第三章 思考题与习题
3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载，所以分析高频小信号放大器常采
用 Y 参数 等效参数电路进行分析，而且由于输入信号较弱，因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。高频小信号放大器不仅具有放大作用，还具有 选频滤波的功能 。衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。 3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW ＝
e
f Q ，矩阵系数0.1r k ＝ 9.95 。
3.3 随着级数的增加，多级单调谐放大器的（设各级的参数相同）增益 增加 ，通频
带 变窄 ，矩阵系数 减小 ，选择性 变好 。 3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。
放大器的矩形系数定义为：0.7
0.10.1
r BW k BW =
，通频带0.7BW ，显然通频带越宽，矩形系数越大，选择性越差。
3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反馈导纳的物理意义是什么？
解：影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C '，输出信号通过该电容反馈回到输入端，将会使放大器性能指标变差，严重时会使放大器产生自激振荡。反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳，其物理意义是输入端短路时，输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。 3.6 在工作点合理的情况下，图3.2.5（b ）中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路
等效？为什么？
解：不能用不含结电容的小信号等效电路等效，因为结电容对电路是否有影响，与静态工作点无关，而是与放大器的工作频率有关，只有在低频工作的情况下，结电容的影响才能够忽略，此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。
3.7 说明图3.2.5（b ）中，接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响？ 解：接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上，合理的选择接入系数的大小，可以达到阻抗匹配，使放大倍数最大，传输效果最佳。
3.8 如若放大器的选频特性是理想的矩形，能否认为放大器能够滤除全部噪声，为什么？ 解：若放大器的选频特性是理想的矩形，不能否认为放大器能够滤除全部噪声，因为此时只能说明能够滤除通频带之外的全部噪声，若噪声在通频带之内，就无能为力了。
3.9 高频谐振放大器中，造成工作不稳定的主要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放
大器稳定工作应采取哪些措施？
解：高频谐振放大器中，造成工作不稳定的主要因素是内部反馈re Y 的存在主要是结电容b c C '的影响；
不良影响主要表现在放大器调谐困难、中心频率偏移、放大倍数减少即放大器的频率特
性受到影响，使放大器工作不稳定甚至产生自激振荡；
为使放大器稳定工作应采取的措施是中和法、失配法；
3.10 单级小信号调谐放大器的交流电路如图3. T.1所示。要求谐振频率0f =10.7 MHz ，
0.7BW =500kHz ，0||A υ=100。晶体管参数为
ie y =（2+j0.5）ms ； re y =0；
fe y =（20－j5）ms ； oe y =（20+j40）ms
如果回路空载品质因数0Q =100，试计算谐振回路的L 、C 、R 。
图3. T.1
解：根据电路图可画出放大器的高频等效电路如下图所示。
其中20oe g s μ=，6
6
40100.59210.710
oe C pF π-?==??，2220520.6fe y ms =+=
根据题设要求
0100fe y A g υ∑
==
则
320.6100.206100
fe o
y g ms A υ-∑?=
==
因为
0.7e
f BW Q =
所以
00.710.7
21.40.5e f Q BW =
== 又因为
1
e Q Lg ω=
所以
63011
210.7100.20610
21.4
e L g Q ωπ-∑=
=?????
=6
3.3710 3.37s s μ-?=
由等效电路可知
2626
011
65.65pF (2)(210.710) 3.3710
C f L ππ∑-=
==????
660011
44.142210.710 3.3710100
eo g s f LQ μππ-=
==?????
则
65.650.5965.06oe C C C pF ∑=-=-=
666
11
7.0520610201044.1410oe eo R k g g g ---∑=
==Ω--?-?-?
3.11 在图3. T.2中，晶体管3DG39的直流工作点是CEQ V ＝＋8V ，EQ I ＝2 mA ；工作频率
0f ＝10.7MHz ；调谐回路采用中频变压器，3~1L ＝4μH ，0Q ＝100，其抽头为=23N 5匝，
=13N 20匝， =45N 5匝。试计算放大器的下列各值：电压增益、功率增益、通频带（设放
大器和前级匹配s g ＝ie g ）。晶体管3DG39在CEQ V ＝8V ，EQ I ＝2mA 时参数如下：
ie g ＝2860 μS ；ie C ＝18 pF oe g ＝200μS ； oe C ＝7pF
fe y ＝45mS ； fe ?＝－54o
re y ＝0.31mS ；re ?＝－88.5o
图3. T.2
解：交流通路
为了计算放大器的增益，应求出与谐振回路并联的总电导22
12eo oe ie g g n g n g ∑=++为
此，首先计算出接入系数12n 与n ，有
2311351204N n N =
==； 4521351
204
N n N === 谐振回路固有的谐振电导为
666
0011
3710100210.710410
eo g S Q L
ωπ--=
=
=?????? 于是
22
6651211
20010286010 3.710227.5()1616
oe ie eo g n g n g g s μ---∑=++=
??+??+?≈ 电压增益（谐振时）为
3126
11
45104412.3227.510
fe
o n n y A g υ--∑
???=
==? 功率增益为
2200()(12.3)151.3p A A υ===
此时回路的有载Q 值为
666
11
16.26.2810.710410227.510
e o Q Lg ω--∑=
=≈?????? 因而通频带为
0.710.70.66()16.2
o e f BW MHz Q =
== 3.12 图3. T.3是中频放大器单级电路图。已知回路电感=L 1.5μH ，
=0Q 100，4/21=N N ，41~C C 均为耦合电容或旁路电容。晶体管采用CG322A ，当EQ I =2mA ， =0f 30MHz ，测得Y 参数如下：=ie y （2.8+j3.5）mS ，0re y j =--（-0.08-j0.3）mS ，36fe y j =-（36-j27）mS ，
0.2y j =+（0.2+j2
）mS 。
（1）画出用Y 参数表示的放大器微变等效电路。 （2）求回路的总电导∑g 。 （3）求回路外接电容C 。 （4）求放大器的电压增益0A υ。
（5）当要求该放大器通频带为10MHz 时，应在回路两端并联多大的电阻？
图3. T.3
解：（1）用Y 参数表示的放大器微变等效电路为
（2）回路的总电导∑g 的计算
11n = 221/0.25n N N ==
666
0011
351010023010 1.510
eo g S Q L
ωπ--=
=
=?????? 2
2
6
66121
200102800103510410()16
oe ie eo g n g n g g s μ---∑=++=?+
??+?≈ （3）回路外接电容C 由 02f LC π∑
=
知
2220012533025330
18.76(pH)(2)30 1.5
C f L f L π∑=
===?
