。
总之，高频小信号调谐放大器是一种非常实用的电路，在无线通信、雷达和电视等行业有着广泛的应用。
通过本次实验，我们对这种电路的特点、性能和应用有了更深入的了解，并可以为实际应用提供指导意义。
高频小信号谐振放大器
动态范围
动态范围是指放大器能够处理的信号幅度范围， 高频小信号谐振放大器的动态范围通常较小。
稳定性分析
稳定性
01
高频小信号谐振放大器的稳定性是一个重要指标，需要分析其
在不同工作条件下的稳定性表现。
稳定性因素
02
影响高频小信号谐振放大器稳定性的因素包括温度、电源电压、
材料选择
选用具有低温度系数的元件和材料，提高放大器 的热稳定性。
05
实际应用与案例分析
无线通信系统中的应用
无线通信系统中的信号传输需要经过 多个中继站，而每个中继站都离不开 高频小信号谐振放大器的应用。
在无线通信系统中，高频小信号谐振 放大器主要应用于基站、中继站和移 动终端等设备中，是实现无线通信的 关键元件之一。
在雷达系统中，高频小信号谐振放大器主要应用于发射机和接收机中，是实现雷达 探测的关键元件之一。
卫星通信系统中的应用
卫星通信系统由于其覆盖范围广、传输距离远等特点，被 广泛应用于国际通信、军事通信等领域，而高频小信号谐 振放大器在其中也发挥了重要的作用。
高频小信号谐振放大器能够将卫星接收到的微弱信号进行 放大，提高信号的传输质量和距离，保证卫星通信系统的 稳定性和可靠性。
应用场景
01
02
03
通信系统
用于接收微弱的高频信号， 如无线电广播、卫星通信 等。
雷达系统
用于检测和跟踪目标，如 军事雷达、气象雷达等。
导航系统
用于接收和放大GPS等导 航信号，实现精确定位。
02
谐振放大器的基本结构
输入和输出匹配网络
输入匹配网络
高频小信号谐振放大器
任务一高频小信号谐振放大器任务引入我们知道，无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，我们就需要设计高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
在此，首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
任务分析高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理，与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是：一是在高频小信号谐振放大器中，所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高；二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带（要求只放大某一中心频率的载波信号）。
因此，首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管，将集电极负载换成了LC选频网络；再是在电路分析与设计中，应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
相关知识一、高频小功率晶体管与LC并联谐振回路1．高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同，主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上，而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹，甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫，噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样，工作在甲类工作状态，起电流放大作用。
2．LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中，利用LC并联谐振回路的选频作用，对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗，而且是纯电阻性的，将电流信号转换成电压信号输出，而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗，抑制失谐点频率电流信号的输出，起到选择出所需接收的信号，抑制无用的信号和干扰的目的。
高频小信号调谐放大器实验报告
高频小信号调谐放大器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过搭建高频小信号调谐放大器电路，了解调谐放大器的工作原理，掌握其特性参数的测量方法，并通过实验数据分析和计算，验证理论知识。
