高頻小信號調(diào)諧放大器實驗指導(dǎo)高頻小信號調(diào)諧放大器是通信電子線路中的核心基礎(chǔ)電路，主要用于接收端對微弱高頻信號進行線性放大與選頻濾波。本實驗通過理論結(jié)合實踐，幫助掌握其工作原理、性能參數(shù)測試方法及調(diào)試技巧，為后續(xù)高頻電路學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。一、實驗?zāi)康恼莆崭哳l小信號調(diào)諧放大器的基本工作原理與電路結(jié)構(gòu)，理解選頻回路的作用機制。熟練掌握諧振頻率、諧振電壓放大倍數(shù)、通頻帶、選擇性等核心性能指標(biāo)的定義、測試方法及計算邏輯。學(xué)會調(diào)整晶體管靜態(tài)工作點，觀察其對放大器增益及工作狀態(tài)的影響。掌握高頻實驗儀器（高頻信號發(fā)生器、雙蹤示波器、頻譜儀/掃頻儀）的正確使用方法。二、實驗儀器與設(shè)備儀器名稱數(shù)量用途高頻電子線路綜合實驗箱1臺提供單調(diào)諧放大器實驗電路及電源高頻信號發(fā)生器1臺產(chǎn)生指定頻率和幅值的高頻正弦輸入信號雙蹤示波器1臺觀測輸入、輸出信號的波形及幅值頻譜儀/掃頻儀1臺測量放大器幅頻特性，確定諧振頻率和通頻帶萬用表1只測量靜態(tài)工作點電壓及電源電壓三、實驗原理1.核心電路結(jié)構(gòu)高頻小信號調(diào)諧放大器主要由晶體管和選頻回路組成。晶體管作為放大核心，實現(xiàn)信號的電流放大；選頻回路由電感L和電容C構(gòu)成，利用諧振特性篩選出特定頻率的信號，抑制干擾信號。本實驗采用單級單調(diào)諧放大電路，基極偏置電阻、射極電阻確定晶體管靜態(tài)工作點，可變電阻可調(diào)節(jié)偏置電壓以優(yōu)化放大性能，變壓器磁芯或可調(diào)電容用于調(diào)整選頻回路的諧振頻率。2.關(guān)鍵性能指標(biāo)諧振頻率（f?）：選頻回路發(fā)生諧振時的頻率，此時放大器對該頻率信號的放大能力最強。計算公式為\(f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC_{\Sigma}}}\)，其中\(zhòng)(C_{\Sigma}\)為回路總電容（含晶體管極間電容、分布電容及可調(diào)電容），L為回路電感量。諧振電壓放大倍數(shù)（A??）：諧振狀態(tài)下，輸出電壓與輸入電壓的比值，反映放大器的最大放大能力，計算公式為\(A_{v0}=\frac{V_{o0}}{V_i}\)（\(V_{o0}\)為諧振時輸出電壓幅值）。通頻帶（BW）：放大器增益下降到諧振增益的1/√2（即-3dB）時，對應(yīng)的頻率范圍，計算公式為\(BW=f_2-f_1\)（\(f_2\)為上限截止頻率，\(f_1\)為下限截止頻率）。選擇性：放大器抑制非諧振頻率信號的能力，常用矩形系數(shù)\(K_{r0.1}\)表征，即增益下降到諧振增益10%時的頻帶寬度與通頻帶的比值，比值越接近1，選擇性越好。四、實驗內(nèi)容與步驟1.實驗準備與電路檢查熟悉高頻實驗箱上單調(diào)諧放大器模塊的電路結(jié)構(gòu)，找出輸入接口、輸出接口、可調(diào)電阻（W3）、調(diào)諧電感（T1）及測試點（如發(fā)射極、基極測試點）。按實驗要求連接電路：實驗箱接通電源前，確認電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)；檢查各元器件連接是否牢固，無松動或短路現(xiàn)象。2.靜態(tài)工作點調(diào)整打開實驗箱電源，觀察電源指示燈（+12V紅燈、-12V綠燈）是否正常點亮。將萬用表調(diào)至直流電壓擋，測量晶體管發(fā)射極對地電壓（V_E），調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W3，使V_E穩(wěn)定在4.8~5V之間（具體值以實驗箱說明書為準）。記錄此時的基極對地電壓（V_B）和發(fā)射極電壓（V_E），根據(jù)射極電阻R5阻值計算發(fā)射極電流\(I_E=\frac{V_E}{R_5}\)，確定靜態(tài)工作點是否合理。