高频电子线路实验报告.docx

1、高频电子线路实验报告高 频 实 验 报 告班级班级学号学号姓名姓名预习成绩预习成绩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 12月实验1、调幅发射系统实验1、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。 2、实验原理：1、LC三点式振荡器电路：原理：LC三点式振荡器电路是采用LC谐振回路作为相移网络的LC正弦波振荡器，用来产生稳定的正弦振荡。图中5R5，5R6，5W2和5R8为分压式偏置电阻，电容5C7或5C8或5C9或5C10或5C11进行反馈的控制。5R3、5W1、5L2以及5C4构成的

2、回路调节该电路的振荡频率，在V5-1处输出频率为30MHZ正弦振荡信号。2、三极管幅度调制电路：原理：三极管幅度调制电路是通过输入调制信号和载波信号，在它们的共同作用下产生所需的振幅调制信号。图中7R1，7R4，7W1和7R3为分压式偏置电阻，电容7C10、7C2以及电感7L1构成的谐振滤波网络，7W2控制输出幅度，在信号输出处输出所需的振幅调制信号。3、高频谐振功率放大电路： 原理：高频谐振功率放大电路是工作频率在几十MHZ到几百MHZ的谐振功率放大电路。图中前级高频功放电路中，6R2和6R3分压式偏置电阻，供给三极管6BG1偏置电压，输出采用6C5、6C6、6L1构成的T型滤波匹配网络，末

3、级高频功放电路中，基极采用由6R4产生偏置电压供给电路，输出采用6C13、6C13、6L3和6L4构成的T型滤波匹配网络。4、调幅发射系统： 本振功率放大调幅信源 图1 调幅发射系统结构图 原理：首先LC振荡电路产生一个频率为30MHZ，幅度为100mV的信号源，然后加入频率为1KHZ，幅度为100mV的本振信号，通过三极管幅度调制，再经过高频谐振功率放大器输出稳定的最大不失真的正弦波。3、实验方法与步骤：1、LC三点式振荡器电路：（1）调节静态直流工作点，将12V的直流稳压电源接入电路中，闭合K5A，调节电阻5W2，使得万用表测得电阻5R8两端的电压为3V。（2）直流工作点调好后，将5K1拨

4、到5C-11处，调节变容5C4和电阻5W1，在观测点V5-1连接示波器，通过示波器观测并记录输出波形，直到输出频率为30MHZ的稳定的最大不失真正弦波。2、三极管幅度调制电路：（1）调节静态直流工作点，将12V的直流稳压电源接入电路中，闭合K7，调节电阻7W1，使得万用表测得电阻7R3两端的电压为0.3V。（2）直流工作点调好后，闭合7K1，在高频信号源处输入频率为30MHZ，幅度为100mV的载波信号，接着闭合7K3，在1KHZ调制信号处输入频率为1KHZ，幅度为100mV的调制信号，用示波器连接V7-2,观察输出波形。调节7C10，直到示波器上的波形达到最大不失真。3、高频谐振功率放大电路

5、：（1）将12V的直流稳压电源接入电路中，闭合K6A，打开K6B，在信源输入端输入频率为30MHZ，幅度为0.6V的信源信号，调节6C5，观察V6-2端输出的波形，保证输出波形达到最大不失真，且输出信号有增益。（2）打开K6A，输入发射极电源，闭合K6B，接入电流表，开关K6C打到左端，开关6K1打到6R6处，在V6-3处连接示波器，调节变容6C13，使得V6-3端输出的波形达到最大不失真（在此期间应注意先观察电流表的示数，再看示波器的变化，电流表的示数应在60mA以下）。4、调幅发射系统： 将实验相应的三部分电路进行正确级联，接入12V直流稳压电源，用示波器接于输出端口V6-3处，测量并分析