二、实验仪器与设备。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电压表。
4. 电流表。
5. 电阻箱。
6. 电容箱。
7. 电感箱。
8. 双踪示波器。
三、实验原理。
高频小信号调谐放大器是一种能够对特定频率的信号进行放大的放大器。
其主要由电容、电感和晶体管等器件组成。
在电路中，通过调节电容和电感的数值，可以实现对特定频率信号的放大。
四、实验步骤。
1. 按照实验电路图连接电路，注意接线的正确性。
2. 打开信号发生器和示波器，调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形。
3. 通过改变电容和电感的数值，调节电路的共振频率，观察输出波形的变化。
4. 测量电路中各个元件的电压、电流等参数，并记录实验数据。
5. 根据实验数据，计算电路的增益、带宽等特性参数。
五、实验数据与分析。
在实验中，我们通过改变电容和电感的数值，成功调节了电路的共振频率，观察到输出波形的变化。
通过测量和计算，得到了电路的增益、带宽等特性参数，并与理论数值进行了对比分析。
六、实验结果与讨论。
根据实验数据分析，我们得出了电路的增益、带宽等特性参数，并与理论数值进行了对比。
通过对比分析，我们发现实验数据与理论计算结果基本吻合，验证了调谐放大器的工作原理和特性。
七、实验总结。
通过本次实验，我们深入了解了高频小信号调谐放大器的工作原理和特性参数的测量方法，掌握了调谐放大器的实际应用技巧。
实验结果与理论计算基本吻合，证明了实验的有效性和准确性。
八、参考文献。
1. 《电子电路分析与设计》，张三，XX出版社，2010年。
2. 《电子电路实验指导》，李四，XX出版社，2015年。
以上为高频小信号调谐放大器实验报告内容，谢谢阅读。
高频小信号调谐放大器的电路设计
高频小信号调谐放大器的电路设计在无线通信系统中，高频小信号调谐放大器是一个重要的组成部分。
它可以用于放大输入信号并提高系统的灵敏度和动态范围。
本文将介绍高频小信号调谐放大器的电路设计原理和步骤，帮助读者了解如何设计一个高性能的调谐放大器。
1. 电路设计目标在开始设计之前，我们首先需要确定电路设计的目标。
高频小信号调谐放大器的主要目标是实现高增益和窄带宽。
高增益可以提高系统的灵敏度，使得输入信号的小幅变化也能够被放大器正确地检测到。
而窄带宽则可以避免不必要的噪声和干扰信号的干扰。
2. 选择合适的放大器类型根据设计目标，我们可以选择合适的放大器类型。
常见的高频小信号调谐放大器包括共集电极放大器、共射极放大器和共基极放大器。
不同的放大器类型有着不同的特性和适用范围。
根据具体的需求，选择合适的放大器类型是非常重要的。
3. 电路参数计算在确定放大器类型后，我们需要计算一些关键的电路参数，包括增益、带宽和输入阻抗等。
通过这些参数的计算，可以帮助我们进一步优化电路设计，使其更加符合实际需求。
同时，还需要考虑到电源电压和功耗等因素，以确保电路的正常工作。
4. 电路布局设计在完成电路参数计算后，我们需要进行电路布局设计。
良好的电路布局可以避免信号干扰和互相耦合等问题，提高电路的性能和稳定性。
同时，还需要考虑到信号路径的长度和阻抗匹配等因素，以确保信号的传输效果和质量。
5. 元器件选择和优化在进行元器件选择时，我们需要考虑到元器件的性能和可靠性等因素。
选择合适的元器件可以提高电路的工作效率和稳定性。
同时，还可以通过元器件的优化来进一步提高电路的性能，例如选择低噪声放大器和低失真元器件等。
6. 电路仿真和测试在完成电路设计后，我们需要进行电路的仿真和测试，以验证设计的正确性和性能。
电路仿真可以帮助我们预测电路的性能和行为，提前发现可能存在的问题。
而电路测试则可以确保电路的工作符合设计要求，满足实际应用的需求。
综上所述，高频小信号调谐放大器的电路设计是一个复杂而又关键的过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 j L
其中
2 2 2 n2 yie yie n2 gie jn2 Cie
n12 yoe n12 goe jn12Coe yoe
2.2.2
所以 Vo n2Vo n2 n1 y feVi y
2 g n12 goe n2 gie geo
1、放大器的小信号等效电路及其简化 图中设 yre 0 得到的小信号等效电路如下图所示。其中
( y feVi ) n1 y feVi
2 n2 yie yie
n12 yoe yoe
1 Vo Vo n2
N 31 n1 N14
图2.2.6 单管放大器的小信号 （a）小信号等效电路 （b）简化电路
y21 y22
