高频电路实验1.docx

高频电路实验1.docx

《高频电路实验1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电路实验1.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高频电路实验1

预备实验高频电路实验常用仪器使用方法…………………1

实验一单调谐回路调谐放大器研究…………………………5

实验二双调谐回路谐振放大器研究………………………………7

实验三LC电容三点式振荡器…………………………………9

实验四石英晶体振荡器………………………………………12

实验五全载波调幅器（利用乘法器）……………………14

实验六平衡调幅器（利用乘法器…………………………17

实验6平衡调幅器的实验步骤………………19

实验七二极管调幅波信号的解调………………………………20

实验八同步检波器……………………………………22

实验九变容二极管调频振荡器………………………………24

实验十相位鉴频器………………………………………26

实验十一集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器…………29

实验十二集成电路（锁相环）构成的频率解调器……………32

实验十三利用二极管函数电路实现波形转换…………………34

实验十四高频功率放大器（丙类）………………………………35

预备实验高频电路实验常用仪器使用方法

一、实验目的

学习并掌握高频电路实验常用仪器的使用方法。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．扫频仪（频率特性测试仪）

3．频率计（计数器）

4、DVCC—GPI实验箱

三、仪器使用简要说明

（一）、双踪示波器测信号波形及参数的使用方法

MOS620、双踪示波器面版排列见图0—1所示

（1）单踪测量方法：

1、将Y输入CHI和CH2置接地位置GND。

2、所有按钮×10MAG、ALTCHOP、CH2INV、TRIGALT、SLOPE都在跳起位置。

3、选择开关MODE在AUTO位置。

4、展宽钮SWP、VAR顺旋到底。

5、灵敏度微调钮顺时旋至关的位置。

6、打开电源开关POWER，指示灯应亮。

7、调整亮度钮INTEN、聚焦钮FOCUS、水平移位钮POSITION、垂直移位钮POSITION▲▼屏幕上应显示清晰的水平扫描线。

8、系统选择键MODE打在CH1或CH2位置，同步选择键也打在对应的CH1或CH2位置。

由Y输入CHI或CH2输入待测信号。

适当调整Y输入CH1或CH2对应的灵敏度调整钮VOLTS/DIV使信号幅度峰—峰值不超过6格。

（有可能不是完整波形，是一片阴影也可）。

9、估算信号频率、周期，调整周期调整钮TIME/DIV，同时微调同步调整钮LEVEL，使屏幕上显示一个或几个稳定、完整的信号波形。

（2）双踪测量方法：

1、两信号f（或T）必须相同或成整倍数。

2、系统选择键MODE打在OUAL位置。

3、同步选择键打在CH1或CH2位置，原则是：

选择两输入信号中幅度较大、较稳定的一个。

4、其他调整方法同上。

（3）读数：

1、信号幅度峰—峰值=信号波形峰峰格数×灵敏度指示值V（或mV）/格

2、信号周期=波形水平方向所占格数×周期钮指示值ms（或ūs）。

频率为周期的倒数。

（二）、频率计（计数器）测频率的使用方法

1、SP1500C型多功能计数器面版排列见图0—2所示：

2、打开电源开关17，测试数据显示窗口1和指数显示窗口2应有显示数据。

3、信号频率f＜100MHz时由A通道输入插座4输入信号，同时按下频率A按钮。

而信号频率f＞100MHz时由B通道输入插座3输入信号，同时按下频率B按钮。

4、按下闸门选择按钮7—10中一个，使显示数据的闪动周期合适。

5、测试数据显示窗口1所显示的数据（一般6—8位），前几位固定，为有效位，后几位闪动，为无效位。

待测信号f=显示数据*指数（Hz）。

6、若测试数据显示窗口1所显示的数据全部闪动，则原因为其一：

输入的信号为非周期性信号或干扰信号；其二：

输入的信号幅度太小，应将衰减开关6置*1位置或增大输入信号。

7、若测试数据显示窗口1所显示的数据全固定不变，则无输入信号。

（三）、扫频仪（频率特性测试仪）测幅频特性的使用方法

1、BT3C—RF宽带扫频仪面版排列见图0—3所示：

2、按下电源开关1，衰减指示10应显示一任意数值。

3、根据需要按下频标方式按键13和扫频方式按键14的“50MHz”、“全扫”或“10.1MHz”、“窄扫”一对按钮，一般使用“10、1MHz”、“窄扫”。