222C n C n C C C n C C =++=++
22
121
16
oe ie oe ie C C n C n C C C C ∑∑=--=--
66
21 3.521 3.5
18.76 6.82162 6.283010166.283010o
o C pF f f ππ∑=-
-
=--=????
（4）放大器的电压增益0A υ。
45fe y ms ==
3126
1
14510427.441010fe
o n n y A g υ--∑
???=
==?
（5）当要求该放大器通频带为10MHz 时，应在回路两端并联电阻R 的计算：
因为
00.7e f BW Q =
所以 00.730
310
e f Q BW =
== 而 1e o Q Lg ω∑=
01o eo
Q Lg ω=
所以
1003511673
o eo e Q g g S Q μ∑
'==?≈ 在回路两端并联电阻R 为
111
1.321167410R k g g g ∑
∑=
===Ω'--
3.13 设有一级单调谐中频放大器，其通频带0.74MHz BW =，增益0A υ=10，如果再用一级完全相同的中频放大器与之级联，这时两级中放的总增益和通频带各是多少？若要
求级联后的总频带宽度为4MHz ，每级放大器应该怎样改动？改动后的总增益为多少？
解：两级中放级联后的总增益和通频带各是
2
020()100A A υυ==
0.720.7()4 2.57MHz BW ===
若要求级联后的总频带宽度为4MHz ，每级放大器的带宽应加宽至
0.7
4 6.22MHz BW '==
根据增益带宽积为常量可知：
0.7
00.70BW A BW A υυ''= 此时放大器的增益为
0.7000.74
10 6.436.22
BW A A BW υ
υ
'==?=' 改动后的总增益为
22020() 6.4341.34A A υυ''===
3.14 三级相同的单调谐中频放大器级联，工作频率0f =450kHz ，总电压增益为60dB ，总带宽为8kHz ，
求每一级的增益，3dB 带宽和有载e Q 值。
解：多级级联的放大器，若各级参数相同，其总增益为 0n
o A A υ∑=
当3n =时，每一级的增益为 1133
100010o o
A A
υ∑===
多级级联的放大器，其带宽为 10.70.7()21n
n BW BW =-
所以单级放大器的带宽为 0.70.7121
n
n
BW =
-
当3n =时，每一级的带宽为：0.73
0.713
8
15.6860.51
21
BW kHz =
≈
=- 每一级的有载品质因数 0.7450
28.6915.686
o e f Q BW =
== 3.15 图3. T.4表示一单调谐回路中频放大器。已知工作频率0f ＝10.7MHz ，回路电容2C ＝56 pF ，
回路电感L =4 μH ，0Q ＝100，L 的圈数N ＝20匝，接入系数1n ＝2n ＝0.3。采用晶体管3DG6C ，
已知晶体管3DG6C 在CE V ＝8V ，E I ＝2mA 时参数如下：
ie g ＝2860 μs ；ie C ＝18 pF oe g ＝200μs ； oe C ＝7pF
fe y ＝45ms ； fe ?＝－54o re y ＝0.31 ms ；re ?＝－88.5o
图3. T.4
求：1）单级电压增益0A υ=；
2）单级通频带0.72f ?；
3）四级的总电压增益()4V0A 4）四级的总通频带()420.7f ?
5）如四级的总通频带()420.7f ?保持和单级的通频带0.72f ?相同，则单级的通频带应加宽多少？四级的总电压增益下降多少？
解、回路的固有谐振电导
5
66
11 3.710()100 6.2810.710410
eo o o g s Q L
ω--=
=
≈?????? 回路的总电导
22
12665
0.09200100.09286010 3.710312.4()
oe ie eo
g n g n g g s μ∑---=++=??+??+?≈
（1）单级谐振电压增益：
3
126
0.30.3451012.96312.410fe
o n n y A g υ--∑
???=
==?（倍）
（2）单级放大器的通频带
回路有载品质因数：
666
11
11.96.2810.710410312.410e o Q Lg ω--∑=
=≈??????
0.710.7899()11.9
o e f BW kHz Q =
== （3）四级放大器的总电压增益()4V0A 12444()(
)(12.96)28210.56fe
o n n y A g υ∑
==≈（倍）
（4）四级的总通频带()2f ?
