西工大高频电路实验报告高频实验报告.docx
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西工大高频电路实验报告高频实验报告
高频实验报告
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姓名
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预习成绩
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实验成绩
实验成绩
实验报告成绩
实验报告成绩
总成绩
总成绩
2013年11月
实验1、调幅发射系统实验
一、实验目的与内容：
通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。
信源
调制
本振
功放
二、实验原理：
1、LC三点式振荡器电路：
以5BG1为中心，构成电容式ClappOscilltorLC振荡电路，用于产生信号源
C≈5C3，ω≈1/
L为5L2与可变电容5C4,变容二极管5D2（频率微调：
移动5W1的滑动端，改变5D2上电压，电压不同，其电容值不同）的并联
则决定振荡频率的元件：
电容5C3，电感5L2，和可变电容5C4，变容二极管5D2
5K1处，取不同的C值，使得F不同，控制电路的稳定性和振荡条件。
电阻5W2可改变直流工作点。
2、三极管幅度调制电路：
三极管幅度调制是利用三极管构成的线性时变电路实现相乘运算，再利用电路中的LC谐振回路滤除不需要的信号，选出所需的信号成分，从而完成调幅过程。
7C10、7C2、7L1三者构成LC并联谐振回路。
7C10为可变电容，用来调节谐振回路的谐振频率。
3、高频谐振功率放大电路：
6BG1第一级放大，6C5，6L1第一级并联谐振
6BG2第二级放大，6C13，6L4第二级串联谐振
谐振功率放大电路是经过两级三极管放大，通过滤波匹配网络，得到放大的不失真功率。
1、调幅发射系统：
本振
2
本振
1
信源
放大
调制
滤波
混
频
滤波
滤波
功放
线性
三、实验步骤：
1、LC三点式振荡器电路：
调试振荡电路：
先调电路的静态工作点:
调节电路的可变电阻5W2，使≈3mA。
即：
在5R8两端接上万用表，测其电压,调节电路的可变电阻5W2,直到=（因为在电路中，宁测电压不测电流，则通过测量电压来测量电流。
又≈，则测静态工作电流，通过测5R8上的电压来间接测量。
=/）
V5—1用示波器观测波形，拨动5K1从5C7至5C11选择一个电容值，得到合适波形，并使得输出波形频率为约为28M；
V5-1接频率计数器，调节可变电容5C4和变容二极管5D2（微调频率），让频率等于28M。
振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值UL的影响：
Kfu=5C6/（5K1接入电容）
将5K1打到不同的位置，在各个电容的两端接万能表，用蜂鸣端测试接入的是哪一个电容。
在V5—1接示波器观测波形，调整石基等得到较好波形时，测量输出电压峰峰值。
记录下Kfu≈0.4，即5K1接5C8=251时的输出波形。
振荡管工作电流和振荡幅度的关系：
调出30MHZ的信号源（方法与上面调试振荡电路相同）；
使Kfu≈0.4，即5K1接5C8=251；
改变5BG1的静态工作电流使Ic1为0.5—6mA。
方法与上面调静态工作点的方法相同，只是=,Ic1为0.5—6mA.
在V5—1接示波器观测波形，调整石基等得到较好波形时，测量输出电压峰峰值。
2、三极管幅度调制电路：
调试幅度调制电路:
先调电路的静态工作点:
调节电路的可变电阻7W1，使≈3mA。
即：
使在7R3两端接上万用表，测其电压,调节电路的可变电阻7W1,直到=
将函数发生器接到7K1，输入30MHz/0.1Vp-p的高频单窄波；
在V7-2接入示波器，观测输出波形。
调节谐振回路：
调节7C10，并同时观察波形，直到看到最大不失真波形（说明谐振回路谐振点为30M）；
接入调制信号：
接通7K2。
得到并观察调幅波，得到好的波形号，记录输出波形。
记录输出已调调幅波波形垂直方向上的最大A和最小长度B，则调幅系数：
m=[（A-B）/（A+B）]•100%
IC值变化对调制系数m的影响关系：
改变7BG1的静态工作电流使Ic1为1、2、3、4、5mA。
方法与上面调静态工作点的方法相同，只是=,Ic1为1、2、3、4、5mA.