3.諧振頻率調(diào)試與諧振增益測量連接信號源與放大器：高頻信號發(fā)生器輸出端接放大器輸入端，設(shè)置信號源頻率為預(yù)估諧振頻率（如12MHz），峰-峰值幅值為100~400mV的正弦信號。連接示波器：雙蹤示波器通道1接放大器輸入端，通道2接放大器輸出端，調(diào)節(jié)示波器幅值旋鈕和時基旋鈕，使輸入、輸出波形清晰顯示。調(diào)試諧振頻率：保持信號源頻率不變，緩慢調(diào)節(jié)放大器的調(diào)諧電感T1磁芯，同時觀察示波器上輸出波形的幅值，當(dāng)輸出幅值達到最大且無失真時，此時電路處于諧振狀態(tài)，記錄此時的信號頻率，即為諧振頻率f?。測量諧振增益：讀取示波器上輸入信號峰-峰值V_i和輸出信號峰-峰值V_o0，計算諧振電壓放大倍數(shù)\(A_{v0}=\frac{V_{o0}}{V_i}\)。4.幅頻特性與通頻帶測量方法一：掃頻儀測量法。將掃頻儀跟蹤源輸出端接放大器輸入端，放大器輸出端接掃頻儀射頻輸入端；對掃頻儀進行歸一化調(diào)零后，調(diào)節(jié)掃頻范圍覆蓋諧振頻率f?，觀察并記錄幅頻特性曲線，找到諧振峰值對應(yīng)的f?，以及增益下降3dB時的f?和f?，計算通頻帶BW=f?-f?。方法二：逐點法測量。保持信號源輸出幅值不變，從低于f?的頻率開始，逐點增加信號頻率，每間隔一定頻率（如0.1~0.5MHz）記錄對應(yīng)的輸出電壓V_o，直至頻率高于f?且輸出電壓降至諧振增益的1/√2以下；根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制幅頻特性曲線，確定f?、f?、f?及BW。5.選擇性（矩形系數(shù)）測量根據(jù)逐點法測量的數(shù)據(jù)，找到輸出電壓降至諧振增益10%時對應(yīng)的兩個頻率點f?'（下限）和f?'（上限），計算頻帶寬度\(BW_{0.1}=f_2'-f_1'\)。計算矩形系數(shù)\(K_{r0.1}=\frac{BW_{0.1}}{BW}\)，記錄計算結(jié)果。6.靜態(tài)工作點對增益的影響觀察（選做）保持輸入信號的頻率和幅值不變（固定在f?），調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W3，改變靜態(tài)工作點（如使V_E分別為3V、5V、7V）。分別測量不同工作點下的輸出電壓V_o，計算對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，觀察工作點變化對增益的影響。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理1.靜態(tài)工作點數(shù)據(jù)基極電壓V_B（V）發(fā)射極電壓V_E（V）射極電阻R5（Ω）發(fā)射極電流I_E（mA）2.幅頻特性測量數(shù)據(jù)頻率f（MHz）輸入電壓V_i（mVp-p）輸出電壓V_o（mVp-p）電壓放大倍數(shù)A?............3.性能指標(biāo)計算諧振頻率f?：__________MHz諧振電壓放大倍數(shù)A??：__________通頻帶BW=f?-f?=__________MHz矩形系數(shù)K??.?=BW?.?/BW=__________六、實驗注意事項高頻電路對干擾敏感，實驗過程中應(yīng)保持實驗環(huán)境整潔，避免無關(guān)電子設(shè)備靠近實驗裝置，減少電磁干擾對測量結(jié)果的影響。連接或拆卸電路前必須先關(guān)閉電源，嚴禁帶電操作，防止短路損壞儀器或元器件。調(diào)節(jié)調(diào)諧電感磁芯或可調(diào)電阻時，動作應(yīng)緩慢平穩(wěn)，避免用力過猛損壞元器件；觀察波形時，逐步調(diào)節(jié)示波器旋鈕，防止波形失真或幅值過大損壞示波器。測量過程中，保持輸入信號的幅值穩(wěn)定不變，確保各頻率點的測量條件一致。實驗結(jié)束后，先關(guān)閉所有儀器的電源，再拆除電路連線，整理好實驗器材。七、實驗思考與