I2 V1 I2 V2
(S )
V2 0
(S )
V1 0
所以Ｙ参数又称为短路导纳参数, 即确定这 四个参数时必须使某一个端口电压为零, 也就是 使该端口交流短路。
2.2.1
如共发射极接法的晶体管, 如图2.2.4所示, 相应的 Ｙ参数方程为
图2.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
几十欧到几千欧；
26(mV ) re () I EQ (mA)
；
2.2.1
Cbe ：发射结电容, 约10皮法到几百皮法；
rbc ：集电结电阻, 约10kΩ～10MΩ；
Cbc ：集电结电容, 约几个皮法；
gm ：晶体管跨导, 几十毫西门子以下；
各参数有关的公式如下：
1 gm r e r (1 )r be o e VT 26(mV ) re I EQ I EQ (mA) 1 Cbe Cbc 2 fT re
2.2
高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器的电路组成：
晶体管和LC谐振回路。 2.2.1晶体管高频等效电路 一是物理模拟（混合 ）等效电路。 另一是形式等效电路（ y 参数等效电路）。
2.2
一、混合 型等效电路
图2.2.1 晶体管高频共发射极混合π型等效电路
rbb 基区体电阻, 约 十几~几十 rbe 发射结电阻 re 折合到基极回路的等效电阻,约
2 C n12Coe // n22Cie // C n12Coe n2 Cie C
Qe
0C
g
路呈现的阻抗最大，而对其它频率的阻抗很小，
因而输入信号频率的电压得到放大，而其它频
率信号受到抑制。同时振荡回路采用抽头连接， 可以实现阻抗匹配，以提供晶体管集电极所需 要的负载电阻，从而在负载（下一级晶体管的 输入）上得到最大的电压输出。所以，振荡回
路的作用是实现选频滤波及阻抗匹配。
二、电路性能分析
2.2.1
2.2.2
单管单调谐放大器
一、电路组成及工作原理
图2.2.5 高频调谐放大器的典型线路 （a）原理电路 （b）交流通路
1、各元件的作用
RB1 RB 2 RE 构成晶体管的分压式电流反馈直流偏置电路，
以保证晶体管工作在甲类状态。
2.2.2
图2.2.5 高频调谐放大器的典型线路 （a）原理电路 （b）交流通路
电容CB、CE对高频旁路，电容值比低频放大器中小得多。 LC振荡回路作为晶体管放大器的负载，为放大器提供 选频回路。振荡回路采用抽头连接，可以实现阻抗匹配。
2.2.2
2、简单工作原理 信号由输入端的高频变压器引入，晶体管 放大器的负载为部分接入的振荡回路，该回路 对输入信号频率谐振，即
o 。此时，回
Vce 0
Ic y fe Vbe Ic yoe Vce
Vce 0
Vbe 0
Vbe 0
三、Ｙ参数与混合 参数的关系
gbe jCbe yie gie jCie 1 r ( g jC ) bb be be jCbe rbb g m yoe g oe jCoe g oe jCbc 1 r ( g jC ) bb be be jCbc y y e jre re re 1 rbb ( gbe jCbe ) gm y y e j fe fe fe 1 rbb ( gbe jCbe )
N 21 n2 N14
2.2.2
由图知：
Vo ( y feVi ) y
yie ge 0 jC y yoe
2 1 2 1 2 2
1 j L
2 2
n goe j n Coe n gie jn Cie g e 0 jC
1 g j (C ) L
其中:I EQ 是发射极静态电流, o 是晶体管低频短路电流
放大系数, fT 是晶体管特征频率。 注意:各参数均与静态工作点有关。
2.2.1
另外，常用的晶体管高频共基极等效电路如图 2.2.2图（a）所示，图 (b)是简化等效电路。
图2.2.2 晶体管高频共基极等效电路及其简化电路
2.2.1
二、Ｙ参数等效电路 双口网络即具有两个端口的网络，如图2.2.3所示。
I b yieVbe yreVce I c y feVbe yoeVce
2.2.1
图2.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
其中
yie、yre、y fe、yoe 分别称为输入导纳、反向传输导纳 式中，
正向传输导纳和输出导纳。
Ib yie Vbe y Ib re V ce
参数方程是选取各端口的电压为自变量, 电流为应变
量, 其方程如下
I1 y11V1 y12V2 I 2 y21V1 y22V2
图2.2.3 双口网络
2.2.1
其中 y11、y12、y21、y22 四个参量均具有导纳量纲，即
I1 (S ) y11 V1 V 0 2 y I1 (S ) 12 V 2 V1 0