1. 實(shí)驗(yàn)的目的
1. 進(jìn)一步掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的工作原理。
2. 掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的調(diào)試方法。
3. 掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的各種技術(shù)參數(shù)（電壓放大倍數(shù)、通帶、方系數(shù)）的測試。
2. 實(shí)驗(yàn)之中使用的儀器
1. 小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)板。
2. 20MH雙蹤示波器。
3. 萬用表。
4. 掃描儀（可選）。
3. 實(shí)驗(yàn)的基本原理和電路
1. 小信號調(diào)諧放大器的基本原理。
小信號調(diào)諧放大器是構(gòu)成無線電通信設(shè)備的主電路，其功能是在一定頻率范圍之內(nèi)有選擇地放大高頻小信號。所謂“小信號”通常是指輸入信號的電壓一般在微伏到毫伏數(shù)量級左右，放大這個信號的放大器工作在線性范圍。所謂“調(diào)諧”主要是指放大器的集電極負(fù)載是一個調(diào)諧電路（如一個LC調(diào)諧電路。種放大器對諧振頻率和鄰近頻率的信號放大效果最強(qiáng)，而對其它較遠(yuǎn)頻率的信號放大效果很差。
小信號調(diào)諧放大器的技術(shù)參數(shù)如下：
收益：表示高頻小信號調(diào)諧放大器放大微弱信號的能力。
穩(wěn)定性：電路的穩(wěn)定性是放大器正常工作的首要條件。不穩(wěn)定的高頻放大器，當(dāng)電路參數(shù)隨溫度等因素變化時(shí)，會出現(xiàn)明顯的增益變化、中心頻率偏移、頻率特性曲線扭曲，甚至出現(xiàn)自激振蕩。由于高頻放大器工作在高頻時(shí)，晶體管之中存在很強(qiáng)的反饋和寄生反饋，容易產(chǎn)生自激。因此，必須采取各種措施來保證電路的穩(wěn)定性，如合理設(shè)計(jì)電路，限制每級的增益，并采取必要的工藝措施等。
噪聲系數(shù)：為了提高接收機(jī)的靈敏度，有必要盡量降低放大器的噪聲系數(shù)。高頻放大器由多級組成。降低噪聲系數(shù)的關(guān)鍵是降低前級電路的內(nèi)部噪聲。因此，在設(shè)計(jì)前置放大器時(shí)，要求采用低噪聲器件，合理設(shè)置工作電流等，使放大器的噪聲系數(shù)在盡可能高的功率增益之下達(dá)到最小。。
2. 參差調(diào)諧放大器。
多級單調(diào)諧放大器級聯(lián)后，總放大倍數(shù)等于各級單調(diào)諧放大器放大倍數(shù)的乘積，提高了選擇性，但總通帶變窄。。與單級單調(diào)諧放大器相比，具有相同QL值的N級調(diào)諧電路的總通帶降低因子。由于n>1，總的通帶必須減小。如果采用降低QL值的方法來加寬通帶，則選擇性太差，諧振增益太低。必須采取其他措施來兼顧這兩個方面，雙交錯調(diào)諧放大器是常用的方法之一。。
這種調(diào)諧放大器在電路硬件形式之上與多級放大器沒有什么區(qū)別，只是在調(diào)諧頻率點(diǎn)之上有區(qū)別。所謂雙交錯調(diào)諧，就是將兩級單調(diào)諧環(huán)路放大器的諧振頻率分別調(diào)整為略高于和略低于信號的中心頻率。假設(shè)信號的中心頻率為f0，則第一級調(diào)諧到f0△fd，第二級調(diào)諧到f0-△fd（△fd是單個諧振電路的諧振頻率與信號的中心頻率之差）。由于各級回路的諧振頻率是交錯的，所以稱之為交錯調(diào)諧放大器。對于單諧振電路，它工作在失諧狀態(tài)，±△fd/f0稱為交錯失諧量。。若考慮諧振電路品質(zhì)因子QL的影響，則對應(yīng)的±≠0=±QL（2△fd/f0）稱為廣義方差失諧量。