0.7()899391()e
BW kHz ∑==≈
（5）如四级的总通频带()420.7f ?保持和单级的通频带2Δf 7
.0相同，则单级的通
频带应加宽至：
0.7()0.899 2.1()BW MHz '=
=≈
此时每级放大器的有载品质因数为： 0.710.7
5.1() 2.1
o e f Q BW '=
=≈'
111.9
312.4728.9()5.1
e o e e Q g g s LQ Q μω∑
∑'==≈?≈'' 12444
44312.4()(
)(
)()()28210.56955.1728.9
fe
o o n n y g A A g g υυ∑∑
∑'===?≈''（倍） 四级的总电压增益下降了
44()()28210.56955.127255.46o o A A A υυ'?=-=-= 此时，单级放大器的负载回路应并联上的电阻为
111
2.4()728.9312.4R k g g g ∑
∑=
==≈Ω'--
3.16 设有一级单调谐中频放大器，其通频带0.74MHz BW =，增益0A υ=10，如果再用一
级完全相同的中频放大器与之级联，这时两级中放的总增益和通频带各是多少？若要求
级联后的总频带宽度为4MHz ，每级放大器应该怎样改动？改动后的总增益为多少？
解：两级级联后，总增益 2
020100A A υυ==
总通频带0.70.74MHz 2.57MHz BW ∑===
若级联后的总频带宽度为4MHz ，则每级放大器的频带宽度为
0.7
0.71
4MHz 6.22MHz 0.643
BW BW ∑'==
?= 根据增益带宽积为常量的概念得到
0.7
000.7BW A A BW υυ''= 00.700.7104
6.436.22
A BW A BW υυ?'===' 所以改动后的总增益 22
020 6.4341.35A A υυ''===
3.17 图2.T.5所示的双调谐电感耦合电路中，设第一级放大器的输出导纳和第二级放大器
的入导纳分别是：oe g ＝20×10-6S 、oe C =4pF ；ie g =0.62×10-3S 、ie C ＝40pF 。fe
y ＝40×10-3S ，工作频率0f =465kHz ，中频变压器初、次级线圈的空载Q 值均为100，线圈抽头为12N =73匝，34N =60匝，45N =l 匝，56N ＝13.5匝，1L 和2L 为紧耦合。求：1）电压放大倍数；2）通频带和矩形系数。
图2.T.5 题3.17图
解：电路的接入系数11n = 56234455613.5
0.1860113.5
N n N N N =
==++++
初级回路的谐振电导为312
600246510(10004)1029.310100
eo C
g S Q ωπ--???+?===?
初级回路的总电导为66
(29.320)1049.310eo oe g g g S S --=+=+?=?
回路的有载品质因数为31206
246510(10004)1059.549.310
e C
Q g ωπ--???+?=
==? 因为次级回路的总匝数34455660113.574.5N N N N =++=++=近似等于初级回路的匝数73，所以可以认为初、次级回路相同。
因为1L 和2L 为紧耦合，所以1k ≈，于是得到 1212M L L L L ==
1L 和36L 之间的耦合系数为124536136
1
0.013474.5
L L N k N L L '=
=
== 耦合因子0.013459.50.8e k Q η'==?= 所以在谐振频率处的电压增益为
12f e
υ02
1n n y A g ηη=
+3260.80.18401071.210.849.310--??==+? 由于0.81η=<为弱耦合，所以
2
υυ0A A =
令
υυ0A A =0.8η=代入上式，可以得到 4
2
0.72 2.680ξξ+-=
解该式得到 1.147ξ= 放大器的通频带为00.70.7465
2 1.1478.9659.5
e f BW f Q ξ
=?===（kHz ） 令
υυ01
10
A A =并将0.8η=代入上式，可以得到 3.51ξ= 所以00.10.14652 3.5127.459.5e f BW f Q ξ
=?===（kHz ） 于是得到的矩形系数为0.10.10.127.4
3.058.96
r BW K BW =
== 3.18 设计一个中频放大器。要求：采用电容耦合双调谐放大器，初、次级抽头1n =0.3，2n = 0.2；中频频率为1.5MHz ；中频放大器增益大于60dB ；通频带为30kHz ；矩形系数r0.1k ＜1.9；放大器工作稳定；回路电容选用500pF ，回路线圈品质因0Q =80。已知晶体管在E I =lmA 、f =1.5 MHz 时的参数如下：
ie g ＝1000μs ；ie C ＝74pF ；oe g ＝18μs ；oe C ＝18pF fe y =36000 4.3o
j e
-μs ；re y ＝3393o
j e
-μs
另外，中放前的变频器也采用双调谐回路做负载。
解：由于要求矩形系数r0.1k ＜1.9
，根据式0.10.1
0.1r BW K BW ==1η=时， 要求。3m >由于中放前级变频器的负载也是双调谐回路，因而中放应该有3级，即共有
4m =副双调谐回路。当三级中放采用同样形式的电路且参数也相同时，要求每一级电路的
增益大于20dB 。
由于放大器的总通频带要求为30kHz ，那么每一级双调谐回路的通频带为
0.7
4
1/4
1.523045.5(kHz)2
1
BW =
=?=-
单级的等效交流通路为下图所示。
又已知12500pF C C ==，而2210.318=1.62pF oe
oe C n C '==? 2
220.274=2.96pF ie ie C n C '==?远小于1C 、2C ，可以忽略其影响。 同时2210.318=1.62μS oe
oe g n g '==? 2
220.21000=40μS ie ie g n g '==? 回路的谐振电导为
6126002 1.5105001058.91080
eo C
g S Q ωπ--????===?
