高频电子线路实验报告.docx

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高频电子线路实验报告

高频电子线路实验报告

实验一、调谐放大器

一、实验目的

1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。

2.练习使用示波器、信号发生器和万用表。

3.熟悉谐振电路的幅频特性分析——通频带与选择性。

4.熟悉信号源内阻及负载对谐振电路的影响，从而了解频带扩展。

5.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.高频信号发生器

3.万用表

4.实验板G1

三、实验电路

图1-1单调谐回路谐振放大器原理图

四、实验内容及步骤

1、

（1）按图1-1所示连接电路，使用接线要尽可能短（注意接线前先测量+12V电源电压，无误后，关断电源再接线，注意接地）

（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=1K，

测量各静态工作点，并计算完成表1-1

表1-1

实测

实测计算

是否工作在放大区

原因

Vb

Ve

Ic

Vce

是

Ube大于Uec,发射结正偏，集电结反偏

*Vb,Ve是三极管的基极和发射极对地电压。

3.动态研究

（1）测量放大器的动态范围Vi~Vo（在谐振点上）

a.选R=10K，Re=1K。

把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器。

选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为，调节Ct，使回路“谐振”，此时调节Vi由变到，逐点记录Vo电压，完成表1-2的第二行。

（Vi的各点测量值也可根据情况自己选定）

b.当Re分别为500Ω，2KΩ时，重复上述过程，完成表1-2的第三、四行。

在同一坐标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线Vo—Vi,并进行比较与分析。

表1-2

Vi（V）

Vo（V）

Re=1K

320mv

940mv

失真

失真

失真

失真

失真

失真

Re=500

400mv

失真

失真

失真

失真

失真

失真

失真

失真

失真

Re=2K

304mv

640mv

880mv

无

无

无

无

*Vi,Vo可视为峰峰值

（2）测量放大器的频率特性

a.当回路电阻R=10k时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器的输出端接至电路的输入端，调节频率f，使其为，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=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（在谐振频率附近注意测量Vo变化快的点），测得在不同频率f时对应的输出电压Vo，完成表1-3的第一行（频率偏离范围自定,可以参照3dB带宽来确定，即信号的幅值为信号最大幅值的倍的两个频率之差为放大器的3dB带宽）。

b.改变回路电阻R=2K、470Ω，重复上述操作，完成表1-3的第三、四行。

画出不同谐振回路电阻对应的幅频特性曲线，比较通频带。

f（MHz）

9

12

Vo（V）

R=2K

R=10K

R=470

五、实验总结

本实验的关键是调节谐振点。

动态测量过程中，保持在同一谐振点上。

对于不同的Re值在增大过程中出现不同程度的失真的现象，是由于经三极管放大后相对谐振回路输入过大造成的。

测放大器频率特性时，应注意选择谐振点附近的频率下的输出，找出Vo的突变点，以便确定不同的R对应的同频带，以判断频率选择性，确定最佳匹配负载

实验三LC电容反馈式（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LC电容三点式振荡器设计及

电参数的计算

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I对振荡器起振及振幅的影响

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.频率计

3.万用表

4.实验板G1

三、实验电路

图3-1LC电容反馈式三点振荡器原理图

四、实验内容及步骤

实验电路见图3-1，实验前根据图所示的原理图在实验板上找到相应的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扦孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。

（2）反馈电容C’（C’=680pf）不接，C接入，用示波器观察振荡器停振的情况。

注意：

连接的接线要尽量短。

（3）改变电位器Rp，测得晶体管的发射极电压V,V可连续变化，记下V的最大值，计算I值:

I=

设：

R=1KΩ

2.振荡频率与振荡幅度的测试

实验条件：

IE=2mA、C=120pf、C’=680pf、RL=110KΩ

（1）改变电容CT,并分别接为C9,C10,C11时，记录相应的频率值，并填入表3-1。

（2）改变电容CT，并分别接为C9,C10,C11时，用示波器测量相应的振荡电压的峰峰值，并填入表3-1：

表3-1

CT

f（MHz）

Vp-p

51pf

7.43M

100pf

6.24M

150pf

5.68M

3.测量当C,C’不同时，起振点,振幅与工作电流I的关系（R=110KΩ）

（1）取C=C3=100pf、C’=C4=1200pf,调电位器R使I分别为表所示的各值，用示波器测量输出振荡幅度，并填入表3-2。

表3-2

I（mA）

1

2

3

4

5

Vp-p（V）

（2）分别重复测量

取C=C5=120pf,C’=C6=680pf,填入表3-3。

表3-3

I（mA）

1

2

3

4

5

Vp-p（V）

14

28

取C=C7=680pf,C’=C8=120pf，填入表3-4。

表3-4

I（mA）

1

2

3

4

5

Vp-p（V）

4.频率稳定度的影响

（1）回路参数固定时，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：

调整振荡器的参数C、C’和CT，使振荡器中心频率为f=,I=3mA改变L的并联电阻R，使其分别为1kΩ,10kΩ,110kΩ，分别记录电路的振荡频率，并填入表3-5，注意：