其后步骤与上面相同。
分别记录，在不同Ic值时A、B，计算出m的值。
3.高频谐振功率放大电路：
高频谐振功放调试：
调第一级放大器：
观测点：
V6-2（接示波器）
此时电流表，不接入电路。
因为直流已经固定，则只需要调交流。
调交流:
在V6-1加入fo=30MHz/0.5-0.8Vp-p单窄波调节谐振回路，
调节6C5，直到波形为最大不失真时即可。
（注意：
输出一定是要大于输入的，所以可以根据这一点来验证正确性。
）
调第二级放大器：
观测点：
V6-3（接示波器）
将电流表接到其相应的接入点，将K6C打到左边，RL=50Ω，接入电路。
（注意：
接入之前，要确保流过电流表的电流不会太大，始终要满足<60mA）。
观察电流表示数，若电流很小，逐渐增大输入，观察电流变化。
若电流有逐渐缓慢增大变为突然大幅增大，则调试成功。
输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率：
在V6-1接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；
在V6-2接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；
在V6-3接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；
读出电流表的值，得到末级电流
计算：
电源输入功率PD；电路工作效率η；高频输出功率P0
谐振功率放大器的负载特性：
RL--UoUbm=3—4Vp-p
在开关6K1处，接入不同电阻RL=50Ω--150Ω
在V6-3接示波器，观察波形，记录峰峰值Uo,和观察得到电流表中电流Ic。
4.调幅发射系统：
连接各个器件前检查每部分的输出无误，然后连接，需要注意的是幅值不宜偏大。
直流电源接总电路板正负极
（电路板1输出）V5-1接
（电路板2高频载波输入端）7K1
（电路板2的输出点）从7W2上接出的点接（电路板3的信号输入）6K2（电路板3输出）
无实验数据，可给一定预测
四、测试指标与测试波形：
1、LC三点式振荡器电路：
1.1、振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值UL的影响关系：
表1-1：
测试条件：
V1=+12V、Ic1≈3mA、f0≈28MHzkfu=0.1—0.5
名称
单位
1
2
3
4
5
kfu
5C6/（CN+5C6）
UL
VP-P
振荡器的反馈系数kfu--UL特性结论：
1.2、振荡管工作电流和振荡幅度的关系：
Ic–UL
表1-2：
测试条件：
V1=12V、kfu≈0.4、fo≈30MHz、Ic1=0.5—6mA
数据值
项目
5BG1电流Ic（mA）
0.5
1
2
3
4
5
UL
VP-P
fo
MHz
振荡器的Ic–UL特性结论：
1.3、LC三点式振荡输出波形：
测试条件：
V1=12V、kfu≈0.4、fo≈28MHz、Ic1=3mA
实验实测波形粘贴处
波形特点与测量值分析结论：
1．三极管幅度调制电路（基极）：
2.1、IC值变化对调制系数m的影响关系：
“IC--m”
表1-3测试条件：
V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-p
名称
单位
UΩ=1KHz/0.1VP-PUi=30MHz/0.1VP-P
Ic
mA
1
2
3
4
5
Usm（A）
VP-P
Usm（B）
VP-P
m
%
IC值变化对调制系数m的影响的结论：
2.2、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：
测试条件：
V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-pIc=3mA
实验实测波形粘贴处
波形特点与测量值分析结论：
2．高频谐振功率放大电路：
3.1.输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率
表1-4测试条件：
V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8Vp-p、RL=50Ω、（Ic不得超过60mA）