与初级回路L 1C 1并联的电导为
261158.9 1.6260.510eo oe g g n g S -=+=+=?
与次级回路L 2C 2并联的电导为
2
62258.94098.910eo ie g g n g S -=+=+=?
为了保证所需的通频带，回路两端还需要并接电阻3R 、4R ，以降低回路的Q 值。为使通频带0.745.5kHz BW =，所需要的品质因数为
00.722
1.546.6e Q f =
==
所以初、次级回路所需要的总电导
61202 1.51050010101.12μ46.6
e C
g S Q ωπ-????===
初级回路应并接的电导为
31101.1260.540.62μg g g S =-=-=
311
24.6k 40.62μR g S
=
==Ω
次级回路应并接的电导为
42101.1298.9 2.4μg g g S =-=-=
4411417k 2.4μR g S
=
==Ω 回路电感、电容的确定： 122202533025330
22.5μH 1.5500
L L L f C ===
==? 回路处于临界耦合状态，c e 1k Q η==，因此c e
1
0.021546.6
k Q η
=
=
=
而0
c 0
0.0215C k C C =
=
=+
最后求得05000.0215
11pF 110.0215
c c Ck C k ?=
==-- 验证单级放大器的电压增益能否大于20dB 12
12f e
υ06
0.30.2360001010.720dB
22101.1210n n y A g
--???=
==>??
满足设计要求。
3.19 为什么晶体管在高频工作时要考虑单向化问题，而在低频工作时，则可不必考虑？
解：晶体管在高频工作时要考虑单向化问题是因为高频的情况下，存在结电容b c C '，使
等效电路为双向，不仅能够将输入利用晶体管的放大特性进行放大，而且输出可以通过
b c C '反馈到输入端。低频工作时，由于工作频率低，结电容比较小，低频工作时的影响
可以忽略不计。
3.20 设有一级单调谐中频放大器，谐振时电压增益010A υ=，通频带312MHz dB BW =，如
果再用一级电路结构相同的中放与其组成双参差调谐放大器，工作于最佳平坦状态，求级联通频带3dB BW 和级联电压增益0A υ∑各是多少？若要求同样改变每级放大器的带宽
使级联带宽3dB BW '=8 MHz ，求改动后的各级增益0A υ
'为多大？ 解：电路工作在最佳平坦状态，此时 00
21e
f
Q f ξ?== 由于 0
31dB f BW Q =
所以 03131
1MHz 222
dB e dB e e f BW Q BW f Q Q ?=
=== 两级级联后的带宽
331dB dB BW ==
两级级联后的放大倍数 22
00105022
A A υυ∑
===
若要求同样改变每级放大器的带宽使级联带宽3dB BW '=8 MHz 那么要求的每一级的带宽应该为
31dB BW BW ''=
=
由于增益带宽积不变，即031031dB dB A BW A BW υ
υ''=
则改动后的各级增益为031031 2.5 3.535dB dB A BW A BW υυ
'===='
3.21 三级单调谐放大器，三个回路的中心频率0f =465 kHz ，若要求总的带宽0.7BW =8
kHz ，求每一级回路的3dB 带宽和回路有载品质因数e Q 。
解：三级单调谐放大器级联，谐振在同一频率，所以每一级回路的3dB 带宽应该为
310.71
815.69kHz 0.51
dB BW BW =
=
?= 回路有载品质因数 e 31465
3015.69
o dB f Q BW =
=≈
实验一高频小信号单调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2.熟悉放大器静态工作点的测量方法； 3.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； 4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。 二、实验原理 小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号的线性放大。其实验原理电路如图1-1所示。该电路由晶体管BG、选频回路（LC并联谐振回路）二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。 1．单调谐回路谐振放大器原理 单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容，C B、C C 是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。 2．单调谐回路谐振放大器实验电路 单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路 高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A u0，放大器的通频带BW 0.7及选择性（通常用矩形系数K 0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑=LC f π21 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 21oe C C n C ∑=+ 式中， C oe 为晶体管的输出电容； n 1（注：此图中n 1=1）为初级线圈抽头系数；n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，微调C3，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为
思考题与习题 3.3 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什 么？ 解：不正确。因为满足起振条件和平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素（温度、电源电压等）变化时，平衡条件受到破坏。若不满足稳定条件，振荡起就不 会回到平衡状态，最终导致停振。 3.4 分析图 3.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因？ 解：电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响，电路的工作状态以及负载的变化，再加上互感耦合元件分布电容的存在，以及选频回路接在基极回路中，不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分，使电路的电磁干扰大，造成频率不稳定。 3.7 什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？各有什么物理意义？振荡器输出信号 的振幅和频率分别是由什么条件决定的？ 解：（ 1）起振条件： 振幅起振条件A0 F 1 相位起振条件 A F 2n (2) 平衡条件： 振幅平衡条件AF=1 相位平衡条件 A F 2n （ 3）平衡的稳定条件：（n=0,1, ）（n=0,1,） A 振幅平衡的稳定条件0 U 0 相位平衡的稳定条件Z0 振幅起振条件A0F 1 是表明振荡是增幅振荡，振幅由小增大，振荡能够建立起来。振幅平衡条件AF=1 是表明振荡是等幅振荡，振幅保持不变，处于平衡状态。 相位起振条件和相位平衡条件都是 馈，是构成反馈型振荡器的必要条件。 A F2n（n=0,1,），它表明反馈是正反 振幅平衡的稳定条件A/U0<0表示放大器的电压增益随振幅增大而减小，它能 保证电路参数发生变化引起 A 、F 变化时，电路能在新的条件下建立新的平衡，即振幅 产生变化来保证AF=1 。相位平衡的稳定条件Z /<0 表示振荡回路的相移Z 随频率增大而减小是负斜率。它能保证在振荡电路的参数发生变化时，能自动通过频率的变 化来调整 A F = YF Z =0，保证振荡电路处于正反馈。 显然，上述三个条件均与电路参数有关。A是由放大器的参数决定，除于工作点 I
