高频电子线路与原理实验.docx

1、高频电子线路与原理实验实验一 正弦波振荡器第一部分 LC 振荡器一、实验容1. 根据图 2-1 在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。2. 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。（1）将开关 S2 的 1 拨上，构成 LC 振荡器。（2）改变上偏置电位器 RA1，记下发射极电流 Ieo (=V e/R10)填入表中，并用示波器测量对应点的振荡幅度 VP-P（峰峰值）填于表中，记下停振时的静态工作点电流值。分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。分析思路：静态电流 ICQ会影响晶体管跨导 gm，而放大倍数和gm 是有关系的。在饱和状态下（ICQ 过大） ，管子电压增益AV 会下降

2、，一般取 ICQ =（15mA）为宜。3. 测量振荡器输出频率围。用万用表测量 J1 ，任意改变 CCI，用示波器从 TH1 处观察波形，并观察输出频率的变化。二、实验仪器1. 高频实验箱 HD-GP- 1 台2. 双踪示波器 1 台三、实验数据记录 静态工作点VQ=2.35V ，F=4.02MHz,停振I=3.93mA,Vpp=480mV,振荡频率f0=4.202MHz4、实验结果分析1分析静态工作点、反馈系数 F 对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响。晶体管的振荡条件是基极-发射极间电压是-0.1 -0.4V,如果达不到这个条件，是不会起振的。所以静态工作点要接近这个电压，然后加上正反馈后

3、才可起振。正反馈放大器产生振荡的条件是AF=1，反馈系数完全是由线性网络所决定的比例系数，与振荡幅度大小无关。由于放大器的放大倍数随振幅的幅度增大而下降，为了维持一定的振幅的振荡，反馈系数F要比AF=1中的F大一些。这样，就可以使得在AF1情况下起振，而后随着振幅的增强A0就向A过渡，直到振幅增大到某一程度，出现AF=1时，振幅就达到平衡状态。因此，振荡器的起振条件为AF1。振荡器的平衡条件为AF=1。2计算实验电路的振荡频率 f o ，并与实测结果比较。 ，为4.5MHz，实测数据为4.202MHz,与实测值相差不大。第二部分 晶体振荡器与压控振荡器1、实验容1. 将电路接成 LC 振荡器，

4、在室温下记下振荡频率2. 两种压控振荡器的频率变化围（1） 将电路连接成压控振荡器，频率计接于 J 1 ，直流电压表接于 TP 3 。（2） 将 W 1 从低阻值、中阻值到高阻值位置（测量 TP3 处直流电压大小，分别对应最大值、最小、中间值） ，分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频率记于下表中。3. 将电路改接成晶体压控振荡器，重复上述实验，并将结果记于下表中。 二、实验仪器1. 高频实验箱 HD-GP- 1 台2. 双踪示波器 1 台三、实验数据记录1. 将电路接成 LC 振荡器，在室温下记下振荡频率 f0=4.1MHz2.W1 电阻值W1 低阻值W1 中阻值W1 高电阻值VD1（VD2

5、）3.99V7.65V11.7VLC压控振荡器（振荡频率）4.274MHz4.250MHz4.329MHzW1 电阻值W1 低阻值W1 中阻值W1 高电阻值VD1（VD2）3.12V5.20V10.6V晶体压控振荡器（振荡频率）4.318MHz4.300MHz4.367MHz4、实验结果分析1. 比较所测数据结果，结合理论进行分析。 通过数据可以看出，晶体压控振荡器的振荡频率比LC压控振荡器的振荡频率高，而且振荡频率很稳定。这是由于石英晶体的性能非常稳定，受温度影响小，振荡频率非常稳定，Q值非常高。2. 晶体压控振荡器的缺点是频率控制围很窄，如何扩大其频率控制围？ 在用石英晶体稳频的振荡器中，

6、把变容二极管和石英晶体相串接，就可形成晶体压控振荡器。为了扩大调频围，石英晶体可用AT切割和取用其基频率的石英晶体，在电路上还可采用展宽调频围的变换网络。 实验二 振幅调制与解调第一部分 模拟乘法器调幅（ AM 、 DSB 、 SSB）1、实验容 1. 静态工作点调测：使调制信号 V=0,载波 VC=0，调节 W1 使各引脚偏置电压接近下列参考值：管脚1234567891011121314电压（V）0-0.74-0.740-7.168.705.9305.9308.70-8.2R11、R12 、R13、R14 与电位器 W1 组成平衡调节电路，改变 W1 可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载

7、波的振幅调制和单边带调幅波。为了使 MCl496 各管脚的电压接近上表，只需要调节 W1 使 1、4 脚的电压差接近 0V 即可，方法是用万用表表笔分别接 1、4 脚，使得万用表读数接近于 0V。 2. 抑止载波振幅调制：J1 端输入载波信号 VC(t),其频率 fC=465KHz,峰峰值 VCPP500mV。J5 端输入调制信号 V(t)，其频率 f1KHz，先使峰峰值 VPP0，调节 W1，使输出 VO=0（此时41），再逐渐增加 VPP，则输出信号 VO（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图 3-3 所示的抑 止载波的调幅信号。由于器件部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚 1 和 4

8、 分别接电阻 R12 和 R14， 可以较好地抑止载波漏信号和改善温度性能。全载波振幅调制J1 端输入载波信号Vc(t) , fc=465KHz, VCPP500mV，调节平衡电位器W1，使输出信号VO（t）中有载波输出（此时V1 与V4 不相等）。再从J2 端输入调制信号，其f1KHz，当VPP 由零逐渐增大时，则输出信号VO（t）的幅度发生变化，最后出现如图3-4 所示的有载波调幅信号的波形，记下AM 波对应Vmmax和Vmmin，并计算调幅度m。4. 步骤同 3，从 J6 处观察输出波形。5. 加大 V，观察波形变化，比较全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形.二、实验仪器1

