实验四中频放大及振幅调制

实验四、中频放大器及振幅调制

陈建151180013

（一）中频放大器

一、实验目的

1．通过实验了解中频放大器的工作原理。

2．学会使用点测法绘制幅频特性曲线。

3．理解工作点对晶体管正常工作的重要性。

二、实验原理

中频放大器位于混频之后，检波之前，是专门对固定中频信号进行放大的，中放和高放都是谐振放大器，它们有许多共同点，由于中频放大器的工作频率是固定的，而且频率一般都较低，因而有其特殊之处。

对于中频放大器,不仅需要得到高的增益、好的选择性,还要有足够宽的通频带和良好的频率响应、大的动态范围等，不允许出现自激。由于中频信号为单一的固定频率,其通频带可最大限度地做得很小,以提高相邻信道选择性。在实际工程上,一般采用多级放大器,并使每级实现某一技术要求，就电路形式而言,第一级中频放大器多采用共发射极电路,多级晶体管单调谐回路级联的方式实现应有的增益。

中频放大器( IFA)是超外差接收机中的一个重要部分,它具有放大中频信号、抑制噪声和相邻通道的干扰以及自动增益控制(AGC)等功能。

中频放大器按照负载回路的构成可分为单调谐中频放大器和双调谐中频放大器，按照三极管的接法可分为共发射极、共基极和共集电极等中频放大器。

中频放大器的工作过程与高频放大器相同，它们都是小信号放大器，工作在甲类（A类）状态，它们都采用谐振回路作负载，不再重复。

三、实验仿真

总体电路图如下：

第一级为差分输入端，采用带有缘负载的射极耦合差分放大电路，通过调节R7 来调节镜像电流源参考电流大小，通过调节R8、R9 比值来调节差分电路恒流源部分恒流电流，从而改变放大倍数。C5 为耦合电容，由于该电路单电源供电，所以需要旁路电容去掉直流分量。单端输出电压增益为由于，受恒流大小影响，所以改变R8 或R9 便可改变增益。

第二级为中间级，采用了共射-共基放大电路，该电路特点是高频特性好，可以一定意义上补偿第一级的高频带宽不够的情况，但是没有电流放大作用，该部分的分立电路图和分立频率特性如下，可以看到其具有很好的高频特性。共射

-共基电路的增益为

幅频特性曲线为：

示波器显示输入输出为（此时输入信号频率为1KHz）：

最后一级采用高频共射放大电路，共射电路可以进一步放大信号，并且具有不错的输入输出特性，同时能放大电流和电压，且易于在集电极构成谐振回路。为了使放大器工作在800KHz 附近，取C=200p，L=105uH，此时频率特性如下图所示。

四、实验电路

1.455KHZ 中频放大器

下图是455KHZ中频放大器实验电路。从图中可看出，本实验电路采用两级放大，而且都是共发射极放大，这样可以获得较大的增益。图中电位器4W1 用来调整第一级放大器工作点，4W2 用来调整中频放大器输出幅度。4L01、4C3 和4L02、4C8 分别为第一级和第二级的谐振回路，其谐振频率为455KHZ 左右。图中4P01 为中频信号输入口，4TP01 为输入信号测试点，4P02 为中频输出口，4TP02 为输出测量点。

2. 10.7MHZ 中频放大器

下图是10.7MHZ 中频放大器实验电路。本实验电路同样采用两级放大。3W1 用来调整第一级放大器工作点，3W2 用来调整中频放大器输出幅度。3W3 用来调整变容管3D1 的偏压，从而改变其容量。3L5、3L6 和变容管3D1 构成第一级的谐振回路，3L7、3L8 和3C11组成第二级谐振回路，调整3W3 可调整

