高频电路实验指导书七项要点Word格式文档下载.docx
《高频电路实验指导书七项要点Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电路实验指导书七项要点Word格式文档下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1．双踪示波器
2．扫频仪
3．高频信号发生器
4．万用表
5．实验板l
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=1μH，回路总电容C=220pF计算回路中心频率f。
4．认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。
四、实验内容及步骤
（一）单调谐回路谐振放大器。
1．实验电路见图1-1
按图1-1所示连接电路，注意接线前先测量+l2V电源电压，无误后关断电源再接线。
接线后仔细检查，确认无误后再接通电源。
图1-1单调谐回路谐振放大器原理图
2．静态测量
实验电路中选Re=1k
测量各静态工作点，计算并填表l-1。
表l-1
实测
实测计算
根椐VCE判断V是否工作在放大区
原因
VB
VE
Ic
VCE
是
否
注：
VB、VE是三极管V的基极和发射极对地电压。
3．动态测试
（1）测试放大器的动态范围Vi一Vo（在谐振点）
选R=10k，Re=lk。
把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器，
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CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大。
此时调节Vi由0.05伏变到0.5伏，逐点记录Vo电压，并填入表l-2。
Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。
表l-2
V{（V）
0.05
0.5
Vo（V）
Re=lk
Re=500Ω
Re=2k
（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）用扫频仪调回路谐振曲线。
仍选R=10k、Re=1k。
将扫频仪射频输出接入电路输入端，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），调回路电容CT，使fo=10.7MHz。
（4）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，调节CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时以回路谐振频率fo=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，测得在不同频率f时对应的输出电压Vo，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。
表1-3
f（MHz）
10.7
Vo
R=10k
R=2k
R=470Ω
（5）改变谐振回路电阻，即R分别为2kΩ，470Ω时，重复上述测试．并填入表1-3，比较通频带情况。
（6）计算fo=10.7MHz时的电压放大倍数、回路的通频带和Q值。
（二）双调谐回路谐振放大器
1．实验线路见图l-2
图1-2双调谐回路谐振放大器原理图
（1）用扫频仪调双回路谐振曲线
接线方法同上3（3）。
观察双回路谐振曲线，选C=3pF，反复调整CTl、CT2使两回路谐振在10.7MHz。
（2）测双回路放大器的频率特性
按图l-2所示连接电路，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，选C=3pF，置高频信号发生器频率为10.7MHz，反复调整CTl、CT2使两回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的频率作为中心频率，然后保持高频信号发生器输出电压不变，改变频率f，由中心频率向两边逐点偏离，测得不同频率f时的输出电压Vo，并填入表1-4。
表1-4
10．7
VO
C=3pF
C=10pF
C=12pF
（3）改变耦合电容C为10pF、12pF，重复上述测试，并填入表l-4。
五、实验报告要求
1．写明实验目的。
2．写明实验所用仪器、设备的名称、型号。
3．画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点。
4．整理实验数据，并画出幅频特性曲线。
（1）单调谐回路接不同回路电阻R时的幅频特性和通频带。
（2）双调谐回路接不同耦合电容C时的幅频特性和通频带。
实验二电容反馈三点式振荡器
1．了解LC三点式振荡电路的基本原理，掌握此类振荡电路的设计及参数计算。
2．了解振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
3．了解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3-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=3μH，若C=120pF，C=680pF，计算CT=150pF时振荡频率。
三、实验仪器
1．双踪示波器
2．频率计
3．万用表
4．实验板l
实验电路见图3-l。
实验前根据图3-l所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。
图3-1LC电容反馈三点式振荡器原理图
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）反馈电容C不接，C’接入（C’=680pF），用示波器观察振荡器停振时的情况。
注意：
连接C’的接线要尽量短。
（3）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值。
IE=VE/RE（RE=1k）
2．振荡频率与振荡幅度的测试
实验条件：
IE=2mA、C=120pF、C'
=680pF、RL=110k
（1）改变CT电容，当分别接为C9、Cl0、Cll时，记录相应的振荡频率值，并填入表3-1。
（2）改变CT电容，当分别接为C9、Cl0、C11时，用示波器测量相应振荡输出电压的峰-峰值VP-P，并填入表3-1。
表3-1
CT
51pF
100pF
150pF
f（MHz）
