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。
图2-36 单调谐放大电路
a）电路原理图 b）频率特性曲线
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。
图2-37 双调谐放大电路
a）互感耦合 b）电容耦合
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。
图2-38 双调谐电路的幅频特性曲线
（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。
图2-39 接收与小信号调谐放大实验电路原理图
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（0.4VP-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（VP-P），记录在表2-2中。
表2-2 三种耦合状态下的输出幅度
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Re和谐振回路的阻尼电阻RL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Re对增益、带宽和中心频率的影响不及阻尼电阻RL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。