级别
激励放大级器（6BG1）
末级谐振功率放大器（6BG2）
测量项目
注入信号
Ui（V6-1）
激励信号
Ubm（V6-2）
输出信号
U0（V6-3）
未级电流
IC（mA）
峰峰值VP-P
有效值V
电源输入功率PD:
Ic=mA、PD=mW
高频输出功率P0:
Uo=Vp-pRL=ΩP0=mW
电路工作效率η:
%
3.2.谐振功率放大器的负载特性：
RL--Uo
表1-5测试条件：
V1=V2=12V、fo=30MHzUbm=3—4Vp-pRL=50Ω--150Ω
RLΩ
50Ω
75Ω
100Ω
125Ω
150Ω
Uo（Vp-p）（V6-3）
Ic（mA）（V2）
结论：
3．调幅发射系统
实验实测波形粘贴处
结论（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数并分析）：
实验2、
调幅接收系统实验
一、实验目的与内容：
图2为实验中的调幅接收系统结构图。
通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路和检波电路。
二、实验原理：
1、晶体管混频电路：
工作原理：
混频电路将高频载波信号（即已调波信号）进行频率变换，将其变换为特定频率的信号，频谱内部结构和调制类型保持不变，仅仅改变信号的载波频率。
输入协调于5MHz的载波信号，经隔直电容2C5加于晶体三极管2BG1上，本振输入（调制信号）经隔直电容2C6加于晶体三极管发射极，载波信号和本振信号经三极管2C6混频，得到固定频率（455kHz）的中频信号，再经选频网络滤波，得到所需的455kHz不失真混频信号。
2、中频放大/AGC和检波电路：
工作原理：
输入混频后的中频电压，利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大；输出放大信号输入AGC反馈控制电路，利用AGC控制前级中频放大器的输出增益，使系统总增益随规律变化；经过二极管检波电路实现解调，将中频调幅信号变换为调制信号。
3、调幅接收系统：
工作原理：
从天线接收传递信息的载波信号，经过低噪放完成初级放大送入混频器，与本振信号混频的到455kHz的中频信号，再经过中频放大器和AGC反馈控制电路实现增益可控的信号放大，最后由二极管检波器完成检波，输出要得到的调制信号。
三、实验步骤：
1、晶体管混频电路：
先直流后交流
调节电路静态工作点，调节2W1使2R4上的电流为0.23mA，利用万用表直流电压档测量2R4（即Re）两端,调整基极偏执电阻2W1，使电压为U=0.0023*1000=2.3V）
输入5.455MHz的调幅载波信号与5MHz的本振信号。
利用函数信号发生器，分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。
其中，高频载波信号Us频率5.455MHz，峰峰值50mV，本振信号UL为5MHz、峰峰值250mV的调制信号（我们组数字信号发生器为F05型，所以高频载波信号Us频率5.455MHz,本振信号UL为5MHz。
另外，高频载波信号Us峰峰值表格上给出为5mV，我们经过实验发现Us峰峰值为5mV时输出信号太小，失真很大，所以改为50mV）
调节选频网络，观测中频输出，调节2C3，使输出为455KHz的最大不失真稳定正弦波。
在观测点V2-3接入示波器，用小螺丝刀调节选频网络2B1中的电容2C3，使输出中频信号尽量达到最大不失真（注意固定示波器的时基），并使中频输出信号固定在455KHz左右；
改变基极偏执电阻2W1，使静态工作点从0到3.0变化，测量不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，计算公式为：
，结果记录表中
2、中频放大/AGC和检波电路：
先直流后交流
调节电路静态工作点，接通12V直流电源，分别通过3W1和3W2调节3BG1和3BG2的直流工作点。
调整3BG1静态工作点：
利用万用表直流电压档测量3R7（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie为0.8mA,即3R7两端电压为0.8mA*501=0.4V。