9、高频实验箱 HD-GP- 1 台2 双踪示波器 1 台3 万用表 1 个三、实验数据记录 实测 MC1496 各引脚的实测数据。管脚1234567891011121314电压（V）0.1-0.82-0.830-7.008.5705.9805.9808.60-8.22四、实验结果分析1分析过调幅的原因。 过调幅时，标准调幅信号包络过零点处载波相位反向，包络和基带信号不再保持线性关系产生了过调幅失真，此时信号已不能用包络检波器解调，只能采用同步解调。3. 画出全载波调幅波形、抑止载波双边带调幅波形及单边带调幅波形，比较三者区别。 用Matlab画出AM、DSB、SSB的波形： AM波包含三个频率分

10、量，频谱中间是载波分量；DSB。实验三 振幅调制与解调第二部分 包络检波及同步检波实验1、实验容 (一)二极管包络检波1. 解调全载波调幅信号（1）m100%的调幅波检波 从 J2 处输入 455KHZ、峰峰值 Vp-p=0.5V1V、 m100%的已调波。将开关 S1 的 1拨上（2 拨下）,S2 的 2 拨上（1 拨下）,将示波器接入 TH5 处,观察输出波形。（2）加大调制信号幅度,使 m=100%,观察记录检波输出波形。 2. 观察对角切割失真保持以上输出,将开关 S1 的 2 拨上（1 拨下）,检波负载电阻由 2.2K变为 51K, 在TH5 处用示波器观察波形并记录,与上述波形进行

11、比较。3. 观察底部切割失真将开关 S2 的 1 拨上（2 拨下），S1 同步骤 2 不变，在 TH5 处观察波形，记录并与正常 解调波形进行比较。 （二）集成电路（乘法器）构成解调器1. 解调全载波信号按调幅实验中实验容获得调制度分别为 100的调幅波。将它们依次加至解调器调制信号输入端 J11，并在解调器的载波输入端 J8 加上与调幅信号相同的载 波信号,分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。2. 解调抑制载波的双边带调幅信号 按调幅实验中实验容的条件获得抑制载波调幅波，加至图 3-9 的调制信号输入端 J11，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。二、实验仪器1. 高频实验箱 HD

12、-GP- 1 台2. 双踪示波器 1 台3. 万用表 1 块三、实验数据记录1. 通过一系列检波实验,记录波形。 4、实验结果分析1. 观察对角切割失真和底部切割失真现象并分析产生原因。 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 时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC 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，max为调制信号最高角频率。 当检波器的直流负载电阻 R 与交流音频负载电阻 R 不相等，而且调幅度ma 又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真） ，为了保证不产生负峰切割失

13、真应满足：实验四 频率调制与解调第一部分 变容二极管调频实验1、实验容 静态调制特性测量将电路接成压控振荡器，J2 端不接音频信号，将频率计接于 J1 处，调节电位器 W1， 记下变容二极管 D1、D2 两端电压和对应输出频率，并记于表中。二、实验仪器1. 高频实验箱 HD-GP- 1 台2. 双踪示波器 1 台3. 万用表 1 个三、实验数据记录 静态调制特性测量VD1(V)-1.71-2.42-3.57-4.67-6.28-7.51-8.50-10.34-12.09VD2(V)-1.71-2.42-3.57-4.67-6.28-7.51-8.50-10.34-12.09 F0(MHz)3.

14、7563.8323.8953.9163.9183.9313.9554.0354.0664、实验结果分析 1. 在坐标纸上画出静态调制特性曲线(二极管电压取正)，并求出其调制灵敏度。说明曲线斜率受哪些因素的影响。 由可以求得调制灵敏度约为0.8。 由可以看出，当回路电容 C-u 特性曲线的 n 值（即斜率的绝对值）愈大，调制灵敏度越高。因此，如果对调频器的调制线性没有要求，则不外接串联或并联固定电容，并选用 n 值大的变容管，就可以获得较高的调制灵敏度。第二部分 正交鉴频实验1、实验容 乘积型鉴频器（1）调谐并联谐振回路，使其谐振（谐振频率 fC=4.5MHz）。方法是将峰峰值 Vp-p=500

15、mV 左右 fC=4.5MHz、调制信号的频率 f=1KHz 的调频信 号从 J6 端输入，按下“FM”开关，将“FM 频偏”旋钮旋到最大，调节谐振回路电感 L1 使输出端获得的低频调制信号 vo (t) 的波形失真最小，幅度最大。（2）鉴频特性曲线（S 曲线）的测量。 测量鉴频特性曲线的常用方法有逐点描迹法和扫频测量法。本实验中我们采用逐点描迹法。记录入下表中。2、 实验仪器1 高频实验箱 1 台2 双踪示波器 1 台3 万用表 1 块三、实验数据记录鉴频特性曲线的测量值F(MHz)3.513.61 3.663.66 3.713.71 3.813.76 3.913.81 43.86 3.91

16、3.91 3.96 4.01 V0(mV)-6.81-7.07-10.69-10.37-9.76-9.39-9.16-8.98-8.91-8.84四、实验结果分析1. 说明乘积型鉴频鉴频原理。 鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。 相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波。其基本原理是：在乘法器的一个输入端输入调频波vs (t) ，设其表达式为： 式中，mf为调频系数，或，其中 为调制信号产生的频偏。另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波 v (t) ，设其表达式为 式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。第二项是所需要的频率分量，只要线 性移相网络的相频特性 () 在调频波的频率变化围是线性的，当 () 0.4rad 时，sin () () 。因此鉴频器的输出电压 vo (t) 的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。所以相位鉴频器的线性鉴频围受到移相网络相频特性的线性围的限制。