VP-P（V）
3．测试当C、C’不同时，起振点、振幅与工作电流IEQ的关系（R=110KΩ）。
（1）．取C=C3=100pF、C’=C4=1200pF．调电位器RP使IEQ分别为表3-2所标各值，用示波器测量振荡输出电压的峰-峰值VP-P，并填入表3-2。
表3-2
IEQ（mA）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
（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．频率稳定度的影响
（1）回路LC参数固定，当改变并联在电感L1上的电阻使等效Q值变化时，对振荡频率的影响。
f=6.5MZ时，C/C’=100/1200pF、IEQ=3mA，改变L1的并联电阻R，使其分别为lkΩ、10kΩ、110kΩ，分别记录电路的振荡频率，并填入表3-3。
频率计后几位跳动变化的情况。
（2）回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。
f=6.5MHZ、C/C’=100/1200pF。
、R=110kΩ。
IEQ=3mA，改变晶体管IEQ，使其分别为表3-4所标各值，测出振荡频率，并填入表3-4。
表3-3表3-4
R
1K
10K
110K
f（Hz）
IEQ（mA）
1
2
3
f（Hz）
1．写明实验目的、实验所用仪器设备。
2．画出实验电路的直流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果。
3．以IEQ为横轴，输出电压峰-峰值VP-P为纵轴，将不同C、C’值下测得的三组数据，在同一座标纸上绘制成曲线。
实验三石英晶体振荡器
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。
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。
四、实验内容
实验电路见图3-1
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。
3．负载不同时对频率的影响，RE分别取110kΩ、10kΩ、1kΩ测出电路振荡频率，填入表4-1，并与LC振荡器比较。
图3-1石英晶体振荡器原理图
R
110kΩ
10kΩ
1kΩ
f（MHz）
五、实验报告
1.整理实验数据，画出实验电路的交流等效电路。
2.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异，并分析原因。
3.根据电路给出的LC参数计算回路中心频率，如何确定电路工作在晶体振荡频率上。
实验四振幅调制器
1．了解利用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并研究已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。
1．预习幅度调制器有关知识。
2．分析实验电路中用l496乘法器调制的工作原理，计算各引出脚的直流电压。
3．分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。
1．双踪示波器；
2．高频信号发生器；
3．万用表；
4．实验板3。
四、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。
图4-11496芯片内部电路图
本实验采用集成模拟乘法器l496来构成调幅器，图4-1为1496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管由V1～V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对管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1kΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号由双差动放大器的两集电极输出，即引出脚（⑥、⑩之间。
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图4-2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4-2。
图4-21496构成的调幅器
1．直流调制特性的测量
（1）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Vs=100mV，频率为1kHz的正弦信号，调RP2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。
（2）在载波输入端INl加峰值Vc=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VA=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，根据公式Vo=KVABVc（t）计算出系数K值。
并填入表4-l。
表4-1
VAB（V）
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
0.4
VOP-P（V）
K
2．实现全载波调幅
（1）调节RPl使VAB=0.1V，载波信号仍为Vc（t）=10sin2π×
105t（mV），将低频信号Vs（t）=Vssin2π×
103t（mV）加至调制器输入端IN2，画出Vs=30mV和100mV时的调幅波形，标明峰一峰值与谷一谷值，并测出其调制度M。
（2）加大示波器扫描速率，观察并记录M=100％、M>
100％两种调幅波在零点附近的波形情况。
（3）载波信号Vc（t）不变，将调制信号改为Vs（t）=100sin2π×
103t（mV），调节RPl观察输出波形VAM（t）的变化情况，记录M=30％和M=100％调幅波所对应的VAM（t）值。
（4）．载波信号Vc（t）不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB=0V、0.1V、0.15V时的已调波。
3．实现抑制载波调幅
（1）调RPl使调制端平衡，并在载波信号输入端INl加Vc（t）=10sin2π×
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）=100sin2π×