调整3BG1静态工作点：
利用万用表直流电压档测量3R13（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W2，使发射级电流Ie为0.8mA,即3R13两端电压为0.6mA*330=0.2V
利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合，接入AGC；
（第一级中频放大电路）以V3-2为观测点，调节选频网络中的电容3C4，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；
（第二级AGC电路）利用函数信号发生器，在V3-2处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3断开；以V3-4为观测点，调节选频网络中的电容3C7，使放大输出信号最大不失真且保持455kHz；
调节选频网络中的电容3C7，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；
两级总的调试：
将开关3K2、3K3闭合，接入AGC；利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；以V3-4为观测点，调节选频网络中的电容3C7，使放大输出信号最大不失真且保持为455kHz；
改变输入中频信号的峰峰值Uin，从1mV到1V，测量不同峰峰值输入信号下，中频放大器输出Vo1值（即AGC输入）观测点为V3-2，AGC输出Vo2值观测点为V3-4，AGC控制电压值（直流电压，需用万用表测量），结果记录表中
3、调幅接收系统：
分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。
其中，高频载波信号频率5MHz，峰峰值250mV，本振信号为5.455MHz的调制信号（利用函数信号发生器的调制模式将1kHz和5.455MHz的正弦信号进行调制）；
晶体管混频电路与中频放大/AGC和检波电路通过试验箱内部连接
输出接口接示波器，观察波形。
四、测试指标与测试波形：
1、晶体管混频电路：
混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系
表2-1测试条件：
EC1=+12V、载波信号Us=5mvUL=250mVp-pIc=0.1—3mA
电流Ic（mA）
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
中频U2（mVp-p）
混频增益Kuc（dB）
2、中频放大/AGC和检波电路：
AGC动态范围测试
表2-2V1=+12V,Uin=1mVp-p——1Vp-p/455kHz
输入信号Uin
mVp-p
10
20
……
100
200
……
1V
一中放Vo1（AGC输入）
（mV）p-p
AGC输出Vo2
（mV）p-p
AGC控制电压Vc
V
AGC动态范围测试曲线图
特性曲线图
粘贴处
AGC动态范围结论
AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图
特性曲线图
粘贴处
AGC检波输出线性动态范围结论
检波失真观测
测试条件：
输入信号Vin：
455KHz、10mVp-p，调制1kHz信号，调制度50%调幅信号
检波无失真输出波形实测波形选贴
实测波形
粘贴处
对角线失真输出波形实测波形选贴
实测波形
粘贴处
负峰切割失真输出波形实测波形选贴
实测波形
粘贴处
3、调幅接收系统（给出各单元模块接口信号参数并分析调幅接收系统性能）：
实验3、
调频接收系统实验
一、实验目的与内容：
图3为实验中的调频接收系统结构图。
通过实验了解与掌握调频接收系统，了解与掌握小信号谐振放大电路、晶体振荡器电路、集成混频鉴相电路（虚框部分为所采用的集成混频鉴相芯片MC3362P）。
图3.调频接收系统结构图
二、实验原理：
1、小信号谐振放大电路：
工作原理
共射级放大器，1R1、1R2为三极管提供直流偏置。
谐振电路：
双调谐，两个谐振回路谐振频率不等，都对需要的中心频率有一点频差，而由于双谐振作用，增加带宽，使带宽比单谐振宽。