當(dāng)兩個交錯調(diào)諧回路的QL值相同時(shí)，可以將兩個相同的頻率特性曲線向右移動，左乘±≠0，然后將它們的縱坐標(biāo)分貝數(shù)相加，得到交錯調(diào)諧環(huán)路特性的積分頻率，。由于兩個環(huán)路在f0處處于失諧狀態(tài)，諧振點(diǎn)處的總增益減小，這使得合成頻率曲線相對平坦，并展寬了總通帶。交錯調(diào)諧電路的綜合頻率特性與廣義交錯失諧量φ0有關(guān)。0越小，越尖銳，越大，越扁平是的。當(dāng)η0大到一定程度時(shí)，由于f0處失諧過于嚴(yán)重，積分頻率特性曲線會出現(xiàn)馬鞍形雙峰。。
理論推導(dǎo)表明，當(dāng)?0<。在1處，綜合頻率特性曲線為單峰。ξ0。1點(diǎn)鐘方向是雙峰。0=1是兩者之間的分界線，相當(dāng)于單峰之中最平坦的情況。值越大，說明兩峰間的距離越遠(yuǎn)，下方凹陷越嚴(yán)重。
3. 實(shí)驗(yàn)電路。
小信號交錯調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。
小信號交錯調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路。
4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1. 靜態(tài)工作點(diǎn)和諧振電路的調(diào)整。
2. 放大器幅頻特性及通帶測試。
3. 測試品質(zhì)因數(shù)對放大器幅頻特性及通帶的影響。
附注：為了增加模塊功能，將原來的A9"小信號諧振放大器"模塊改進(jìn)為"高頻小信號交錯調(diào)諧放大器"模塊，由原來的一級高頻調(diào)諧放大器改進(jìn)為兩級高頻調(diào)諧放大器，從而可以進(jìn)行交錯調(diào)諧擴(kuò)展通頻帶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前請注意以下幾點(diǎn)：
1. 高頻小信號放大器的輸入中心頻率f0為10.7MHz，所需幅值僅為10—30 mV。兩級放大增益相對較高。如果輸入過大，輸出波形會嚴(yán)重失真。請大家注意。
2. 交錯調(diào)諧放大器的第一級諧振點(diǎn)略低于10.7MHz，第二級諧振點(diǎn)略高于10.7MHz，形成了以10.7MHz為中心頻率、下方對稱凹陷的通帶特性。。不要將兩個諧振點(diǎn)調(diào)整到同一頻率，否則電路可能會產(chǎn)生自激。
3. 用掃頻器可以直接觀察放大器的通帶特性，但必須注意的是，掃頻器輸出的衰減要大于40—45 dB，否則輸入信號過大會使電路過載，嚴(yán)重失真所觀察到的通帶特性。
5. 實(shí)驗(yàn)步驟
1. 靜態(tài)工作點(diǎn)和諧振電路的調(diào)整。
⑴ 在實(shí)驗(yàn)箱主板之上插入小信號參差調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路模塊。打開實(shí)驗(yàn)箱之上的電源開關(guān)，電源指示燈亮。跳線閉塞開關(guān)J1接端子2-3，以實(shí)驗(yàn)箱LC晶體振蕩器和晶體正弦波振蕩電路模塊的10.7MHz信號為信號源，幅度調(diào)節(jié)在10 mV-20 mV，接小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路IN1。
⑵ 在第一級小信號調(diào)諧放大器的輸出端（TP2），用示波器觀察第一級放大之后的信號，調(diào)節(jié)電位器W1和微調(diào)電容器C7，使輸出信號幅度最大化。
(3) 在第二級小信號調(diào)諧放大器的輸出端（TP3），用示波器觀察第一級和第二級的放大信號，調(diào)節(jié)電位器W2和微調(diào)電容器C12，使輸出信號幅度最大。