实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 二、实验内容 1、谐振频率的调整与测定。 2、主要技术性能指标的测定：谐振频率、谐振放大增益Avo及动态范围、通频带 BW0.7、矩形系数Kr0.1。 三、实验仪器 1、高频信号发生器1台 2、2号板小信号放大模块1块 3、频率计1台 4、双踪示波器1台 5、万用表1台 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 （一）单调谐小信号放大器
图1-1 单调谐小信号放大电路图 小信号谐振放大器是接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。图1-1为单调谐回路小信号谐振放大器的原理电路，实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成，不仅对高频小信号放大，而且还有选频作用。其中W1,R5,R6,R7为直流偏置电阻（因与C3并联相接,所以C3仅有直流负反馈作用），同时调节W1可为放大器选择合适的静态工作点。C5为输入信号的耦合电容，E4,C3,C5为旁路滤波电容，R1为中周初级负载。C1与电感L 组成并联谐振回路，调节C1或改变中周T1磁芯的位置可以使回路谐振在信号中心频率上。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz 。因此频率为10.7的小信号自C5耦合输入，经选频、放大后，中周次级将获得最大输出。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1、谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；
本科生实验报告 实验课程高频电路实验 学院名称信科院 专业名称物联网工程 学生姓名刘鑫 学生学号201313060108 指导教师陈川 实验地点6C1001 实验成绩 二〇年月二〇年月
高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 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； 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验仪器与设备 高频电子线路综合实验箱； 扫频仪； 高频信号发生器； 双踪示波器 三、实验原理 （一）单调谐放大器 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Q1、选频回路T1二部分组成。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f S＝12MHz。基极偏置电阻R A1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为
∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑ C 为调谐回路的总电容，∑ C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中， C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中，g Σ为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o 而是为（180o + Φfe ）。 A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1中R L 两端的电压V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算： A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) d B 3.通频带 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为 BW = 2△f 0.7 = fo/Q L 式中，Q L 为谐振回路的有载品质因数。 分析表明，放大器的谐振电压放大倍数A V0与通频带BW 的关系为 ∑ = ?C y BW A fe V π20
基于Multisim的通信电路仿真实验 实验一高频小信号放大器 1.1 实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 1.2 实验内容 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 图1.1 单调谐高频小信号放大器 1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp。 ωp=1/(L1*C3)^2=2936KHz fp=ωp/(2*pi)=467KHz 2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。
下图中绿色为输入波形，蓝色为输出波形 Avo=Vo/Vi=1.06/0.252=4.206 3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。 通频带BW=2Δf0.7=7.121MHz-28.631KHz=7.092MHz 矩形系数Kr0.1=(2Δf0.1)/( 2Δf0.7)= （14.278GHz-9.359KHz）/7.092MHz=2013.254 4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出
电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av 相应的图，根据图粗略计算出通频带。 Fo(KHz ) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065 Uo(mV ) 0.66 9 0.76 5 1 1.05 1.06 1.06 0.97 7 0.81 6 0.74 9 0.65 3 0.574 0.511 Av 2.65 5 3.03 6 3.96 8 4.16 7 4.20 6 4.20 6 3.87 7 3.23 8 2.97 2 2.59 1 2.278 2.028 5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。 2次谐波 4次谐波
高频小信号放大器——典型例题分析 1．集成宽带放大器L1590的内部电路如图7.5所示。试问电路中采用了什么方法来扩展通频带的？答：集成宽放L1590是由两级放大电路构成。第一级由V1、V2、V3、V6构成；第二级由V7~V10构成，三极管V11~V16、二极管V17~V20和有关电阻构成偏置电路。其中第一级的V1、V3和V2、V6均为共射－共基组合电路，它们共同构成共射－共基差动放大器，这种电路形式不仅具有较宽的频带，而且还提供了较高的增益，同时，R2、R3和R4引入的负反馈可扩展该级的频带。V3、V6集电极输出的信号分别送到V7、V10的基极。第二级的V7、V8和V9、V10均为共集－共射组合电路，它们共同构成共集－共射差动放大器，R18、R19和R20引入负反馈，这些都使该级具有很宽的频带，改变R20可调节增益。应该指出，V7、V10的共集组态可将第一级和后面电路隔离。由于采取了上述措施，使L1590的工作频带可达0~150MHZ。顺便提一下，图中的V4、V5起自动增益控制（AGC）作用，其中2脚接的是AGC电压。图7.5 集成宽放L1590的内部电路2．通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？答：小信号谐振放大器的基本功能是选择和放大信号，而被放大的信号一般都是已调信号，包含一
定的边频，小信号谐振放大器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放大器后是否产生失真，或产生的频率失真是否严重，因此，通频带是小信号谐振放大器的一个重要指标。通频带不够将使输入信号中处于通频带以外的分量衰减，使信号产生失真。3．超外差接收机（远程接收机）高放管为什么要尽量选用低噪声管？答：多级放大器的总噪声系数为由于每级放大器的噪声系数总是大于1，上式中的各项都为正值，因此放大器级数越多，总的噪声系数也就越大。上式还表明，各级放大器对总噪声系数的影响是不同的，第一级的影响最大，越往后级，影响就越小。因此，要降低整个放大器的噪声系数，最主要的是降低第一级（有时还包括第二级）的噪声系数，并提高其功率增益。综上所述，超外差接收机（远程接收机）高放管要尽量选用低噪声管，以降低系统噪声系数，提高系统灵敏度。4．试画出图7.6所示放大器的交流通路。工作频率f=465kHZ。答：根据画交流通路的一般原则，即大电容视为短路，直流电源视为短路，大电感按开路处理。就可以很容易画出其交流通路。对于图中0.01μF电容，因工作频率为465kHZ，其容抗为，相对于与它串联 和并联的电阻而言，可以忽略，所以可以视为短路。画出的交流通路如图7.7所示。图7.6 图7.75．共发射极单调谐放大器如图7.2所示，试推导出 谐振电压增益、通频带及选择性（矩形系数）公式。解：单
