高频电子电路实验操作步骤及要点.doc

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高频电子电路实验操作步骤及要点

实验一、高频电子仪表的使用

一、数字万用表

1．开机后若显示屏左下出现小电池的图标，表示需更换电池后才能使用。

2．开机后若显示屏左上出现“H”图标，表示万用表处于屏幕保持状态，需解锁后使用。

3．利用万用表的直流电压测试功能完成电路静态工作电压的测试；静态工作电流是通过测试相应元件的电压再运用欧姆定律计算得到。

4．利用万用表的“×200”欧姆档完成电路连接导线及仪表连接线的测试，以判断其好坏状态。

5．不要用万用表测试动态指标。

二、高频电子电路实验箱

1．能熟练地找到实验所用模块电路。

2．能正确地搭接实验电路。

（1）先将信号源板和电路板共地：

将两块板中靠得最近的两个接地点用最短导线连通（建议将信号源板的右下角和电路板的左下角的两个接地点连通），这样实验箱中所有接地点都连通了；地线使用时注意“就近接地”的原则。

（2）用最合适的导线将电路所需直流工作电源从信号源板引入到电路。

（3）电路中元器件的连接及交流信号的引入选用最合适的导线。

（4）仪表连接线应直接接至测试点附近的接线柱上；不要使用导线接连接线。

3．能正确输出实验所需的交流信号。

（1）将显示功能设置为“低频”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与输出低频信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示低频信号源输出信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（2）将显示功能设置为“外测”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与被测信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示被测信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（3）将显示功能设置为“高频”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与输出高频信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示高频信号源输出信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（4）用示波器调测信号时，建议先把“幅度调节”旋钮右旋到底使输出信号幅度最大，此时来进行频率的调节；调节好频率后，再把“幅度调节”旋钮左旋以减小幅度至实验要求的大小（由于幅度减小时波形将会变差，因此调节幅度时可不管示波器上测试频率的变化）。

（5）输出交流信号时要优先考虑使用低频信号源。

三、频率特性测试仪

1．掌握仪表各功能键的功能。

2．掌握仪表工作模式（A/F模式）。

3．掌握“频标”及“零频”的含义；掌握“中心频率”及“扫频宽度”的含义。

零频标的定位建议操作为:

（1）将频标模式选择为“10.1M”；将扫频方式选择为“窄扫”；

（2）将“X幅度”、“频标幅度”、“中心频率”、“扫频宽度”这几个旋钮顺时针旋到底；

（3）慢慢将“中心频率”逆时针旋转，就会出现一个与众不同的频标，这就是零频标。

4．掌握Y方向各调节旋钮的含义，特别要明白的是Y方向调节的仅仅是波形的显示高度，并没有改变被测波形的实际大小；Y输入端是被测信号的输入端；

5．掌握RF信号的含义；特别要明白的是“RF输出”是向外提供一个等幅的、频率从（0～300）MHz连续变化的扫频波，是作为信号源功能使用；RF衰减（-（（0～7）×10dB+（0～9）×1dB））是减小RF输出信号的实际大小；

6．掌握利用频率特性测试仪进行频率特性曲线的调节方法；掌握频率测试的原理和方法，掌握减小频率测试误差的方法和操作；

7．掌握利用频率特性测试仪进行电路增益测试的原理和方法。

四、数字示波器

1．掌握仪表各功能键的功能；

2．掌握示波器的“AUTO”功能；明确在“AUTO”状态下各参数的默认值；

3．掌握示波器测试波形相关参数（电压、周期、频率等）的测试原理和测试方法；

4．掌握示波器的自动测试及光标测试功能及操作方法；明确自动测试中被测参数的含义。

5．掌握示波器波形稳定的调节方法；

6．掌握示波器的延时扫描功能及操作方法；

7．掌握示波器的幅度粗调及微调功能及操作方法；

8．掌握示波器波形快速回零位置的功能及操作方法；

9．掌握示波器的自校正功能及操作方法；

10．掌握示波器的数学运算功能及操作方法。

实验二、高频单调谐回路放大器

一、电路搭接

按照“数据记录单”的实验电路图找到模块电路并按实验一的要求正确搭接电路，检查无误

后方可通电。

二、静态工作点的调试

按照“数据记录单”的要求对实验电路进行静态工作电压的测试，计算工作电流，判断三极管的工作状态，将数据填入相关表格中。

三、谐振曲线的调节

1．打开频率特性测试仪，将频标模式选择为“10.1M”；将扫频方式选择为“窄扫”；将“Y增益”旋钮放置在中间位置；将“X幅度”顺时针到底；找出零频标，并将（0～10）MHz水平基线放置在显示屏上；

