小信号调谐放大器实验名称 一、实验目的 掌握小信号调谐放大器的基础知识

简介：
了解谐振回路的工作原理。该电路主要包括电感、电容并联构成的LC振荡器，并具有选择性滤波特性。其工作原理基于回路总阻抗Z随信号频率的变化关系，当输入信号频率与电路固有频率相等时达到最佳工作状态。在串联谐振中，电阻两端电压达到最大值；而在并联谐振中，电感和电容元件两端的过冲电压最高。这种结构使得谐振回路能够有效筛选特定频率的信号，具有重要的应用价值。 2. 掌握谐振放大器中电压增益、动态范围、截止频率和选择性之间的相互关系。$V_{\text{增益}}$受电路参数设计的影响，而$Δf_{\text{通频带}}$则与电源电压及工作点设置直接相关。此外，选择性的提高通常会伴随通频带宽度的减小。 该实验的目的是探讨谐振回路的工作原理。本实验的目标是让学生掌握基础电子元件的使用，并熟悉高频电路实验箱的操作步骤。包括但不限于电感L、电容C以及其他相关组件。 **谐振回路的工作原理**： - **并联谐振**： - 原理：当电感与电容进行并联时，形成LC振荡电路，其本质特征是具有选频特性。在特定频率下（ω = ω₀ = 1/√(LC)），回路呈现出最大阻抗状态。 - **等效阻抗**：对于并联谐振电路，其等效阻抗Z可表示为(-jωC)(R + jωL)，其中，j代表虚数单位；ω是角频率；R、L和C分别代表电阻、电感和电容。这一表达式表明，阻抗随信号频率的变化而变化。 - **并联谐振条件**：当输入信号的角频率等于临界频率（即ω = ω₀ = 1/√(LC)）时，在电路中将出现最大阻抗现象，这即为并联谐振状态。 对于由电阻、电感和电容组成的串联电路，当电路中电感的阻碍作用与电容提供的阻抗相等（满足ωL = 1/ωC的关系式）时，此时电路中的总阻抗为零，流经该电路的电流有效值达到理论上的极大值，并且在电感和电容并联端可能出现过压现象。 3. **谐振放大器的关键技术参数**： - **电压放大倍数**：受电路参数设置的影响较大，直接影响其放大的能力。 - **动态范围**：主要取决于供电电压和工作点设置，表征放大器在不失真前提下可处理信号的幅度范围。 - **通频带**：频率响应特性的一种表现形式，通常与选频电路参数设计密切相关。 - **选择性**：表征放大器对所需信号的选择性能，一般用通频带宽度作为量化指标。 本章主要介绍了所用的实验仪器和相关实验器材的具体情况 本章主要介绍了所使用的主要实验仪器及其相应的实验器材的配置和使用方法 - **数字示波器(DS1152E)**：主要用于显示电信号的时域特性并测定诸如电压这样的参数。 - **信号发生器(DG4162)**：生成稳定可靠的测试参考信号源。 - **频率特性测试仪(BT-3D)**：分析和评估电子线路在不同频率下的工作特性。 - **台式万用表(UT801)**：完成诸如电压、电阻这些基本电气参数的精确测定。 - 高频电子线路实验箱集成了所需的所有电子电路元件和配套的安装接口。 预习时间为每天预留30分钟用于预习。建议每天预留30分钟用于预习。 请按照以下流程完成操作：首先查看课程安排；其次了解学习目标；再次熟悉相关知识点。依据以下流程完成操作：1）查看课程安排；2）了解学习目标；3）熟悉相关知识点。 确保对这些知识点有扎实的理解是学好此课程的前提。熟练掌握这些内容是本课程的最低要求。 **谐振回路的选频特性**： - 深入了解LC振荡器的工作原理及其对信号频率选择性的影响机制。 - 系统阐述并联谐振和串联谐振的基本概念，并分析其在实际电路设计中的应用实例。 **谐振放大器性能指标的理解**： - 详细阐述电压放大倍数、动态范围、通频带和选择性的定义，及其相互间的关系网络。 - 深入理解通频带宽度的定义，并分析其对放大器整体性能的关键作用。 #### 四、实验内容及步骤 第4章 实验内容与步骤 注 **单调谐回路调幅放大器的搭建与测试** 首先，搭建单调谐振回路调幅放大器的电路系统。随后进行以下关键步骤：确定晶体管工作在放大区域；通过微调回路参数寻找到最佳中心频率f0值；同时观察不同测试频率下的放大器输出电压变化情况。 具体而言，在调节过程中分别取电阻值为10千欧、2千欧和470欧时的放大倍数增益特性指标。完成以上步骤后，计算并对比各条件下的通频带宽度变化特征。 由实验数据可知，当电路电阻R逐渐增大时，通频带宽度随之减小，并且Q值有所提升。这表明，具有较高选择性的电路特性与有限的通频带宽度之间存在权衡关系。在对谐振回路工作原理的深入研究过程中，学生不仅有助于深化对谐振回路工作原理的认识，并且能够系统地掌握谐振放大器的关键性能参数检测流程。这不仅为后续深入研究和开发更为复杂、精密的高频电路技术奠定了扎实的技术基础，也为企业的技术创新提供了有力支撑。