实验一 小信号调谐放大器实验报告 一 实验目的 1．进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2．掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3．掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近，放大这种信号的放大器工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用，而对其它远离0f 的频率信号，放大作用很差，如图1-1所示。 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 小信号调谐放大器技术参数如下： 1 0.707
1.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 2.通频带和选择性：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K0.1。 2.实验电路 原理图分析： In1是高频信号输入端，当信号从In1输入时，需要将跳线TP1的上部连接起来。In2是从天线接收空间中的高频信号输入，电感L1和电容C1,C2组成选频网络，此时，需要将跳线TP1的下部连接起来。电容C3是隔直电容，滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证小信号谐振放大器正常工作，有一定的电压增益。 通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ，增大小信号谐振放大器的放大倍数。但Ie过大，输出波形容易失真。一般控制Ie在1-4mA之间。 电容C3是射极旁路电路，集电极回路由电容和电感组成，是一个并联的LC 谐振回路，起到选频的作用，其中有一个可变电容可以改变回路总的电容值。电
习题 高频功率放大器的主要作用是什么应对它提出哪些主要要求 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载若回路失谐将产生什么结果若采用纯电阻负载又将产生什么结果 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的各有什么特点 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 分析下列各种功放的工作状态应如何选择 (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态 (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态 (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，C反而增加，但V CC、U cm和u BEmax 均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态导通角增大还是减小并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=。(1) 当C=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将C提高到80%，试问管耗P C减小多 c0 少 解：(1) 当C=60%时，
高频小信号调谐放大器 一、实验目的 1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试方法。 4.熟练掌握multisim软件的使用方法，并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下：
六、数据处理
()f MHz 7 8 9 9.7 9.8 9.9 10 10.1 10.2 10.3 ()i u mV 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV 19 28 55 120 128 138 143 150 140 130 (/) u o i A u u 1.27 1.87 3.67 8.00 8.53 9.20 9.53 10.00 9.33 8.67 ()f MHz 10.4 10.5 10.6 10.7 11 12 13 14 15 16 ()i u mV 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV 120 100 90 80 64 39 28 24 20 18 (/) u o i A u u 8.00 6.67 6.00 5.33 4.27 2.60 1.87 1.60 1.33 1.20 78910111213141516 25 50 75 100 125 1 50 f(MHz) 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下：
高 频 小 信 号 放 大 器 设 计 学号:320708030112 姓名:杨新梅 年级:07电信本1班 专业:电子信息工程 指导老师:张炜 2008年12月3日
目录 一、选题意义 (3) 二、总体方案 (4) 三、各部分设计及原理分析 (7) 四、参数选择 (11) 五、实验结果 (17) 六、结论 (18) 七、参考文献 (19)
一、选题的意义 高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。 高频小信号放大器的分类： 按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器; 按频带分为：窄带放大器、宽带放大器; 按电路形式分为：单级放大器、多级放大器; 按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器; 其中高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现的问题是自激振荡，同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择；另加其它电路，实现放大器与前后级的阻抗匹配。
二、总体方案 高频小信号调谐放大器简述： 高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是： （1）增益要高，即放大倍数要大。 （2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q值来表示，其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7. 图-1频率特性曲线
3-1 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什么？ 解：否.因为满足起振与平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素(T 、V CC )变化时，平衡条件受到破坏，若不满足稳定条件，振荡器不能回到平衡状态，导致停振。 3-2 一反馈振荡器，欲减小因温度变化而使平衡条件受到破坏，从而引起振荡振幅和振荡频率的变化，应增大 i osc )(V T ??ω和ω ω???) (T ，为什么？试描述如何通过自身调节建立新平衡状态的过程（振幅和相位）。 解：由振荡稳定条件知： 振幅稳定条件： 0) (iA i osc
南京信息工程大学滨江学院高频电子线路实验报告 作者徐飞 学号 20092334925 系部电子工程系 专业班级通信三班