2．将频率特性测试仪的“RF输出”连接线接至电路的“IN”端；将电路的“OUT”端与频率特性测试仪的“Y输入”相连接；

3．在正常情况下此时显示屏上将出现波形；但由于RF输出信号幅度大，被测信号也很大，因此显示屏上将可能出现看不清波形的情况；这时结合调节“×1/×10”、“Y增益”、“RF衰减”这几个功能键，就可以调出一个光滑的谐振曲线；

4．调出曲线后，用“Y增益”将波形调整到一个高度d（建议调为7cm）；同时要保证“RF衰减”值大于45dB。

调定曲线后，注意再也不能调节“Y增益”和“×1/×10”旋钮的位置，否则就不能正确完成电路谐振增益的测试。

四、电路的谐振频率、通频带及电路谐振增益的测试

1．减小频率测试误差的操作

（1）使用位移键将测试点移至屏幕中心带有刻度的线上；

（2）将波形的高度适当加大；

（3）用“扫频宽度”旋钮将相邻两个频标的水平距离适当加大（建议调为1cm或2cm）。

2．频率测试时的要点

（1）要牢记：

如果频标模式选择好后，相邻两个频标间的频距就会保持不变，且不随相邻频标的距离改变而改变。

比如选择“10.1M”频标，则不论相邻两个频标间的水平距离是1cm、2cm或是其它距离，这两个频标间的频距总是保持1MHz不变；

（2）频率粗读：

就是先确定被测点的频率落在哪两个相邻频标之内。

由于零频标附近的频率很乱，容易发生多读或少读的错误；建议在10MHz以内的频率粗读时采取倒读法，即从10MHz频标往回读，就不会发生错误；在10MHz以上的频率粗读时直接从10MHz频标读起。

（3）频率微读：

就是确定频率的具体值。

将测试点、左邻频标、右邻频标作基线的水平投影，测试出测试点投影至左邻频标（或右邻频标）投影的距离占相邻频标距离的百分比，再乘以相邻频标间的频距，就可得出这一段距离所代表的频率；于是总的频率就等于左邻频率加上左邻频段频率或等于保邻频率减去右邻频段频率。

比如选择“10.1M”频标，将相邻两个频标的水平距离调为2cm，粗读时为（7～8）MHz，微读时测出测试点距左邻频标距离为0.8cm，距右邻频标距离为1.2cm。

则测试点频率为：

7MHz+1MHz×（0.8cm/2.0cm）或为8MHz-1MHz×（1.2cm/2.0cm）。

3．谐振频率及通频带的测试

对已调节好的谐振曲线，记录下波形高度d及RF衰减值A1，并按上述方法即可准确测试谐振频率。

对于通频带的测试，可先算出截止频率对应的波形高度（即为0.707d），然后从基线往上数起，看0.707d高度和曲线的交点，读出交点的频率即为上（下）截止频率，上、下截止频率的差值就是通频带；将数据填入相关表格中。

注意测试过程中要保持波形高度不变。

4．电路谐振增益的测试

测试好谐振频率及通频带后，将频率特性测试仪的“RF输出”连接线和“Y输入”连接线从电路中取下并短接在一起；此进显示屏上看似只有基线出现；然后逐步减小“RF衰减”（注意此时只能操作“RF衰减”和位移旋钮），显示屏就会有波形出现；将波形高度调整至原谐振频率点所对应的波形高度d（尽可能接近）即可；记录下此时的RF衰减值A2；则电路的谐振增益就为（A1-A2）dB。