4、使Y轴显示方式按键15在“AC”位置。

5、调整亮度调整钮2、X移位调整钮3、Y移位调整钮18，屏幕5上应显示一条水平亮线,该线为频率轴。

6、调整频标幅度钮11，使频标幅度符合要求。

使用“10、1MHz”、“窄扫”时，两频标点之间的频宽为1MHz。

7、逆时方向调整中心频率调整钮7，可找到一个特株的频标点,该点即为频率轴的原点.调整中心频率调整钮7使待测电路的中心频率f在显示扫描线中心。

8、将RF输出接口17的信号线探头接在待测电路输入端，Y输入接口18的信号线探头接在待测电路输出端。

9、适当调整粗衰减按键8（‘+’键、每按一下增大衰减量10dB，‘—’键、每按一下减小衰减量10dB）。

适当调整细衰减按键9（‘+’键、每按一下增大衰减量1dB，‘—’键、每按一下减小衰减量1dB）。

适当调整Y增益钮16。

在屏幕5上便可得到需要的波形。

10、特别注意：

若显示的波形杂乱，则为扫频信号幅度太大所致，应调整粗（细）衰减按钮8（9），使扫频仪输出信号减小，而调整Y增益钮16时无效。

四、实验内容与步骤

（一）、参考频率计（计数器）测频率的使用方法

1、接上信号线，打开电源，观察无信号输入时显示的频率值，并记录。

说明显示此值的原因？

2、输入示波器的实验信号，观察显示的频率值，并记录。

（二）参考双踪示波器测信号波形及参数的使用方法

1、接上信号线，打开电源，做适当调整，，观察并描绘无信号输入时显示的波形。

说明显示此波形的原因？

2、在单踪模式下输入示波器的实验信号，做适当调整，观察并描绘实验信号的波形。

计算该信号的频率和峰—峰值电压。

3、在双踪模式下，用一个通道先测得示波器实验信号波形，用另一个通道测出实验箱上‘低频函数信号发生器’输出的另一路同频正弦信号波形，描绘之。

计算该两信号的频率和峰—峰值电压。

（三）扫频仪（频率特性测试仪）测幅频特性的使用方法

1、测量一调协回路的幅频特性，观察并描绘该幅频特性曲线。

2、计算该调协回路幅频特性的中心协振频率、频带宽度和品质因数。

五、结论和讨论

完成‘实验内容与步骤’内所有要求的内容。

注明实验步骤顺序和实验条件。

实验一单调谐回路调谐放大器研究

一实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电路实验箱．

2．熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与选择性。

3．熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。

二实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表

3．DVCC—GPI实验箱、板1。

三、预习要求

1．复习谐振回路的工作原理。

2．了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。

3．实验电路中，若电感量L=lµh，回路总电容C=220pf（分布电容包括在内），计算回路中心频率f。

四、实验内容及步骤

1．实验电路见图1-1

（1）．按图1-1所示连接电路（注意接线前先测量＋12v电源电压，无误后，关断电源再接线）。

（2）．接线后仔细检查，确认无误后接通电源。

2．静态测量实验电路中选Re=IK

测量各静态工作点，计算并填表1.1

*VB，VE是三极管的基极和发射极对地电压。

3．动态研究

（1）．测放大器的动态范围Vi一V0。

（在谐振点）

当选R＝10K,Re＝1K。

把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表，选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHZ，调节C：

使回路谐振，使输出电压幅度为最大。

（注：

由于元件参数离散性，若f不准确，以实测为准。

）此时调节Vi由0.02伏变到0.8伏，逐点记录V0电压，并填入表1.2。

Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。

（2）．当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。

在同一坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。

（3）．测量放大器的频率特性

当回路电阻R＝10K时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，调节频率f使其为10.7MHZ，（注：