信号加到三极管基极，经过1C5和1L1组成的选频网络输出单谐振信号，通过1C5和1L1组成的选频网络与1C9、1C10、1L2组成的选频网络输出双谐振信号。
2、晶体振荡电路：
工作原理
利用石英晶体振荡器（并联型晶体振荡器，晶振作用为电感，并与电容构成LC谐振回路选频网络）来控制与稳定频率。
稳压器为晶体振荡电路提供稳定的电压，输出频率固定的振荡信号经晶体三极管放大和选频网络滤波输出理想的振荡信号。
3、集成混频鉴相电路：
工作原理
将两个同频、同幅的高频信号加在混频器的本振信号和载波信号输入端，中频端输出随两个输入信号之差变化而变化的直流电压。
当输入信号为正弦信号时，鉴相输出随输入信号之差变化的正弦波。
4.调频接收系统：
工作原理
用天线接收发射的载波信号，经低噪放初步放大后，送入MC3362P集成混频鉴频电路，进行两次混频和一次鉴频操作，完成频率调制，输出所需的已调频信号。
其中，MC3362P的本振信号由外部晶振电路提供。
三、实验步骤：
1、小信号谐振放大电路：
先直流后交流
调节1W1以调节1BG1的直流工作点，使Ic为2mA，即用万用表测量1R3两端的电压，U=501*2=1V
在V1-1接数字信号发生器，输入5M单载波。
将1K1拨至上端进行单谐振，在V1-2接示波器，接受信号，观察波形，调节1C4使输出为最大不失真稳定正弦波;将1K1拨至下端进行双谐振，在V1-3接示波器，调节1C10使输出为最大不失真稳定正弦波。
调节1W1，改变直流工作点：
使Ic为0.5—4.5mA，用万用表测量1R3两端
的电压为对应的值：
U=501*Ic；在V1-3接示波器，观察波形，测出输出电压峰峰值Uo。
将结果记录表中
调节1W1，改变直流工作点：
使Ic为3mA，用万用表测量1R3两端的电压，U=501*3=1503（mV）=1.5（V），在V1-3接示波器；用万用表测出1K2处的接入电阻值，测出此时输出的峰峰值Uo；改变1K2处接入的Rz的电阻值，观察波形并计算输出的峰峰值，将数据记录表中
经过测量当Rz=100K时，波形最和，故最后选择Rz为100K
用逐点法测量放大器的幅频特性：
调节1W1，改变直流工作点：
使Ic为2mA，用万用表测量1R3两端的电压，U=501*2=1002（mV）=1.0（V），在V1-3接示波器；在中心频率30M附近25~33MHZ等距不同的频率为输入频率，观察波形，计算输出峰峰值Uo，将数据记录表中
2、晶体振荡电路：
直流工作点已调好；
在V5-4接示波器，观察波形；调节5C22和5C19使输出为最大不失真稳定正弦波；得到40.7MHZ的本振波。
3、集成混频鉴相电路：
输入载频信号，在V2-8接示波器，观察输出，调节电容2C20使输出呈最大不失真稳定频率为10.7MHZ正弦波。
4、调频接收系统：
检查各模块的输出情况，无误后，连接3个模块，用天线接受信号;
在V2-8接示波器，混频电路的电容，得到稳定的输出正弦波，频率为1KHz左右。
四、测试指标与测试波形：
1、小信号谐振放大电路：
放大器直流工作点对Uo的影响关系
表1-1:
测试条件：
V1=+12V、Ic1≈0.5—4.5mA、Ui≈50mVP-Pf0≈5MHz
输入信号Ui（mVP-P）
50mVP-P
放大管电流Ic1
0.5mA
1mA
2mA
3mA
4mA
4.5mA
输出信号Uo
（VP-P）
结论与分析
逐点法测量放大器的幅频特性
表1-3:
测试条件：
V1=+12V、Ic1≈2mA、f0=27—33MHzUi=50mVP-P
输入信号幅度
（mVP-P）
50mVP-P
输入信号
（MHz）
27
27.5
28
28.5
29
29.5
30
输出幅值
（VP-P）
输入信号
（MHz）
30.5
31
31.5
32
32.5
33
输出幅值
（VP-P）
放大器幅频特性曲线图
放大器幅频特性测试结论与分析
1．晶体振荡电路：
晶体振荡电路
实测波形粘贴处
2．集成混频鉴相电路：
集成混频鉴相电路
实测波形粘贴处
3．调频接收系统（给出各单元模块接口信号参数）：
高频电子电路实验感受与建议：
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