一、實驗目的

1.掌握單調(diào)諧放大器的基本工作原理；

2．掌握單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量方法；

3.熟悉單調(diào)諧放大器靜態(tài)工作點的測量方法，以及靜態(tài)工作點對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響；

4.熟悉集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性（包括電壓增益、通頻帶、品質(zhì)因數(shù)Q值）的影響。

5.熟悉單調(diào)諧放大器動態(tài)范圍的基本概念和測量方法。

二、實驗原理

在無線通信過程中，常會遇到在接收端所接收到的信號很弱，而這樣的信號又往往與干擾信號同時進入無線電接收端系統(tǒng)。

我們希望將有用的信號進行放大，把其它無用的干擾信號抑制掉，借助于選頻放大器，方能達到此目的，小信號調(diào)諧放大器就是這樣一種最常用的選頻放大器，即有選擇地對某一頻率的信號進行放大的放大器。

小信號調(diào)諧放大器是組成無線通信設備主要電路，其作用是放大信道中的高頻小信號。

所謂小信號，通常指輸入信號電壓一般在微伏至毫伏數(shù)量級，放大這種信號的放大器工作在線性范圍內(nèi)。

所謂調(diào)諧，是指放大器的集電極負載為調(diào)諧回路（如LC諧振回路）。這種放大器對諧振頻率?0的信號具有最強的放大作用，而對其他遠離?0的頻率信號，放大作用很小。

調(diào)諧放大器主要由放大器和調(diào)諧回路兩部分組成。因此，調(diào)諧放大器不僅有放大作用，而且還有選頻作用。

本實驗單調(diào)諧放大器，一般工作在甲類狀態(tài)，多用在接收機中做高頻和中頻放大，對它的主要指標要求是：有足夠的增益，滿足通頻帶和選擇性要求，工作穩(wěn)定等。

圖1-1 放大器的通頻帶曲線

圖1-2 理想的與實際的頻率特性曲線

（一）電路與工作原理

原理電路如圖1-3所示，單調(diào)諧放大器是無線通信系統(tǒng)接收單元的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大和選頻。

圖1-3 單調(diào)諧放大器原理電路

圖1-4 單調(diào)諧放大器的頻率特性曲線

圖中分壓電阻Rb1 、Rb2 、Re用以保證晶體管工作于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類狀態(tài)。Ce是Re的旁路電容，Cb、Cc是輸入、輸出耦合電容，L、C是諧振回路元件，Rc是集電極（交流）負載電阻，它決定回路的Q值和帶寬。為了減輕晶體管集電極電阻和下一級負載對回路品質(zhì)因數(shù)Q值的影響，均采用部分回路接入方式。

（二）實驗電路

電路原理圖如圖1-5所示。

圖1-5 單調(diào)諧回路諧振放大器實驗原理圖

可調(diào)電容1VC01用來調(diào)諧，可調(diào)電位器1W01用以改變基極偏置電壓，以觀察放大器直流靜態(tài)工作點變化對單調(diào)諧放大器（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響；單刀雙擲開關(guān)1K01用以改變集電極電阻，以觀察集電極負載變化對單調(diào)諧放大器（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。第二級電路1Q02為射極跟隨器，主要用于提高帶負載能力。

單調(diào)諧放大器在模塊中的單元標號為1，位于該子板卡上的左部，如圖1-6所示。

圖1-6 單調(diào)諧放大器子板卡（左部）

三、實驗內(nèi)容

1.使用數(shù)字掃頻儀測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性；
2.使用數(shù)字示波器測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性，并繪制幅頻特性曲線；
3.用示波器觀察靜態(tài)工作點對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響；
4.用示波器觀察集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響；

5．用示波器觀察單調(diào)諧放大器的動態(tài)范圍。

四、實驗步驟

（一）實驗模塊上電

將單調(diào)諧和雙調(diào)諧放大器子板插在實驗箱的主板上，接通實驗箱右側(cè)電源開關(guān)，打開模塊上電源開關(guān)，接通電源，此時電源指示燈亮。

（二）單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量

測量幅頻特性通常有兩種方法，即掃頻法和點測法。

1、掃頻法是用數(shù)字掃頻儀直接測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線，直觀明了。

掃頻法，指保持輸入信號幅度和頻率均不變，改變LC回路中的可調(diào)電容，測出與頻率相對應的單調(diào)諧放大器的輸出電壓幅度，畫出單調(diào)諧放大器的幅頻特性。

見圖1-7所示。

圖1-7 用掃頻儀測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性

2、點測法是指使用示波器進行測量。

將高頻信號源的信號輸出端聯(lián)接到單調(diào)諧放大器的輸入端，即保持高頻信號源輸出信號的幅度不變，調(diào)整改變其輸出信號的頻率，利用示波器觀察單調(diào)諧放大器輸出電壓的幅度，畫出單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。

1.幅頻特性測試

將1K01置“off”位（即斷開集電極電阻1R05），調(diào)整1W01，使1Q01放大器工作于線性放大狀態(tài)。DDS信號源輸出連接到單調(diào)諧放大器的輸入端（1P01）。示波器CH1接放大器的輸入端1TP01。

保持DDS信號源輸出幅度為300mV，先逐步改變頻率（參考諧振頻率為8MHz左右），調(diào)節(jié)單調(diào)諧放大器的1W01，使從示波器上讀出單調(diào)諧放大器的輸出電壓幅值達到最大值，(此時需不需要調(diào)節(jié)1W01？)此時電路達到諧振狀態(tài)。把數(shù)據(jù)填入表1-1的中間位置。

逐步改變DDS信號頻率，先變小，取大約9個點，將單諧振放大器輸入信號頻率及對應的輸出信號幅度分別記錄于表1-1中。再變大，取約9個點，將數(shù)據(jù)記錄于表中。

五、實驗報告

1．按照表1- 1和表1-2，以頻率為橫軸，電壓幅值為縱軸，分別畫出兩種情況下單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。

2．分析實驗數(shù)據(jù)，說明集電極負載變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。

當放大器工作于放大狀態(tài)下，測出接通與不接通電阻1R05的幅頻特性曲線，可以發(fā)現(xiàn)：當不接電阻1R05時，集電極負載增大，幅頻特性幅值加大，曲線變“瘦”，Q值增高，帶寬減小；而當接通電阻1R05時，接通幅頻特性幅值減小，曲線變“胖”，Q值降低，帶寬加大。

3.按照表1-3的數(shù)據(jù)，畫出相應的幅頻特性曲線，說明靜態(tài)工作點變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。

當1W01加大時，由于ICQ減小，幅頻特性幅值會減小，同時曲線變“瘦”（帶寬減小）；

當1W01減小時，由于ICQ加大，幅頻特性幅值會加大，同時曲線變“胖”（帶寬加大）。

4.總結(jié)本實驗體會

通過本次實驗，基本掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的基本工作原理，進一步熟悉放大器靜態(tài)工作點的測量方法和放大器靜態(tài)工作點和集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并且掌握測量放大器的幅頻特性方法。