实验一 高频小信号放大器实验 一、实验原理 高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处 理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。 频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。 图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电 容C b.、C e 可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个： 晶体管单调谐回路调谐放大器 第一、选频作用，选择放大0f f =的信号频率，抑制其它频率信号。 第二、提供晶体管集电极所需的负载电阻，同时进行阻抗匹配变换。 高频小信号频带放大器的主要性能指标有： （1）中心频率 0f ：指放大器的工作频率。它是设计放大电路时，选择有源器件、计算 谐振回路元件参数的依据。 （2）增益：指放大器对有用信号的放大能力。通常表示为在中心频率上的电压增益和 功率增益。 电压增益 /VO O i A V V = 功率增益 /PO O i A P P = 式中 O V 、i V 分别为放大器中心频率上的输出、输入电压幅度， O P 、i P 分别为放大器中心频率上的输出、输入功率。增益通常用分贝表示。 （3）通频带：指放大电路增益由最大值下降 3db 时对应的频带宽度。它相当于输入不 变时，输出电压由最大值下降到 0.707 倍或功率下降到一半时对应的频带宽度。
高频电子线路实验报告姓名： 班级：
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、实验仪器设备： 1、高频电子线路实验箱GP-4。 2、数字存储示波器TDS-1002 3、高频信号发生器WY-1052A 4、数字万用表 四、实验步骤： 实验用单调谐回路谐振放大器电路如图1所示。图中，R1、R2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于
甲类。 C2是RE的旁路电容，C1、C7是输入、输出耦合电容，L、C3、C4是谐振回路，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极回路的阻尼电阻R3，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值） 的影响。K4、K5、K6用 以改变射极偏置电阻R4， 以观察放大器静态工作 点变化对谐振回路 （包括电压增益）的 影响。为了减轻负载 对回路Q值的影响， 输出端采用了（部分 接入方式），即电感 抽头输出方式。
（一）：单级单调谐电路 用示波器在小信号放大器的模块的TT2处观察，调节小信号放大器的T2，CC2，适当调节该模块的w3,使TT2处信号V o的峰值V op-p 最大不失真。记录各数据，填表中。 电压增益系数： 放大器的谐振回路对应的电压放大系数Avo 称为谐振放大器的电压增益系数。当电路处于谐振放大状态时，Avo 计算公式如下: Avo = V o / Vi 或Avo = lg（V o / Vi）dB
高频电子线路课程设计报告 题目： __ 高频小信号谐振放大器 __ 院系：_xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx_ 专业：____电子信息科学与技术 班级： xxxxxxxxxxx 姓名： xxxxxx 学号： _ xxxxxxxxxxxxxxx __ 指导教师： xxxxxxxx 报告成绩： 2016年12月16日
目录 一设计目的 (1) 二设计思路 (1) 2.1 电路的功能 (1) 2.2 设计的基本要求 (1) 三设计过程 (1) 3.1 设计电路 (1) 3.2 测量方法 (4) 3.2.1谐振频率 (4) 3.2.2电压增益 (4) 3.2.3通频带 (5) 3.2.4矩形系数 (5) 四系统调试与结果 (6) 4.1 设置静态工作点 (6) 4.2 计算谐振回路参数 (6) 4.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (7) 4.4 设计结果与分析 (8) 五主要元器件与设备 (10) 5.1 元器件与设备 (10) 5.2相关参数 (11) 六课程设计体会与建议 (11) 6.1 设计体会 (11) 6.2 设计建议 (12) 七参考文献 (12)
一设计目的 （1）了解LC谐振回路的选频原理和回路参数对回路特性的影响。 （2）掌握高频单调谐放大器的构成和工作原理。 （3）掌握高频单特性放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计。 （4）掌握高频单调谐放大器的设计方案和测试方法。 二设计思路 2.1 电路的功能 所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。高频小信号放大器的作用是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。 2.2设计的基本要求 (1)通过具体计算，选择器件给出电路设计电路 (2)给出最终实现电路 (3)进行仿真校验 (4)作出设计总结 三设计过程 3.1设计电路
高频小信号放大器() 一、学习目标与要求 1.掌握单调谐回路谐振放大器工作原理的分析方法，理解提高稳定性措施； 2.了解同步调谐放大器和双参差调谐放大器工作原理； 3.了解双调谐放大电路，能够识读各种类型的谐振放大器电路； 4.了解集中选频放大器电路；了解噪声概念； 二、学习要点 （一）高频小信号放大器的分类 （l ）按器件分类 高频小信号放大器若按器件分可分为晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器。 (2)按通带分类 高频小信号放大器若按通带分可分为窄带放大器、宽带放大器。 （3）按负载分类 高频小信号放大器若按负载分可分为谐振放大器、非谐振放大器。 本章重点介绍单级窄带负载为I ．C 调谐回路的谐振放大器，这种放大器不仅有放大作用，而且有选频作用。对其他器件的单级谐振放大器、各种级联放大器以及集成电路放大器这略加讨论。 （二） 高频小信号放大器的质量指标 1.增益（放大系数） 放大器输出电压Vo(或功率P 。)与输入电压V i （或功率P i ）之比，称为放大器的增益或放大倍数，用A v （或A P ）表示（有时以dB 数计算）。我们希望每级放大器在中心频率（谐振频率）及通频带处的增益尽量大，使满足总增益时级数尽量少。 电压增益：i o v V V A = (6-1) 功率增益：i o P P P A = （6-2） 2.通频带 放大器的电压增益下降到最大值的0，7（即v ／1）倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用B ＝2△f 0.7表示，如图3－l 所示。2△f 0.7也称为3分贝带宽。 图6－1 高频小信号放大器的通频带 与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回路的等效品质因数Q e 。此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变窄，并且，通频带愈宽，放大器的增益愈小。
习题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？ 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，ηC反而增加，但V CC、U cm 和u BEmax均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=12.5V。(1) 当ηC=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将ηC提高到80%，试问管耗 c0 P C减小多少？ 解：(1) 当ηC=60%时，
实验１高频小信号放大器
幅频特性曲线为:
