2.5 技能训练2：接收与小信号调谐放大实训

1．实训目的

1）了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。

2）了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽方法。

3）掌握放大器的动态范围及其测试方法。

2．实验预习要求

实验前，预习《高频电子技术》第2章：高频小信号放大器。

3．实训说明

（1）小信号调谐放大器工作过程

高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大信道中的高频小信号。为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。窄带放大电路中，被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9kHz，中心频率为465kHz，相对带宽Δf/f₀约为百分之几。因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。它主要由放大器与选频回路两部分构成。用于放大的有源器件可以是半导体晶体管，也可以是场效应晶体管、电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器、陶瓷滤波器、LC集中滤波器、声表面波滤波器等。本实验用晶体管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器。在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。

单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图2-36a为该电路原理图。

为了改善调谐电路的频率特性，通常采用双调谐放大电路，其电路如图2-37所示。双调谐放大电路是由两个彼此耦合的单调谐放大回路所组成。它们的谐振频率应调在同一个中心频率上。两种常见的耦合回路是：① 两个单调谐回路通过互感M耦合，如图2-37a所示，称为互感耦合双调谐振回路；② 两个单调谐回路通过电容耦合，如图2-37b所示，称为电容耦合双调谐回路。

若改变互感系数M或者耦合电容C，就可以改变两个单调谐回路之间的耦合程度。通常用耦合系数k来表征其耦合程度，即

电容耦合双调谐回路的耦合系数为

式中，与是等效到一、二次侧回路的全部电容之和。

双调谐电路的幅频特性曲线如图2-38所示。

（2）实际电路分析

实际电路如图2-39所示，图中，由BG₆₀₁等元器件组成单调谐放大器，由BG₆₀₂等元器件组成双调谐放大器，它们的天线输入端（J₆₀₁和J₆₀₃）接收10MHz调制波信号。至放大管之间的LC元件组成天线输入匹配回路。切换开关K₆₀₁用于改变射极电阻，以改变BG₆₀₁的直流工作点。切换开关K₆₀₂用于改变LC振荡回路的阻尼电阻，以改变LC回路的Q值。切换开关K₆₀₃可改变双调谐回路的耦合电容，以观测η＜1、η=1、η＞1三种状态下的双调谐回路幅频特性曲线。

4．实训仪器与设备

TKGPZ-2型高频电子线路综合实训箱，扫频仪，双踪示波器。

5．实训内容与步骤

首先在实训箱上找到本次实验所用到的单元电路，然后接通实训箱电源，并按下+12V、+5V、-12V总电源开关K₁、K₂、K₃，以及本实验单元电源开关K₆₀₀。

（1）输入回路的调节

将扫频仪的输出探头接在J₆₀₁或J₆₀₃，检波探头接在TP₆₀₂或TP₆₀₅，调节L₆₀₁或L₆₀₂、C₆₀₂或C₆₁₄，使输入回路谐振在10MHz频率处。测量输入回路谐振曲线，并记录之。

（2）单调谐放大器增益和带宽的测试

将扫频仪的输出探头接到电路的输入端TP₆₀₂，扫频仪的检波探头接到电路的输出端TP₆₀₃，然后在放大器的射极和调谐回路中分别接入不同阻值的电阻，并通过调节调谐回路的磁心T₆₀₁，使波形的顶峰出现在频率为10MHz处，分别测量单调谐放大器的增值与带宽，并记录之。

（3）双调谐放大电路的测试

将扫频仪的输出探头接到电路的输入端TP₆₀₅，扫频仪的检波探头接到电路的输出端TP₆₀₆。

① 改变双调谐回路的耦合电容，并通过调节一、二次谐振回路的磁心，使出现的双峰波形的峰值等高。测量放大器的增益与带宽，并记录之。

② 不同信号频率下的耦合程度测试。

在电路的输入端J₆₀₃输入测量模块的高频载波信号（0.4V_P-P，其频率分别为9.5MHz、10MHz、10.5MHz），用示波器在电路的输出端（TP₆₀₆）分别测试三种耦合状态下的输出幅度（V_P-P），记录在表2-2中。

以上测试用的高频载波亦可取自“变容二极管调频器及相位鉴频器实验”所产生的载波信号，其频偏可用电位器W₄₀₁进行调节。

6．实训注意事项

在调节谐振回路的磁心时，要用小型无感应的螺钉旋具缓慢进行调节，用力不可过大，以免损坏磁心。

7．预习思考题

1）试分析单调谐放大回路的发射极电阻R_e和谐振回路的阻尼电阻R_L对放大器的增益、带宽和中心频率各有何影响？

2）为什么发射极电阻R_e对增益、带宽和中心频率的影响不及阻尼电阻R_L大？

3）在电容耦合双调谐回路中，为什么耦合电容大的（紧耦合）会出现双峰，小的耦合电容（松耦合）会出现单峰？

8．实训报告

1）根据实训结果，绘制单调谐放大电路在不同参数下的频响曲线，求出相应的增益和带宽，并作分析。

2）根据实训结果，绘制双调谐放大电路在不同参数下的频响曲线，求出相应的增益和带宽，并作分析。