6、记录整个调幅发射系统输出波形。4、测试指标与测试波形：1LC三点式振荡器电路：1.1、振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值U L的影响关系：表1-1： 测试条件：V1 = +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名称单位12345kfu5C6/(CN+5C6) 1.000076330.58480.39840.1996U LV P-P 1.401.351.261.120.96振荡器的反馈系数kfu-U L特性结论：随着振荡器反馈系数kfu 的增大，振荡器幅值U L也在逐渐增加，但是它的增长幅度在不断减小。分析：当静态工作电流一定时，增大振荡器的反馈系数，振荡器的振幅

7、也会随之增大，但是此时放大器的增益会随之减小，从而使增长幅度逐渐减小。注：我认为表格中反馈系数的计算公式有误，反馈系数应该是反馈点电压与输出点电压的比值，即kfu=5C6/CN，而不是5C6/(CN+5C6)。1.2、振荡管工作电流和振荡幅度的关系： IcUL表1-2： 测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 30MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA数据值 项 目5BG1电流 Ic （mA）0.512345ULV P-P0.230.451.051.381.781.58foMHz29.8731.1531.8531.0830.8630.23振荡器的IcUL特性结论： 在一定范围内，随

8、着振荡管工作电流的增大，振荡幅度也随之增大，但是当工作电流超过最佳静态工作电流时，振荡幅度会随之减小。分析：在一定范围内，振荡管工作在欠压区，工作电流增大，振荡幅度也增大，之后，振荡管进入过压区，振荡幅度随着工作电流的增大而减小。1.3、LC三点式振荡输出波形：测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mALC三点式振荡输出波形波形特点与测量值分析结论： 从图中可以看出输出波形为稳定的最大不失真正弦波，且频率为27.86MHZ。总电路分析：1. 在LC振荡实验电路中，我们发现将开关5K1必须拨到合适的位置处，因为要满足振幅起振条件，输出频率为30MHZ的正

9、弦信号，应该增大反馈系数kfu 和电压增益，但是增大反馈系数kfu，电压增益必定减小，反之，kfu 减小，虽然可以提高电压增益，但是环路增益没有提高，因此要增加环路增益，反馈系数kfu要选取合适值。因此在本次实验中LC三点式振荡器电路中开关5K1打到5C11100处为最佳。2. 我们发现提高三极管集电极的静态电流，可以增大跨导，从而可以增大电压增益，但是如果电流过大，就会造成回路有载品质因数过低，从而影响振荡频率的稳定性，因此在选取静态工作电流范围时一般取15mA.2三极管幅度调制电路（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 = +12V U

10、= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名称单位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA12345Usm (A)VP-P0.3240.4360.4680.5400.660Usm (B)VP-P0.0720.2120.3040.4000.524m%62.634.621.014.912.2IC值变化对调制系数m的影响的结论：在三极管基极调幅电路中，随着三极管工作电流的增大，调制系数随之减小。 2.2、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：测试条件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp

11、-p Ic=3mA波形特点与测量值分析结论： 结论：由图可以看出输出波形是一个调幅信号的包络。 总电路分析：基极的调制特性主要是指当其他条件不变时，放大器性能随基极偏置电压变化的特性，当基极偏置电压增大时，集电极电流脉冲宽度和高度均增加，从而引起工作电流Ic的增大，放大器由欠压区进入过压区，进入过压区，集电极电流脉冲宽度和高度均增加，但是凹陷也增大，结果使得工作电流Ic继续增大，但是增大的十分缓慢，调制系数也随之减小。3高频谐振功率放大电路： 由于，我们在课前准备的不充分，以及对实验步骤和实验要求把握得不到位，因此在实验过程中烧毁了一个电子元器件，导致电流表测得的电流一直超出量程，故以下数据没

12、有进行测量和记录。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/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、（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V P-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-p RL = P0 = mW电路工作效率: %3.2. 谐振功率放大器的负载特性： RL- Uo表1-5 测试条件：