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I对频率的影响。

实验条件：

调整振荡器的参数C、C’和CT，使振荡器中心频率为f=,R=110KΩ,I=3mA,改变晶体管I使其分别为表3-2所标各值，测出振荡频率，并填入下表3-6

表3-5表3-6

Q-fIEQ-f

R

1kΩ

10kΩ

110kΩ

f（MHz）

失谐

I（mA）

1

2

3

4

f（MHz）

五、实验总结

LC电容反馈式三点振荡器由于受晶体管电容的影响及其他因素，它的频率稳定性较差，可变电容会影响反馈系数的变化进而影响输出电压变化，故该电路一般用于频率固定的场合，该电路的振荡波形较好。

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

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.频率计

3.万用表

4.实验板G1

三、实验电路

图4-1晶体振荡器原理图

四、实验内容及步骤

实验电路见图4-1

1.测振荡器静态工作点，调图中R,测得IＥmin及Imax（R4为Ω）。

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，RL分别为110K,10K,1K,测出电路振荡频率，

并填入表4－1并与振荡器比较

RL-f：

R

110KΩ

10kΩ

1kΩ

f（MHz）

表4-1

五、实验总结

晶体振荡器的带负载能力比较强，因为晶体在工作频率附近的并联谐振阻抗较大，回路阻抗受负载影响较小。

本电路的优点：

晶体谐振频率稳定，受外界影响较小；晶体振荡器有非常高的品质因数；晶体振荡器的接入系数非常小；晶体在工作频率附近的并联谐振阻抗较大，阻抗变化率较大，稳定度高。

实验五振幅调制器

一、实验目的

1.掌握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

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.高频信号源

3.万用表

4.实验板G3

三、实验电路说明

　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1496来构成调幅器，图5-1为1496芯片内部的电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用两组差动对由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，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为差分放大电路的恒流源。

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

用1496集成电路构成的调幅器电路图如图5-2所示，图中R用来调节引出脚，1、4的平衡，R用来调节引出脚8、10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。

图5-11496芯片内部电路图

图5-21496构成的调幅器

四、实验内容

实验电路见图5-2

1.直流调制特性

（1）调R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1kHz的正弦信号，调节R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IN1加峰值V为10mv，频率100kHz的正弦信号，用万用表测量A,B之间的电压V，用示波器观察OUT输出端的波形，以V=为步长，记录R由一端跳到另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位的变化，根据公式

计算出系数K值，并填入下表：

表5－1

V

0

V

K（10^2）

0

2.实现全载波调幅（AM）

（1）调节R使V=，载波信号仍为V（t）=10sin2π×10＾5t（mV），将低频信号Vs（t）=Vssin2π×10＾3t（mV）加至调制器输入端IN2,画出V=30mA和100mA时的调幅波形（标明峰峰值和谷谷值），并测出其调制度m。

（2）加大示波器的扫描速率，观察并记录m=100%，和m＞100%两种调制度在过0点附近的波形情况。

（3）载波信号V（t）不变，将调制信号改为Vs（t）=100sin2π×10＾3t（mV），调节RP1观察输出波形V（t）的变化情况，记录m=30%和m=100%的调幅波所对应的V值．

（4）载波信号不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察并记录V=0V,,时的已调波．

3.实现抑制载波调幅（DSB）

（1）调R使调制端平衡，并在载波信号输入端IN1加V（t）=10sin2π×10＾5t（mV）信号调制信号端IN2不变，观察并记录波形．

（2）载波输入端不变，调制信号输入端IN2加Vs（t）=100sin2π×10＾3t（mV）的信号，观察记录波形，并标明峰峰值电压．

（3）加大示波器的扫描速率，观察并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R为某一个值，观察及记录波形．

（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．

五、实验波形图：

六、实验总结

通过本次实验，我掌握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，并了解了已调波与二输入信号的关系，.掌握测量调幅系数的方法。

本次实验提升了我动手实践的能力，也帮助我进一步巩固了所学的理论知识。

实验八集成电路构成的频率调制器、解调器

集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器

一、实验目的

1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理

2.掌握集成电路频率调制器的工作原理

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.频率计

3.万用表

4.实验板G4

三、实验电路及其说明：

图8-1为566单片集成VCO的框图及管脚排列

图中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为VSP,其反向触发电平定义为VSM,当电容C充电使其电压V7（566管脚7对地的电压）上升至VSP，此时幅度鉴别器翻转，输出为高平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压V0为高电平；当电容C放电时，其电压V7下降，降至VSM时幅度鉴别器再次翻转，输出为低电平从而使V0也变为低电平，用V0的高、低电平控制S1和S2两开关的闭合和断开。

V0为低电平时S1闭合，S2断开，这时I6=I7=0,I0全部给电容C充电，使V7上升，由于I0为恒流源，V7线性斜升，升至VSP时V0跳变为高电平，V0高电平时，控制S2闭合，S1断开，恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0，由于电流转发器的特性，B支路电路I7应等于I6,所以I7=I0,该电流由C放电电流提供，因此，V7线性斜降，V7降至VSM时，V0跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I7及V0波形如图8-2。

