高頻電子線路實(shí)驗(yàn)

1、公用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)結(jié)束后請(qǐng)放回原處實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的工作原理;2. 掌握諧振放大器電壓增益, 通頻帶, 選擇性的定義, 測(cè)試及計(jì)算方法.二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測(cè)量高頻小信號(hào)諧振放大器在諧振點(diǎn)的電壓增益；2. 測(cè)量放大器的頻率特性曲線；3. 分析放大器的通頻帶與矩形系數(shù). 三. 實(shí)驗(yàn)器材1. 高頻信號(hào)發(fā)生器1 臺(tái)2. 示波器1 臺(tái)3. 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱以及小信號(hào)諧振放大器實(shí)驗(yàn)?zāi)K.1 套 4. 導(dǎo)線4 根.四. 實(shí)驗(yàn)基本原理1. 單級(jí)單調(diào)諧放大器圖11 單級(jí)單調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)原理圖如圖11所示, 本實(shí)驗(yàn)的輸入信號(hào)由高頻信號(hào)源提供.

2、信號(hào)從tp5處輸入, 從tt2處輸出. 調(diào)節(jié)電位器w3可改變?nèi)龢O管q2的靜態(tài)工作點(diǎn), 調(diào)節(jié)可調(diào)電容cc2和中周t2可改變諧振回路的幅頻特性. 五. 實(shí)驗(yàn)步驟1, 計(jì)算選頻回路的諧振頻率范圍若諧振回路的電感量為1.8uh2.4uh, 回路總電容為105 pf125pf(分布電容包括在內(nèi)) , 根據(jù)公式, 按照 l=2uh, c=110pf 估算諧振回路諧振頻率的范圍.(注:由于反復(fù)調(diào)節(jié)磁芯或者可變電容容易導(dǎo)致器件失效, 故實(shí)測(cè)時(shí)不用調(diào)節(jié)可調(diào)器件)2, 單級(jí)單調(diào)諧放大器(1) 連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好小信號(hào)放大器模塊, 開關(guān) k1, k2, k3, k5 向左撥, 主板 gnd 接模塊 gnd

3、, 主板電源 12v接模塊 12v輸入端. tp9 接地, tp8 接tp10. 檢查連線正確無誤后, 打開實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)的船形開關(guān), k5向右撥. 若正確連接, 則模塊上的電源指示燈led4亮. (2) 靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)k5向右撥打開模塊電源. 用示波器測(cè)三極管 q2 發(fā)射極對(duì)地的直流電壓, 調(diào)節(jié) w3 使此電壓為 2.5v. 用示波器測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)電壓時(shí), 探頭耦合方式用 dc 方式, 探頭衰減開關(guān)置于 x10 位置, 通道選單設(shè)定衰減倍率為x10.(3) 測(cè)量小信號(hào)諧振放大器在諧振頻率附近的頻率特性.小信號(hào)諧振放大器頻率特性的測(cè)量可以利用頻率自動(dòng)變化的掃頻儀完成, 也可以用手動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率的

4、方法進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量. 我們采用手動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)源的方法.逐點(diǎn)法用幅度恒定但是頻率可以調(diào)節(jié)的信號(hào)源作為輸入信號(hào), 逐點(diǎn)記錄相應(yīng)輸出信號(hào)的大小, 然后描繪出放大器的頻率特性曲線, 并根據(jù)所得的頻率特性曲線分析小信號(hào)諧振放大器通頻帶, 矩形系數(shù), 增益等參數(shù).高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)接到小信號(hào)放大器模塊的 tp5端, 信號(hào)電壓峰峰值設(shè)為 50mv, 頻率按照下表依次變化, 測(cè)量輸出信號(hào)的峰峰值并記入對(duì)應(yīng)的欄目中.示波器探頭耦合方式選擇 ac, 探頭衰減開關(guān)置于 x10, 通道選單設(shè)定衰減倍率為x10. 靈敏度與時(shí)基選擇自動(dòng). 將探頭接到輸出負(fù)載電阻 r31 的上端 tt2 處測(cè)量.填表11. 表 1-1信

5、號(hào)頻率(f)/mhz輸出電壓峰峰值(vp-p)/v7.247.597.968.358.779.219.6810.1810.7011.2511.8212.4213.0513.7014.3815.0815.80六. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 按步實(shí)驗(yàn)并完成表 11.2. 根據(jù)表 1-1 的數(shù)據(jù)繪制小信號(hào)諧振放大器的歸一化頻率特性曲線.3. 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算在諧振頻率處的高頻小信號(hào)放大器的電壓增益.實(shí)驗(yàn)二 三點(diǎn)式lc振蕩器及壓控振蕩器一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解三點(diǎn)式lc振蕩器的基本原理; 2. 了解反饋系數(shù)對(duì)幅度與頻率的影響; 二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測(cè)量振蕩器的信號(hào)幅度與頻率. 2. 觀察反饋系數(shù)對(duì)輸出強(qiáng)度與頻率的