13、V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)Ic(mA)(V2)结论： 分析：在高频谐振功率放大电路实验中，我们在用万用表测试电流时，发现电流表的示数总是过大，而且直流电压源处也提示电流超过限定电流，于是我们降低输入信号的幅度，重新测试一遍后，发现还是同样的问题，刚开始我们以为是万用表问题，但是在打到蜂鸣档，短接后发现万用表是好的，再调试一会后，在老师的帮助下，我们发现原来是一个电子元器件烧坏了，之后我们分析了一下元器件烧坏的原因：1）由于刚开始输入信号源的幅度过大，导致流过元器件的电流大于其工

14、作的最大电流，从而使得元器件烧坏。2）不小心触碰了其他电路上的开关，导致流过该电路元器件的电流瞬间增大，从而烧坏元器件。3）元器件本身就已经损坏。（概率较小）4调幅发射系统结论（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数并分析）： 调幅发射系统各单元模块接口信号参数： LC振荡电路产生30MHZ正弦信号调幅电路频率1KHZ幅度0.1Vpp本振信号功率放大 实验二、调幅接收系统实验1、实验目的与内容：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、检波电路。2、实验原理：1、晶体管混频电路： 原理：晶体管混频电路是将输入的高频信号（经滤波、放大）变换为频率固定的中频

15、信号。图中2R4为基极静态偏置电压，2C3、2B1和2R5为输出中频回路，输入30MHZ的单载波和30.455MHZ的本振信号，输出455KHZ的中频信号。2、中频放大/AGC和检波电路： 原理：AGC是自动增益控制电路，用来比较电压，从而压缩有用信号强度的变化范围，但不影响调制在载波上的包络变化，保证信息的不失真传输。检波电路是将调幅信号通过检波二极管，由于检波二极管的单向导电特性，使得输出为基带低频信号，实现检波功能。3、调幅接收系统： 中放/AGC混频低噪放本振检波 图2 调幅接收系统结构图 原理：首先输入频率30MHz，幅度为50mV的载波信号，然后再输入频率为30.455MHz，幅度

16、为250mV的本振信号，通过三极管混频电路进行混频，接着将信号输入中放、AGC和检波电路，最终输出频率为1KHZ的稳定的最大不失真的正弦波。3、实验步骤：1、晶体管混频电路：（1）调节静态直流工作点，接入12V直流工作电压，闭合K2，调节电阻2W1，使得万用表测得的电阻2R4两端的电压为1.5V。（2）直流工作点调好后，在信源输入端输入频率为30MHz，幅度为50mV的单载波，从本振输入端输入频率为30.455MHz，幅度250mVpp的本振信号，调节变容2C3使V2-3处输出稳定的频率为455KHz的最大不失真的正弦波。2、中频放大/AGC和检波电路：（1）直流工作点调好后，在信源输入端输入

17、455KHz，幅度为250mV的单载波信号，然后调节变容3C4，使V3-2处输出为稳定的最大不失真的正弦波，注意观察是否有增益，以此判断三极管3BG1是否正常工作。（2）调节变容3C7，使V3-4处同样输出为稳定的最大不失真的正弦波，也要注意观察对于V3-2处输出信号是否有增益，以此判断三极管3BG2是否正常工作。（3）AGC电路调试：闭合3K2，调节选频网络中的电容3C7，在V3-4处输处稳定最大不失真的正弦波；（4）调节电阻3W4，使得检波输出处输出频率为1KHZ的稳定的最大不失真的正弦波。3、调幅接收系统： 将各个电路正确级联，分别在信源输入处和本振输入处输入频率30MHz，幅度为50m

18、V已调波信号和频率为30.455MHz，幅度为250mV的本振信号，最终输出频率为1KHZ的稳定的最大不失真的正弦波。4、测试指标与测试波形：3.1. 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 = 50mv UL=250 mVp-p Ic = 0.13mA电流 Ic（mA）0.00.51.01.52.02.53.0中频U2 （mVp-p）568636596480400326272混频增益Kuc (dB)21.122.121.519.618.116.314.7 分析：在工作电流较小的时候，随着静态电