566的3脚输出的方波及4脚输出的三角波的载波频率（或称中心频率）可用外加电阻R和外加电容C来确定。

表达式：

图8-2

其中：

R为时基电阻

C为时基电容

V8是566管脚8至地的电压

V5是566管脚5至地的电压

图8-3566构成的调频器图8-4输入信号电路

四、实验内容及步骤

实验电路见图8-3

1.观察R、C1对频率的影响（其中R=R3+RP1）。

按图接线，将C1接入566管脚7，RP2及C2接至566管脚5；接通电源（+5V,-5V）。

调PR2使V5=,将频率计接至566管脚3，改变RP1观察方波输出信号频率，记录当R为最大和最小值时的输出频率。

当R分别为Rmax和Rmin及C1=2200pf时，计算这二种情况下的频率，并与实际测量值进行比较。

用双踪示波器观察并记录R=Rmin时方波及三角波的输出波形。

2.观察输入电压对输出频率的影响

（1）直流电压控制：

先调RP1至最大，然后改变RP2调整输入电压，测当V5在变化时输出频率f的变化，V5按递增。

测得的结果填入表8-1。

表8-1

V5（V）

3

4

f（MHZ）

（2）用交流电压控制：

仍将R设置为最大，断开5脚所接C2、RP2,将图8-4（即：

输入信号电路）的输出OUT接至图8-3中566的5脚。

（a）将函数发生器的正弦波调制信号em（输入的调制信号）置为f=5KHZ、VP-P=1V,然后接至图8-4电路的IN端。

用双踪示波器同时观察输入信号和566管脚3的调频（FM）方波输出信号，观察并记录当输入信号幅度VP-P和频率fm有微小变化时，输出波形如何变化。

注意：

输入信号em的VP-P不要大于,为了更好的用示波器观察频率随电压的变化情况，可适当微调调制信号的频率，即可达到理想的观察效果。

（b）调制信号改用方波em,使其频率fm=1KHZ,VP-P=1V,用双踪示波器观察并记录em和566管脚3的调频（FM）方波输出信号。

五、实验波形图：

六、实验总结

本次实验首先要调出正弦波和方波，通过调节Rp2调节正弦波和方波的频率，在用正弦波作为调制信号时用示波器调出调制信号和调频信号的波形，观察输入信号频率和幅度微小变化时输出波形的变化。

566（VCO的单片集成电路）是一种将电平变换为相应频率的脉冲变换电路。

R最大时，566的频率的理论结果是：

f=，测量结果是：

f1=；R最小时566的频率的理论结果是：

f=，测量结果是：

f2=。

集成电路（锁相环）构成的频率解调器

一、实验目的

1.了解用锁相环构成调频波的解调原理

2.学习掌握集成电路频率调制器解调器系统的工作原理

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.频率计

3.万用表

4.实验板G5

三、实验电路及其说明

图9-1565（PLL）的框图及管脚排列

图9-1为565（PLL单片集成电路）的框图及管脚排列，锁相环内部电路由相位鉴别器、压控振荡器、放大器三部分构成，相位鉴别器由模拟乘法器构成，它由二组输入信号，一组为外部管脚2、3输入信号e1，其频率为f1；另一组为内部压控振荡器产生信号e2,经4脚输出，接至5脚送到相位鉴别器，其频率为f2,当f1和f2差别很小时，可用频率差代表两信号之间的相位差，即f1-f2的值使相位鉴别器输出一直流电压，该电压经7脚送至VCO的输入端，控制VCO，使其输出信号频率f2发生变化，这一过程不断进行，直至f2=f1为止，这是称为锁相环锁定。

图9-2565（PLL）构成的频率解调器

四、实验内容及步骤

正弦波解调器：

1.调Rp使其中VCO的输出频率fo（4）脚为50kHz。

先按实验8的实验内容2

（1）的要求获得调频方波输出信号（3）脚，要求输入的正弦调制信号em为：

Vp-p=,f=1KHz,然后将其接至565锁相环的IN输入端，调节566的Rp1（逆时针旋转）使R最小，用双踪示波器观察并纪录566的输入调制信号em和566“B”电的解调输出信号。

2.相移键控解调器：

用峰峰值Vpp=,fm=1KHz的正弦波作调制信号送给调制器566，分别观察调制器566的已调信号和比较器311的输出信号。

五、实验波形图：

六、实验总结

此次做实验我了解了锁相环构成调频波的解调原理，掌握了集成电路频率解调器的工作原理。

实验中，开始对我们要测的同步上下限频率和捕捉带上下限频率不是非常了解，但是后来在同学的帮助下知道该怎么去调试，怎么去得到这个实验的结果。

这里需要注意同步带和捕捉带的一些调试问题，应该使压控振荡器的中心频率落在捕捉带内，这样才能获得调频信号。

锁相环为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，其用途是在收、发通信双方建立载波同步或位同步。

锁相环还有一些优点：

良好的跟踪特性；良好的窄带滤波特性；锁定状态无剩余频差；易于集成化。

通过本次实验使我更深刻地了解到了实践的重要性，也巩固了我的部分理论知识。