也可能是上一步骤的实测植）。

调节CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0＝10.7MHz为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测量在不同频率f时对应的输出电压V0，将测得的数据填入表1.3。

频率偏离范围可根据（各自）实测情况来确定。

计算f0＝10.7MHZ时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。

（4）．改变谐振回路电阻，即R分别为2KΩ,时，重复上述测试，并填入表1.3。

比较通频带情况。

五、结论、讨论：

1．画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。

2．整理实验数据，并画出单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性。

3．计算通频带，分析回路电阻对幅频特性的影响。

4．从实验结果找出单调谐回路的优缺点。

5．本放大器的动态范围是多少（放大倍数下降ldB的折弯点V0定义为放大器动态范围），讨论Ic对动态范围的影响。

实验二双调谐回路谐振放大器研究

一实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电路实验箱．

2．熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与选择性。

3．掌握用扫频仪测量谐振回路幅频特性的方法。

二实验仪器谐振回路谐振回路

1．双踪示波器

2．扫频仪

3．CCTV—GPI实验箱、板1。

三、预习要求

1．复习谐振回路的工作原理。

2．了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。

3．实验电路中，若电感量L=lµh，回路总电容C二220pf（分布电容包括在内），计算回路中心频率f。

四、实验内容及步骤

1.实验电路见图1-2

2．用扫频仪调放大器的幅频特性

选C＝3Pf将扫频仪射频输出送入放大电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端。

观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置），观察双回路谐振曲线，反复调整CT1、CT2使两回路谐振在f=10.7MHZ.。

调整注意事项：

（1）．双峰曲线幅度尽可能大。

（2）．双峰对称。

（3）．顶部平坦。

（4）．f的值以实测为准。

3．改变耦合电容C为10P、12Pf，重复上述测试，并描绘各曲线。

五、结论、讨论：

1．整理实验数据，并画出不同耦合电容C时的幅频特性曲线。

2．双调谐回路耦合电容C对幅频特性，通频带的影响．

3．从实验结果找出双调谐回路的优缺点。

实验三LC电容三点式振荡器

一实验目的

1．掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握参数计算。

2．掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。

3．掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。

二预习要求

1．复习LC振荡器的工作原理。

2．分析图4-l电路的工作原理，及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流IC的最大值（设晶体管的β值为50）.

3．实验电路中，L1=3.3µh，若C=120pf,C′=680pf,计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少？

三实验仪器

1．双踪示波器

2．频率计

3．万用表

4．CCTV—GPI实验箱、板1。

四实验内容及步聚

实验电路见图3-1。

实验前根据图3-l所示原理在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。

1．检查静态工作点

（1）．在实验板+12V插孔上接入＋l2V直流电源，注意电源极性不能接反。

（2）．改变电位器RP测得晶体管V的发射极电压VE,VE可连续变化，记下VE的最大值，计算IE的最大值。

（注：

目的仅为确定表3.2中IE的最大值。

）

设：

Re=1KΩ

2．振荡频率与振荡幅度的测试：

实验条件：

Ie=2mA、C=12opf、c'=68opf、RL=110K

改变CT电容，当分别接为C9、C10、Cll时，用频率计测量相应的频率值，用示波器测量相应的振荡电压峰峰值VP-P，，并填入表3.1。

3．测试当C、C′不同时，起振点、振幅与工作电流IER的关系R=110KΩ）

（1）．取C=C3=l00pf、C′=C4=1200pf，调电位器RP，使IE静态时分别为表3.2所标各值，用示波器测量输出振荡幅度VP-P（峰一峰值），并填入表3.2。