19、流的增大，输出信号有大幅度的上升，当达到最佳静态工作电流之后，随着静态电流的增大，输出信号的幅度开始下降，从而导致混频增益先上升后下降。3.2. 中频放大/AGC和检波电路：2.1、AGC动态范围测试表2-2 V1=+12V, Uin=1mVp-p1Vp-p/455kHz 输入信号UinmVp-p1020501002005001V一中放Vo1（AGC输入）（mV）p-p73.61526407921.98V2.60V2.72VAGC输出Vo2（mV）p-p5849041.34V2.44V2.60V2.72V2.84VAGC控制电压VcV注：在测量AGC控制电压时，观测到V3-5处输出总是一条直线

20、，无论调节变容3C4和3C7，实验波形仍然没有改变，因此想到最后再返回来做这个，但是直到下课也没有时间进行重新测量，还望老师谅解。AGC动态范围测试曲线图AGC动态范围结论 从图中可以看出在一定范围内，随着输入信号的增加，输出信号也随之增加，但是当输入信号较大时，输出信号增长速度变得十分缓慢。 分析：AGC是自动增益控制电路，它可以利用其自身的自动反馈功能，通过比较输入和输出电压值，自动控制系统的总增益，从而减小了中频放大器的输出波动范围。2.2、AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图AGC检波输出线性动态范围结论 从图中可以看出随着输入信号的增加，输出信号也随之增加，而且在一定范

21、围内输入与输出呈线性的关系。 分析：AGC是自动增益控制电路，通过比较输入和输出电压值，自动控制系统的总增益，从而减小输出信号的线性失真。2.3、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： 检波无失真输出波形实测波形 对角线失真输出波形实测波形选贴 对角线失真输出波形 分析：当输入为调幅波时，过分增大和C值，由于二极管截止期间C通过的放电速度过慢，跟不上输入调幅包络的下降速度，输出平均电压就会产生失真。 负峰切割失真输出波形实测波形选贴实测波形 粘贴处 注： 由于对实验步骤把握不到位，没有合理安排好

22、时间，未能记录负峰切割失真输出波形，还请老师谅解。 分析：当输入调幅波电压的调制系数较大时，导致交直流负载不等，输出音频电压在其负峰值附近将被削平，出现所谓的负峰切割失真。3.3. 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）：频率30MHZ幅度50mV正弦信号频率30.455MHZ幅度 250mV本振信号混频电路455KHZ中频信号解调检波 1KHZ正弦信号中放/AGC滤波功能：虽然最后在示波器上得出了需要的波形，但是系统的滤波功能不是特别理想，因为输出波形上面有太多的毛刺，因此系统还有很大的改进之处。 实验三、调频接收系统实验1、实验目的与内容：通过实验了解与掌握调频接

23、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2、实验原理：2.3、小信号谐振放大电路：原理：小信号谐振放大器是将接收到的信号进行放大，信号由放大器的基极输入，放大后的信号由集电极输出。图中静态工作点由1Y1,1R1和1R2经分压后决定。通过改变1R2，可以改变Q值。2.4、晶体振荡电路： 原理：晶体工作在略高于Fs呈感性的频段内，用来作为三点式电路中的回路电感，相应构成的振荡电路称为并联型晶体振荡电路。图中5B1和5C22组成谐振回路，通过电感耦合输出，5U1提供稳定的电压。2.5、集成混频鉴相电路：原理：载频输入后和本振信号在MC3362P内部进行3次混频，在鉴频

24、输出处输出稳定的正弦波。2.6、调频接收系统：鉴频本振1混频放大混频本振2MC3362P 图3. 调频接收系统结构图 原理：由天线接收到信号后，首先进入滤波网络，滤去杂质波，然后送入低噪声放大器进行放大，然后与本振信号进行混频，混频后再次进行滤波，滤除不需要的波段，然后进入中放AGC，经过中放后再进行一次滤波，然后进行鉴相器，经过鉴相器后放大输出信号。3、实验步骤：1、小信号谐振放大电路：（1）调节静态直流工作点，正确接入12V直流工作电压，闭合K1，调节电阻1W1，使得万用表测得的电阻1R3两端的电压为2V。（2）直流工作点调好后，在输入端输入频率为30MHz，幅度为50mv的单载波，使信号