带宽： 8.0*0.7=5.6 Bw1=6.6-6.1=0.5MHz 2、观察集电极负载对单调谐回路谐振放大器幅频特性的影响 当放大器工作于放大状态下，运用上步点测法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。既令2K1置“on”，重复测量并与上步图表中数据作比较。 5.6*0.7=3.92；Bw2= 6.65-6.1=0.55MHz 3、双调谐回路谐振放大器幅频特性测量 （保持输入幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性。）
2K2往上拨，接通2C6（80P），2K1置off。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度300mv，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（IN）。2K03往下拨，使高频信号送入放大器输入端。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。按照下表改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰——峰值为300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入下表中。 幅频特性曲线： 8*0.7=5.6V；Bw3=6.55-5.5-1.05MHz 4、放大器动态范围测量 2K1置off,2K2置单调谐，接通2C6.高频信号源输出接双调谐放大器的输入端（IN），调整高频信号源频率为6.3MHz，幅度为100mV。2K3拨向下方，使高频信号源输出输入放大器输入端。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。按照下表中的输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1
第３章 谐振功率放大器 3.1 谐振功率放大器电路如图 3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。已知： BB 0.2V V =，i 1.1cos ()u t V ω=，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电 极电流波形，并求出电流导通角θ及c0I 、c1m I 、c2m I 的大小。 [解] 由BE BB 0.2 1.1cos ()0.2 1.1cos (),i u V u V t V V t ωω=+=+=+可作出它的波形如图P3.1(2)所示。 根据BE u 及转移特性，在图P3.1中可作出c i 的波形如(3)所示。由于0t =时， BE BE max (0.2 1.1)=1.3,u u V V ==+则 max 0.7C i A =。 因为()cos im BE on BB U U V θ=-，所以 BE(on)BB im 0.60.2 cos 0.364,1.1 U V U θ--= = =则得 69θ=? 由于0(69)0.249α?=，1(69)0.432α?=，2(69)0.269α?=，则
00max 11max 22max (69)0.2490.70.174(69)0.4320.70.302(69)0.2690.70.188c C c m C c m C I i A I i A I i A ααα=?=?==?=?==?=?= 3.2 已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =，试求通角120θ=?，70θ=?时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I ；若CC 0.95cm U V =，求出两种情况下放大器的效率各为多少？ [解] (1) 120θ=?，0()0.406αθ=，1()0.536αθ= 01100.40610040.6mA,0.53610053.6mA ()110.536 0.9562.7% 2()20.406 c c m cm c CC I I U V αθηαθ=?==?== =??= (2) 70θ=?，0()0.253αθ=，1()0.436αθ= 010.25310025.3mA,0.43610043.6mA 10.436 0.9581.9% 20.253 c c m c I I η=?==?==? ?= 3.3 已知谐振功率放大器的CC 24V V =，C0250mA I =，5W o P =，cm CC 0.9U V =，试求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。 [解] 00.25246W D C CC P I V ==?= 1651W 5 83.3%6 225 0.463A 0.924 C D o o C D o c m cm P P P P P P I U η=-=-== ==?= ==? 11 ()220.833 1.85,500.9 CC C cm V g U θηθ==??==? 0max 00.25 1.37()0.183 C C I i A αθ= == 3.4 一谐振功率放大器，CC 30V V =，测得C0100mA I =，cm 28V U =，70θ=?，求e R 、o P 和C η。 [解] 0max 0100 395mA (70)0.253 c C I i α= ==? 1max 1(70)3950.436172mA c m C I i α=?=?=
高频小信号谐振放大器实验 121180166 琛 一、 实验目的 1． 掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2． 掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3． 掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数，1dB 压 缩点）的测试方法。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 6. 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路， 其作用是有选择地对某一频率围的高频小信号信号进行放大 。 所谓“小信号”，指输入信号电压一般在微伏~毫伏数量级围，对于这种幅度围的输入信号，放大器一半工作在线性围。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。此时放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最大的增益，而对其它远离0f 频率的输入信号，增益很小，如图1-1所示。 2、小信号调谐放大器技主要技术指标 1. 增益：表示高频小信号调谐放大器对输入信号的放大能力 电压增益的定义：01020log ()i U dB U ? (1_1） 其中输出信号和输入信号的有效值分别为0U ，i U 。
相对增益(d B )f 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 功率增益的定义： 01010log ()i P dB P ? (1_2） 其中输出信号和输入信号的功率分别为0P ，i P 。在高频和射频电路中功率的单位常用dBm 表示：dBm 和mW 之间的换算关系： 1010log ()1P dBm mW =?，10dBm =10mW (1_3） 2. 通频带和选择性：通常将小信号放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的输入信号频率围定义为放大器的通频带，用B 0.7表示。为衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K 0.1，它定义为： 0.10.10.7 B K B = (1_4） 式中，B 0.1为电压增益下降到最大值的0.1倍处的输入信号带宽，如图1.1所示。理想的电路频率选择性如图1.1的虚线所示。矩形系数越小，放大器的选择性越好，抑制邻近无用信号的能力就越强。 3．稳定性：高频小信号谐振放大器能够稳定工作是首要条件。由于高频放大器的工作频率较高，根据晶体管的Y 参数模型，当工作频率较高时，晶体管本身存在反馈参数fe y ，同样当工作频率较高时，需要考虑外电路元器件的引线电感和PCB 布线时的板间分布电容，平行信号线之间的寄生电容等，此时这些参数会构成分布参数电路，此外如果电源的去耦电路