（注：

表中IE的最大值，为本实验箱在步骤1．（3）中确定的对应值。

）

（2）．取C=C5=120pf、C′=C6=680pf,C=C7=680pf、C′=C8=120pf，分别重复测试表3.2的内容。

4．频率稳定度的影晌

（1）．回路LC参数固定时，改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时，对振荡频率的影响。

实验条件：

C/C′=100／1200pf、IEQ=3mA，CT=50p改变L的并联

表3.2

IEQ（mA）

0.8

5.1

VP-P（V）

1000P/1200P

120P/680P

680P/120P

电阻R，使其分别为IKΩ、10KΩ、110KΩ，分别记录电路的振荡频率，并填入表3.3。

注意：

频率计后几位跳动变化的情况，并以绝对误差形式记录数据。

（2）．回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。

实验条件：

C/C'=100/1200pf、R=110KΩ、IEQ=3mA，CT=50p，改变晶体管IEQ使其分别为表3.2所标各值，测出振荡频率，并填入表3.4，记数方法同表3.3。

五、结论、讨论：

1、以IEQ为横轴，输出电压峰峰值VP-P为纵轴，对表3.2，将不同C/C′值下侧得的三组数据，在同一座标纸上绘制成曲线。

2．根据表3.2说明反馈系数C/C′一定时，静态工作点对振荡器起振点及振幅的影响？

3、根据表3.2说明静态工作点一定时，反馈系数C/C′对振荡器起振点及振幅的影响？

4、根据表3.3、说明回路等效Q值对频率稳定性的影响？

5、根据表3.4，说明IEQ对频率稳定性的影响？

实验四石英晶体振荡器

一实验目的

1．了解晶体振荡器的工作原理及特点。

2．掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法．

二预习要求

1．查阅晶体振荡器的有关资料。

阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。

2．试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。

三实验仪器

1．双踪示波器

2．频率计

3．万用表。

4．CCTV—GPI实验箱、板1。

四实验内容

实验电路见图4-l、RE=2KΩ

1．测振荡器静态工作点，调图中RP，测得IEmin及IEmax。

2．测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。

并填入表4.1.

3．负载不同时对频率的影响：

RL分别取110KΩ，10KΩ,1KΩ，IEQ=2mA测出电路振荡频率，填入表4.2。

IEQ（mA）

IEmin

表4.1

IEmax

VP-P（V）

0.28

1.17

2.12

3.09

4.29

5.68

f

5.998

五．结论、讨论：

1、根据表4.1，说明IEQ对频率稳定性的影响？

并与LC三点式振荡电路比较。

2、根据表4.2、说明回路等效Q值对频率稳定性的影响？

并与LC三点式振荡电路比较。

3．根据实验说明石英晶体振荡器与LC三点式振荡电路比较有什磨特点？

实验五全载波调幅器（利用乘法器）

一实验目的

1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅（普通调幅）的方法与过程，并研究己调波与二输入信号的关系。

2．掌握测量调幅系数的方法。

3．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

二预习要求

1．预习幅度调制器有关知识。

2．认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用F1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。

分析全载波调幅信号特点，并画出其频谱图。

三、实验仪器

1．双踪示波器。

2．万用表。

3．CCTV—GPI实验箱、板2。

四实验电子电路说明

幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。

变化的周期与调制信号周期相同，即振幅变化与调制信号的振幅成正比。

通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。

本实验采用集成模拟乘法器F1496来构成调幅器，图6-1为F1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1-V4组成,以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。

D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。

进行调幅时，载波信号加在V1-V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接IKΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，己调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚（6）、（12）之间）输出。

用F1496集成电路构成的调幅器电路图如图5-2所示，图中Rpl用来调节引出脚①、④之间的平衡，RP2用来调节⑧、⑩脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。

五实验内容

实验电路见图5-2

1．直流调制特性的测量

（l）．调Rp2电位器使载波输入端平衡：

在调制信号输入端IN2加峰值为100mv,频率为IKHZ的正弦信号，调节RP2电位器使输出端信号最小（既载波输入端平衡），然后去掉输入信号。

（2）．在载波输入端IN1加峰值VC为10mv，频率为100KHZ的正弦信号，用万用表测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，以VAB=0.1V为步长，记录RP1由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，并填入表5.1。