6、影響; 3. 測(cè)量振蕩器的頻率穩(wěn)定度. 三. 實(shí)驗(yàn)儀器(略)四. 實(shí)驗(yàn)原理 1. 三點(diǎn)式lc振蕩器三點(diǎn)式lc振蕩器的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖21所示. 圖 21 三點(diǎn)式lc振蕩器實(shí)驗(yàn)原理圖圖中, t2為可調(diào)電感, q1組成振蕩器, q2組成隔離器, q3組成放大器. c6=100pf, c7=200pf, c8=330pf, c40=1nf. 通過改變k6. k7. k8的撥動(dòng)方向, 可改變振蕩器的反饋系數(shù). 設(shè)c7. c8. c40的組合電容為c, 則振蕩器的反饋系數(shù)fc6/ c. 反饋電路不僅把輸出電壓的一部分送回輸入端產(chǎn)生振蕩, 而且把晶體管的輸入電阻也反映到lc回路兩端. f大, 使等效負(fù)載電阻

7、減小, 放大倍數(shù)下降, 不易起振. 另外, f的大小還影響波形的好壞, f過大會(huì)使振蕩波形的非線性失真變得嚴(yán)重. 通常f約在0.010.5之間. 同時(shí), 為減小晶體管輸入輸出電容對(duì)回路振蕩頻率的影響, c6和c取值要大. 當(dāng)振蕩頻率較高時(shí), 有時(shí)可不加c6和c, 直接利用晶體管的輸入輸出電容構(gòu)成振蕩電容, 使電路振蕩. 忽略三極管輸入輸出電容的影響, 則三點(diǎn)式lc振蕩器的交流等效電路圖如圖 22所示. 圖22 三點(diǎn)式lc振蕩器交流等效電路圖圖22中, c5=33pf, 由于c6和c均比c5大的多, 則回路總電容c0可近似為： (21)則振蕩器的頻率f0可近似為： (22)實(shí)際中c6和c也往往不

8、是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c5, 且由于三極管輸入輸出電容的影響, 在改變c, 即改變反饋系數(shù)的時(shí)候, 振蕩器的頻率也會(huì)變化. 五. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 三點(diǎn)式lc振蕩器(1)連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好正弦波振蕩器模塊, 開關(guān)k1, k9, k10, k11, k12向左撥, k2, k3, k4, k7, k8向下?lián)? k5, k6向上撥. 主板gnd接模塊gnd, 主板12v接模塊12v. 檢查連線正確無誤后, 打開實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)的船形開關(guān), k1向右撥. 若正確連接, 則模塊上的電源指示燈led1亮. (2)測(cè)量lc振蕩器的幅度與振蕩頻率穩(wěn)定度. 用示波器(或高頻毫伏表)在三極管q2的發(fā)射極(軍品插座處)觀察反

9、饋輸出信號(hào)的峰峰值(或有效值), 記錄下來. 然后每隔 10秒記錄一次頻率計(jì)讀數(shù), 填表21. 表21時(shí)間/s0102030405060708090100110120頻率/mhz(3)觀察反饋系數(shù)對(duì)輸出信號(hào)的幅度與頻率的影響用示波器在三極管q2的發(fā)射極觀察并記錄反饋輸出信號(hào)vo的波形. 改變反饋系數(shù)f的大小 (通過選擇k6, k7, k8的撥動(dòng)方向來改變), 測(cè)量vo峰峰值vop-p. 和有效值vrms, 通過頻率計(jì)測(cè)量振蕩器頻率的變化情況, 填表22. 表22反饋系數(shù)vop-p/vvrms/v振蕩器頻率/mhzf=1/2f=1/3f=1/5f=1/10調(diào)試時(shí), 先使反饋系數(shù)f=1/2, 記錄

10、q2發(fā)射極處信號(hào)的頻率和峰峰值和有效值. 然后改變反饋系數(shù)的大小, 記錄q2發(fā)射極處信號(hào)的頻率和峰峰值和有效值, 直至f=1/2. f=1/3. f=1/5. f=1/10的情況都做完. 六. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 畫出三點(diǎn)式lc振蕩器和壓控振蕩器的交流等效電路圖, 按步實(shí)驗(yàn)并完成表21. 22并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 計(jì)算頻率穩(wěn)定度. 實(shí)驗(yàn)三 幅度調(diào)制 (am, dsb)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握 am, dsb 調(diào)制的原理與性質(zhì); 2. 掌握模擬乘法器的工作原理及其調(diào)整方法; 二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 產(chǎn)生并觀察 am, dsb 的波形; 2. 觀察 dsb 波和過調(diào)幅時(shí)的反相現(xiàn)象. 三. 實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字存