注意：當(dāng)兩級放大器的中心頻率完全相同時(shí)，如果每級增益過大，容易產(chǎn)生高頻自激。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電路有自激傾向時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整W1和W2，降低工作點(diǎn)電流，以稍微降低每級的增益，或?qū)杉壵{(diào)諧放大器的微調(diào)電容進(jìn)行幅度相反的微調(diào)，預(yù)設(shè)為交錯調(diào)諧模式，可有效消除自激傾向。
2. 用掃頻儀直接觀察放大器的通帶特性。
必須注意的是，掃頻器的輸出衰減約為40—45 dB，否則輸入信號過大，會使電路過載，嚴(yán)重扭曲所觀察到的通帶特性。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：。
（1）在實(shí)驗(yàn)箱之上安裝LC和晶體正弦波振蕩電路模塊，通過高頻電纜使晶體振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的10.7MHz信號，注入到選擇“內(nèi)部頻率標(biāo)準(zhǔn)”，將“頻率標(biāo)準(zhǔn)幅度”旋鈕調(diào)至最大，并適當(dāng)減小“掃頻寬度”，以擴(kuò)大屏幕區(qū)域的可見頻率范圍。通過左右轉(zhuǎn)動“中心頻率”旋鈕，找到由10.7MHz信號產(chǎn)生的前端總線標(biāo)點(diǎn)符號，并將其移動到屏幕中心的垂直中心線。后，不要隨意轉(zhuǎn)動“中心頻率”旋鈕。（你可以暫時(shí)把“頻標(biāo)法”改成“10：1”，并且觀察此時(shí)在屏幕中心的垂直中心線之上由外部頻率標(biāo)準(zhǔn)指示的頻率值，以驗(yàn)證10.7MHz的f0中心頻率確實(shí)已經(jīng)被調(diào)整到屏幕中心。然后恢復(fù)FSB）。
⑵ 交直流開關(guān)選擇“交流”狀態(tài)，×1/×10開關(guān)選擇×1狀態(tài)，極性開關(guān)選擇“”狀態(tài)。
（3）將掃頻器掃頻輸出探頭連接到TP1（放大器輸入）測試鉤之上，探頭接地線夾鄰近接地良好。
（4）將掃頻器的檢測輸入探頭連接到TP3的測試鉤（放大器輸出2）之上，將探頭接地夾與掃頻輸出探頭接地夾在同一點(diǎn)接地。放大器的頻率特性曲線現(xiàn)在應(yīng)該出現(xiàn)在屏幕之上。
⑸仔細(xì)觀察得到的放大器頻率特性曲線，分析其形狀是否基本符合要求。分別緩慢調(diào)節(jié)兩級放大器的調(diào)諧回路，區(qū)分每級對應(yīng)的諧振峰的大致位置，（如果兩級放大器的調(diào)諧回路頻率太接近，則需要將調(diào)諧分量稍微調(diào)整到相反的方向，并注意始終保持曲線的形狀?；旧吓cFSB所在的中心垂直線對稱）。如果發(fā)現(xiàn)兩個峰值的幅度相差較大，可以分別調(diào)節(jié)電位器W1和W2，使各電平的增益分布趨于合適。。
⑹ 緩慢、小心地調(diào)節(jié)兩級放大器的調(diào)諧回路，使曲線為≠0＜。1（單一），x0。1（雙峰）與≠0=1（最平坦的單峰，這是后兩者的分界線）及幾種不同情況。
3. 放大器的放大倍數(shù)及通帶測試。
（一）放大倍數(shù)試驗(yàn)。
用示波器測量電壓TP1端子的Ui和電壓OU的OUT終端分別。。
（2）傳送帶測試。
利用頻率掃描器屏幕之上的垂直刻度和外部頻率標(biāo)記所指示的頻率，繪制放大器的幅頻特性曲線，粗略估計(jì)3 dB帶寬點(diǎn)對應(yīng)的頻率值和對應(yīng)的≠0值。
6. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟整理得到的數(shù)據(jù)，完成放大器幅頻特性曲線的繪制。
2. 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析交錯諧振放大器調(diào)諧到不同量值時(shí)對通帶的影響。
3. 總結(jié)從這次實(shí)驗(yàn)之中獲得的經(jīng)驗(yàn)。