中频放大器的谐振频率。3P01 为中频信号输入口，3TP01 为输入信号测量点，3P02 为中频输出口，3TP02 为输出测量点。

五、实验过程与结果

1. 实验准备

将中频放大器模块插入实验箱主板上，按下电源开关.电源指示灯点亮即可开始实验。

2. 中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量

（1）455KHZ 中频放大器观测

将高频信号源设置为455KHZ,峰-峰值Vp-p=150mv,其输出送入中频放大器的输入端（4P01），用示波器测量中放输出4TP02 点的波形，微调电位器4W1 使中放输出幅度最大。调整4W2 使中放输出幅度最大且不失真，并记下此时的幅度大小，然后再测量中放此时的输入幅度，即可算出中放的电压放大倍数。

下表是不同工作点下中频放大器的中心频率：

画出图像如下：

可见改变工作点会影响晶体管的参数，进而影响回路的工作频率，由图中可以看出，这种影响并不是线性的。

当选择合适的工作点，使得中心频率为455kHz时，输入为150mV，输出为11.6V，因而放大倍数为77.3倍。

（2）10.7MHZ 中频放大器观测

将高频信号源频率设置为10.7MHZ，峰-峰值Vp-p=200V，其输出送入中频放大器的输入端（3P01），用示波器测量中放输出3TP02 点的波形，微调3W3 使中放输出幅度最大，调整3W1 和3W2 使中放输出幅度最大且不失真，并记下此时的输出幅度大小，然后再测量中放此时的输入幅度，即可算出中放的电压放大倍数。

输入为200mv，输出为1.20V，因而放大倍数为6倍。

3. 测量455KHZ 中频放大器的谐振曲线( ( 幅频特性) )

保持上述455KHZ 中频放大器观测状态不变，按照表4-1 改变高频信号源的频率，保持高频信号源输出幅度为150mv，从示波器上读出与频率相对应的幅值，并把数据填入表，然后以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表4-1，画出中频放大

器的幅频特性曲线。并从曲线上算出中频放大器的通频带（幅度最大值下降到0.707 时所对应的频率范围为通频带）。

做成图像如下：

由图中可估计出带宽为：40.7kHz

（二）振幅调制

一、实验目的

1.通过实验了解振幅调制的工作原理。

2.掌握用MC1496 来实现AM 和DSB 的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。

3.掌握用示波器测量调幅系数的方法。

二、实验原理

传递信息是人类的重要活动之一当代各种无线电技术，如广播、雷达、导航等等。为了传递信息，都是将传递的信息“记载”到高频振荡上去。这一“记载”过程称为调制。调制后的高频振荡称为已调波，未调制的高频振荡称为载波。需要“记载”的信息称为调制信号。

根据电磁波理论知道，为什么要将信号调制，是基于以下几点原因。

1)天线要将低频信号有效地辐射出去，它的尺寸就必须很大。例如，频率为1000Hz 的电磁波，其波长为300000m，即300km。如果采用1／4 波长的天线，则天线的长度应为75000m。不用说，实际上这是难于办到的。

2)为了使发射与接收效率高，在发射机与接收机方面都必须采用天线和谐振回路。但语言、音乐、图像信号等的频率变化范围很大，因此天线和谐振回路的参数应该在很宽范围内变化。显然，这又是难于做到的。

3)如果直接发射音频信号，则发射机将工作于同一频率范围。这样，接收机将同时收到许多不同电台的节目，无法加以选择。为了克服以上的困难，必须利用高频振荡，将低频信号“附加”在高频振荡上。这样，就使天线的辐射效率提高，尺寸缩小；同时，每个电台都工作于不同的载波频率，接收机可以调谐于不同频率选择不同的电台，这就解除了上述的种种困难。但是调制过程是用被传递的低频信号去控制高频振荡信号，使高频输出信号的参数（幅度、频率、相位）相于低频信号变化而变化，从而实现低频信号搬移到高频段，被高频信号携带传播的目的。完成调制过程的装置叫调制器。实现调幅的方法分为低电平调幅（调制过程在低电平级进行，需要的调制功率小），属于这种类型的有平方律调幅（运用电子器件搭成电路伏安特性曲线的平方律部分完成调幅）和斩波调幅（方波斩波后通过带通滤波器得到）；和高电平调幅（调制过程在高电平级进行，通常为丙