2．实现全载波调幅

（1）．调节RP1使VAB=0.1V，载波信号仍为VC（t）=l0sin2π×105t（mV），将低频信号VS

（t）=VSsin2π×103t（mV）加至调制器输入端IN2，适当调整低频信号VS（t）的幅度得到m=30％、m=100％和m＞100％的三个调幅波形波形（标明峰一峰值、谷一谷值和调制度m）。

（2）．加大示波器扫描速率，观察并记录m=100％和m>100％两种调幅波在零点附近的波形情况。

（注：

为便于观察VC（t）与VS（t）的频率比改为20：

1）。

六实验报告要求

1．整理实验数据，在坐标纸上画出直流调制特性曲线。

（V0（p-p—VAB关系曲线）。

2．画出调幅实验中m=30％、m=100％、m＞100％的调幅波波形，在图上标明峰一峰值、谷一谷值和调制度m）。

3．说明m=100％调幅波过零点时载波的特点。

实验六平衡调幅器（利用乘法器）

（设计性实验）

一、实验目的

1．设计并掌握用集成模拟乘法器实现平衡调幅的方法与过程，并研究己调波与二输入信号的关系。

2．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

二、预习要求

1．预习幅度调制器有关知识。

2．预习《高频电路》教材中平衡调幅的相关内容。

3、分析集成电路F1496乘法器调制的工作原理。

三、实验仪器

四、实验电子电路说明（实验原理图

见图（6-1、6-2）

五、实验内容及步骤

六、实验报告要求

1．说明实验所用仪器。

2．阐明实验原理。

3．列出实验步骤。

4．画出100％调幅波波形及抑制载波双边带调幅波波形，比较二者的区别。

图6-21496构成的调谐器

提示：

1、参照实验五的内容、直流调制特性不做。

2、在图6-1中，当UAB=0V时为平衡调幅器。

3、重要步骤和讨论题之一为：

说明平衡调幅波过零点时的特点。

实验6平衡调幅器的实验步骤

1．调RP1使调制端平衡，并在载波信号输入端IN1加VC（t）=l0sin2π×105t（mV）信号，调制信号端IN2不加信号，观察并记录输出端波形。

2．载波输入端不变，调制信号输入端IN2加Vs（t）=l00sin2π×103t（mV）信号，观察记录波形，并标明峰一峰值电压。

3．加大示波器扫描速率，观察记录己调波在零点附近波形，比较它与m=100％调幅波的区别。

4．所加载波信号和调制信号均不变，微调RP2为某一个值，观察记录输出波形。

5．在4的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较。

讨论和结论

1、在坐标纸上描绘平衡调幅波波形

2、说明m=100﹪普通调幅波与平衡调幅过零点时高频信号的不同？

3、说明m=100﹪普通调幅波与平衡调幅包络线有何不同？

实验七二极管调幅波信号的解调

一实验目的

1．进一步了解普通调幅波的原理，掌握普通调幅波的解调方法。

2．了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。

二预习要求

1．复习课本中有关调幅和解调原理。

2．分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。

三实验仪器设备

1．双踪示波器。

2．万用表。

3．CCTV—GPI实验箱、板3。

四实验电路说明

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。

二极管包络检波器实验电路见图7-1。

二极管包络检波器适合于含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现的特点。

主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。

所以RC时间常数选择很重要。

RC时间常数过大，则会产生对角切割失真，RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。

综合考虑要求满足下式：

其中：

m为调幅系数，f。

为载波频率，

Ωm为调制信号角频率。

五实验内容及步骤

1.解调全载波调幅信号

（1）．m≈30％的调幅波的载波信号为VC（t）=l0sin2π×105（t）（mv），调制信号为Vs（t）=Vssin2π/5×103（t）（mv），调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容2（l）的条件获得调制度m≈30%的调幅波，并将它加至图7-1二极管包络检波器信号输入端，观察记录检波电容为C1时的输出波形。

（2）．加大调制信号幅度，使m=100％，观察记录检波输出波形。

（3）．改变载波信号频率，fC=500KHz，其余条件不变，