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，观察记录已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。
六、实验报告要求
1．整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。
2．画出全载波调幅实验中M=30％、M=100％、M>
100％的调幅波形。
3．画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。
4．画出100％调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。
5．画出实现抑制载波调幅时改变RP2后的输出波形，分析其现象。
实验五调幅波的解调
1．了解调幅波的特性，掌握调幅波的解调方法。
2．了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。
3．掌握用集成电路实现同步检波的方法。
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。
3．认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。
三、实验仪器设备
2．高频信号发生器
3．万用表
4．实验板2
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。
调幅波解调电路有二极管包络检波器，同步检波器。
1．二极管包络检波器
适合于解调含有较大载波分量的大信号检波，它具有电路简单，易于实现，本实验如图5-1所示，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：
式中：
M为调幅系数，f0为载波频率，ω为调制信号角频率。
图5-1二极管包络检波器
2．同步检波器
利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。
本实验如图6－2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号Vc经过电容Cl加在⑧、⑩脚之间，调幅信号％经电容C2加在①、④脚之间，相乘后信号由（12）脚输出，经C4、C5、R6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。
图5-21496构成的同步检波器
五、实验内容及步骤
注意：
做此实验之前需恢复实验五的实验内容2
（1）的内容。
（一）二极管包络检波器
实验电路见图5-1
1．解调全载波调幅信号
（1）M<
30％的调幅波的检波
载波信号仍为Vc（t）=10sin2π×
105（t）（mV）调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容2
（1）的条件获得调制度M<
30％的调幅波，并将它加至图6.1二极管包络检波器VAM信号输入端，观察记录检波电容为Cl时的波形。
（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，观测检波器输出端波形。
（4）恢复
（1）的实验条件，将电容C2并联至Cl，观察记录波形并与调制信号比较。
2．解调抑制载波的双边带调幅信号
载波信号不变，将调制信号Vs的峰值电压调至80mV，调节RPl使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号。
然后加至二极管包络检波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调制信号相比较。
（二）集成模拟乘法器构成解调器
实验电路见图5-2
1．解调全载波信号
（1）将图5-2中的C4另一端接地，C5另一端接A，按调幅实验中实验内容2
（1）的条件获得调制度分别为30％，100％及>
100％的调幅波。
将它们依次加至解调器的VAM输入端，并在解调器的VC载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形。
并与调制信号比较。
（2）去掉C4，C5观察记录M=30％的调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较。
然后使电路复原。
（1）按调幅实验中实验内容3
（2）的条件获得抑制载波调幅波，并加至图3.2的VAM输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
（2）去掉滤波电容C4，C5观察记录输出波形。
1．通过两种检波器实验，将下列内容整理在表内，并说明二种检波结果的异同。
2．画出二极管包络检波器并联C2前后检波输出波形，并进行比较，分析原因。
3．在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波及抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4、C5前后各是什么波形。
并分析二者为什么有区别。
输入的调幅波波形
M<
30%
M=100%
抑制载波调幅波
二极管包络检波器输出
同步检波器输出
实验六变容二极管调频振荡器
1．了解变容二极管调频器电路原理及构成。
2．了解调频器调制特性及测量方法。
3．观察寄生调幅现象．了解其产生原因及消除方法。
二、预习内容
1．复习变容二极管的非线性特性，及变容二极管调频振荡器调制特性。
2．复习角度调制的原理和变容二极管调频电路有关资料。
2．频率计
4．实验板3
实验电路见图6-1
图6-1变容二极管构成的调频器
1．静态调制特性测量
输入端不接音频信号，将频率计接到调频器的F端。
在接C3（100pF）电容与不接C3两种状态下，调整RPl使Ed=4V时fo=6.5MHz，然后重新调节电位器RPl，使Ed在0.5～8V范围内变化，将对应的频率填入表6-1。
表6-1
Ed
（V）
0．5
l
4
5
6
7
8
fo（MHz）
接C3
不接C3
2．动态测试（需利用相位鉴频器作辅助测试）
实验条件：
将实验板3中的相位鉴频器电路按要求接好线，即电路中的E、F、G三个接点分别与C5、C8、C9连接。
其目的是确保鉴频器工作在正常状态下，即中心频率为6.5MHz、上下频偏为幅度对称的S形曲线。
（1）C3电容不接，调RP1使Ed=4V时，fo=6.5MHz，自IN端口输入频率f=2kHz的音频信号Vm，输出端接至相位鉴频器，在相位鉴频器输出端观察V
升级会员 