5．改变Rc的值，通过测试总结通频带、谐振增益、Q值三者之间的相互变化规律。

五、multisim软件仿真

1．按照“数据记录单”的实验电路图绘制电路原理图。

2．利用虚拟仪表或测试探针或采用直流分析方法测试静态工作点。

3．利用波特图仪调试出幅频特性曲线；从曲线上测试出电路谐振增益、谐振频率及通频带。

4．改变Rc的值，通过测试总结通频带、谐振增益、Q值三者之间的相互变化规律。

六、思考题

1．如何判断三极管的工作状态？

2．如何减少频率测试误差？

3．频率特性测试仪上的“RF衰减”和“Y增益”有作用有什么不同？

4．为什么说电路的谐振增益就为（A1-A2）dB？

5．测试电路谐振增益时应注意什么问题？

实验三、电容反馈LC振荡器仿真

一、绘制电路原理图

按照“数据记录单”的实验电路图用multisim软件绘制电路原理图。

二、静态工作点的调测

1．可使用万用表、测试探针调测静态工作点。

2．调测静态工作点时，要注意不能使电路起振；只需要在调测时断开振荡回路即可。

3．为使表格有数据对比，可将IEQ为1.0（mA）和2.0（mA）时的RP分别定位于38%和12%。

三、动态指标的调测

1．按照“数据记录单”的要求完成动态指标测试。

2．改变示波器连接线的颜色可改变波形颜色。

3．能用示波器正确调节出波形。

4．运用示波器正确测量电压值和周期、频率。

5．如果振荡波形较好，可利用正峰（或负峰）位置测量周期；如果振荡波形有失真，可利用零点位置测试周期。

6．可利用频率计测试周期或频率。

7．能正确观察电路从零到稳定振荡的全部情况。

8．根据测试数据能总结出参数变化对振荡的影响。

四、思考题

1．分析Ct如何影响实验电路的振荡频率及振荡幅度？

2．如何找出电路的起振时刻？

3．为什么调测静态工作点时要断开振荡回路？

实验四、石英晶体振荡器

一、电路搭接

按照“数据记录单”的实验电路图找到模块电路并按实验一的要求正确搭接电路，检查无误

后方可通电。

二、测量不同静态工作点对振荡的影响

要求：

测试在最大工作电流、最小工作电流及其它工作电流情况下，电路的起振情况、振荡频率的变化情况、振荡波形的失真情况及振荡幅度的变化情况。

三、测量不同负载对振荡的影响

要求：

可给定一适当的工作电流，测试不同负载情况下振荡输出（包括波形失真、频率、幅度）的变化情况。

四、思考题

1．绘制实验电路的交流通路图。

2．总结石英晶体振荡器的振荡幅度及振荡频率随静态工作点的变化情况。

3．比较石英晶体振荡器和电容反馈LC振荡器带负载的能力。

4．你如何能肯定实验电路工作在石英晶体的频率上？

实验五、乘法器振幅调制器及乘法器同步检波器

一、电路搭接

按照“数据记录单”的实验电路图找到模块电路并按实验一的要求正确搭接电路，检查无误

后方可通电。

二、乘法器振幅调制器（产生调幅波）

1．产生调幅波时请不要接检波器电路。

2．调出实验用交流信号（注意调信号时不要接入电路），调好后请保持信号不变。

用低频信号源调出低频调制信号（正弦信号，频率1KHz，幅度ucpp为300mvPP）

用高频信号源调出高频载波信号（正弦信号，频率500KHz，幅度Ucpp为150mvPP）

3．将低频调制信号接入电路的uc端；将电路的Uc端接地。

用示波器观察输出信号；调节Rt2使输出信号的幅度最小。

（此步的目的是将10脚和8脚间的直流电位差调为零，从而才能产生调幅波；若此步没调好，可在下一步继续微调。

）

4．将低频调制信号接入电路的uc端；将高频载波信号接入电路的Uc端。

用示波器观察输入及输出波形（建议:

：

用示波器CH1通道观察低频调制信号波形，用示波器CH2通道观察输出信号波形）；此时示波器上将有波形显示（若输出波形正、负包络没有分开