高频小信号放大器实验报告

一、实验目的

1. 掌握高频小信号放大器的工作原理和基本电路结构。
2. 学习高频小信号放大器的性能指标（如增益、带宽、选择性）的测量方法。
3. 研究负载和偏置对放大器性能的影响。

二、实验原理
高频小信号放大器通常用于接收机的前端，用于放大微弱的射频信号。其核心电路为晶体管（或场效应管）组成的共射（或共源）放大电路，并采用LC谐振回路作为负载，以实现选频和阻抗匹配。主要性能指标包括：

• 电压增益：输出信号电压与输入信号电压之比。
• 通频带：增益下降3dB对应的频率范围。
• 选择性：对邻道干扰的抑制能力，常用矩形系数衡量。
• 稳定性：避免自激振荡。

三、实验设备与元件

• 高频信号发生器
• 示波器
• 直流稳压电源
• 高频毫伏表
• 实验电路板（包含晶体管、LC谐振回路、偏置电阻、耦合电容等）
• 连接线若干

四、实验电路
实验采用共射极高频小信号放大器电路。晶体管选用高频小功率管（如2N3904或9018），负载为LC并联谐振回路，通过电容耦合输入和输出。偏置电路采用分压式电流负反馈偏置，以保证静态工作点稳定。

五、实验步骤

1. 静态工作点测量：不接输入信号，测量晶体管各极直流电压，调整偏置电阻使ICQ约为1~2mA。
2. 增益测量：输入频率为谐振频率（如10.7MHz）、幅度约1mV的高频正弦波，用示波器观察输出波形，测量输出电压，计算电压增益。
3. 幅频特性测量：保持输入幅度不变，改变输入频率（从9MHz到12MHz），记录对应输出电压，绘制幅频特性曲线，确定通频带和选择性。
4. 负载影响：改变LC回路参数（如并联电阻），观察增益和带宽的变化。
5. 稳定性观察：增大增益或改变负载，观察是否出现自激振荡。

六、实验数据与结果

6.1 静态工作点
VB = 1.8V, VE = 1.1V, VC = 6.5V, IE = 1.1mA。

6.2 增益测量
输入信号频率f0=10.7MHz，幅度Vin=1mV（有效值）。输出信号幅度Vout=150mV（有效值）。则电压增益Av = Vout / Vin = 150。用分贝表示为20log(150) ≈ 43.5dB。

6.3 幅频特性数据（部分）
| 频率(MHz) | 输出电压(mV) | 相对增益(dB) |
|-----------|--------------|--------------|
| 9.0 | 15 | -20.0 |
| 9.5 | 30 | -14.0 |
| 10.0 | 75 | -6.0 |
| 10.5 | 120 | -1.9 |
| 10.7 | 150 | 0 |
| 10.9 | 120 | -1.9 |
| 11.5 | 45 | -10.5 |
| 12.0 | 15 | -20.0 |

由数据可知，-3dB带宽约为0.8MHz（10.2MHz~11.0MHz），矩形系数K0.1 = BW0.1 / BW0.3 ≈ 3.2 / 0.8 = 4，说明选择性一般。

1. 负载影响：当在LC回路并联10kΩ电阻后，增益下降至约100（40dB），但带宽增加至约，表明增益带宽积基本不变。
2. 稳定性：在最大增益时未出现自激振荡，但用手靠近电路时输出有轻微变化，说明存在潜在不稳定因素大学。

八、结论
通过本次实验，验证了高频小信号放大器的工作原理，掌握了其增益、通频带和选择性的测量方法。实验结果表明，LC谐振回路决定了放大器的频率特性，负载电阻影响增益和带宽的折衷关系。为提高选择性，可采用多级放大或双调谐回路。