25、到达V1-1出；开关1K1向上拨，然后调节变容1C4和开关1K2，使示波器在V1-2处显示稳定的最大不失真的正弦波。（3）开关1K1向下拨，然后调节变容1C10，使示波器在V1-3处显示稳定的最大不失真的正弦波。2、晶体振荡电路： 正确接入12V直流工作电压，闭合K5B，调节变容5C22和变容5C19，使示波器在V5-4显示频率为40.7MHz的本振信号。3、集成混频鉴相电路：（1）正确接入12V直流工作电压，闭合K2B，在载频输入端输入频率为30MHz，幅度为50mv的单载波，输入频率为40.7MHz的本振信号，调节变容2C20值，一次混频时示波器在V2-4处显示频率为10.7MHz的稳定的

26、最大不失真的正弦波。（2）二次混频时示波器在V2-7处显示频率为455KHz的稳定的最大不失真的正弦波。（3）调节变容2C20的值，输入频率为30MHz的信号，并且输入1KHz的调频信号，使示波器在鉴频输出处显示频率为1KHz的稳定的最大不失真的正弦波。4、调频接收系统：在小信号谐振放大器的天线输入处接入天线，闭合合适的开关，正确连接3个电路，用天线接收发出的信号，最终使示波器在鉴频输出处显示频率为1KHz的稳定的最大不失真的正弦波。4、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 0.54.5mA、 Ui 50m

27、VP-P f0 30MHz 输入信号Ui(mVP-P)50mVP-P放大管电流Ic10.5mA1mA2mA3mA4mA4.5mA输出信号Uo(VP-P)0.4240.7200.9761.020.7760.212结论： 在一定范围内，随着放大管电流的增大，输出信号幅度也随之增大，但是当工作电流超过最佳静态工作电流时，输出信号随之降低。逐点法测量放大器的幅频特性 表1-3: 测试条件：V1 = +12V、 Ic12mA、 f0 =2733MHz Ui =50mVP-P输入信号幅度（mVP-P）50 mVP-P输入信号（MHz）2727.52828.52929.530输出幅值(VP-P)0.1800

28、.2440.3280.4200.4960.6640.752输入信号（MHz）30.53131.53232.533输出幅值(VP-P)0.8400.9000.9840.7680.7040.584放大器幅频特性测试结论： 由图可看出，输出幅值和输入信号呈抛物线关系，当输入信号到31.5MHz时，输出幅值最大，输入信号频率增高或降低都会导致输出幅值降低。 分析：当输入信号频率等于高频谐振电压放大器选频网络的频率即30MHZ时，网络匹配，此时放大器有最大放大倍数，但是我们做实验时，变换一个输入信号幅度，为了使输出波形不失真，改变了变容1C10值，导致我们测量的数据在31.5MHZ时输出幅值最大。2晶体

29、振荡电路：晶体振荡电路实测波形粘贴处3集成混频鉴相电路：集成混频鉴相电路输出波形4调频接收系统（给出各单元模块接口信号参数）：输出1KHZ正弦信号 MC3362P 混频、鉴频电路40.7MHZ本振信号小信号谐振放大电路双谐振输出30MHZ放大正弦信号信号源发出频率为30MHZ 正弦信号高频电子电路实验感受与建议： 感受：刚开始接触高频电子电路实验，就觉得这实验课的时间（4个小时）太长了，但是当我们真正开始做实验的时候却发现4个小时的时间太短了，三个大实验做完整的只有最后一个实验。我还记得第一节课老师只是让我们简单地熟悉一下各个仪器，却发现我们连基本的仪器都不会使用，或者说没有完全掌握吧。但是通过这几次的电子电路实验，我发现我还是学到了不少东西，因为老师