11、儲(chǔ)示波器 1 臺(tái); 2. 信號(hào)發(fā)生器 1 臺(tái); 導(dǎo)線 2根.四. 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理圖如圖171所示. 圖31 模擬乘法器調(diào)幅實(shí)驗(yàn)原理圖調(diào)制信號(hào)從tp2輸入, 載波從tp1輸入. 合理設(shè)置調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)的幅度以及乘法器的靜態(tài)偏置電壓(調(diào)節(jié)w1), 可在tt1處觀察普通調(diào)幅波(am) 和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波(dsb). 五. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好幅度調(diào)制與解調(diào)模塊, 開關(guān) k1. k2. k8. k9. k10. k11向左撥, 主板 gnd 接模塊 gnd, 主板 12v 接模塊 12v, 主板 12v 接模塊 12v, 檢查連線正確無誤后, 打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān),

12、 k1. k2 向右撥. 若正確連接, 則模塊上的電源指示燈 led1. led2 亮. 2. 產(chǎn)生并觀察 am 波和 dsb 波(1) 輸入調(diào)制信號(hào) v調(diào)制信號(hào)v由信號(hào)發(fā)生器ch1通道產(chǎn)生. 頻率 1khz, 峰峰值 200mvpp, 正弦. 調(diào)制信號(hào) v 接到 "幅度調(diào)制與解調(diào)模塊" 的 tp2. (2) 輸入載波信號(hào) vi載波信號(hào)vi由信號(hào)發(fā)生器ch2通道產(chǎn)生. 頻率 20khz, 峰峰值 400mvpp, 正弦. 載波信號(hào) vi. 接到"幅度調(diào)制與解調(diào)模塊" 的 tp1. (3) 產(chǎn)生并觀察記錄 am 信號(hào), dsb 信號(hào), 過調(diào)幅信號(hào). 示波器

13、探頭1選擇衰減悉數(shù)為 x1, 接到 "幅度調(diào)制與解調(diào)模塊" tp2 觀察調(diào)制信號(hào)的波形. 示波器探頭2選擇衰減悉數(shù)為 x1, 接到 "幅度調(diào)制與解調(diào)模塊" tt1 觀察乘法器的輸出信號(hào). 調(diào)節(jié) w1 , 改變調(diào)制信號(hào)中直流分量的數(shù)值, 可以觀察到不同調(diào)制度的 am 信號(hào), 如圖 32 所示. 圖32 普通調(diào)幅波(am波)或者觀察到形如圖 33 所示的 dsb 信號(hào). 圖33 抑制載波雙邊帶調(diào)幅波(dsb波) 在am 和 dsb 信號(hào)之間還會(huì)觀察到形如圖 34 所示的過調(diào)幅信號(hào). 圖34 過調(diào)幅的波形用示波器的 fft 功能觀察上述各種信號(hào)的頻譜. 并將所

14、有觀察到的信號(hào)波形與頻譜通過 usb 接口保存到優(yōu)盤中.3. 觀察 dsb 波和過調(diào)制情況下的反相現(xiàn)象調(diào)節(jié)電路使其輸出 dsb 信號(hào), 如圖 3-3 所示. 調(diào)節(jié)掃描時(shí)基旋鈕, 設(shè)定掃描速度為 5us/div. 觀察并記錄在調(diào)制信號(hào)過零時(shí)刻前后的 dsb 信號(hào)的峰谷位置與屏幕刻度線之間的位置.注意:本實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的普通調(diào)幅波和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波, 將作為實(shí)驗(yàn)四 "調(diào)幅信號(hào)解調(diào)" 的輸入信號(hào). 如果兩個(gè)實(shí)驗(yàn)連續(xù)完成, 不要拆線. 六. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 按步實(shí)驗(yàn)并畫出各種調(diào)幅波的波形圖及頻譜圖;2. 對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得的 dsb 信號(hào)頻譜, 與理論上的 dsb 信號(hào)頻譜有何不同? 不同

15、的的原因可能是什么?實(shí)驗(yàn)四 同步檢波一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握同步檢波的原理; 2. 掌握用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法. 二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成普通調(diào)幅信號(hào)和抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào). 三. 實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 1 臺(tái)(兩個(gè)示波器探頭); 2. 信號(hào)發(fā)生器 1 臺(tái); 導(dǎo)線 2根.四. 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理圖如圖41所示. 圖41 同步檢波實(shí)驗(yàn)原理圖調(diào)幅信號(hào)從 tp7 輸入, 同步載波信號(hào)從 tp8 輸入, 解調(diào)信號(hào)從 tt4 輸出. 本實(shí)驗(yàn)所使用的調(diào)幅信號(hào)由實(shí)驗(yàn)三提供, 調(diào)制信號(hào)頻率1khz 不變, 載波信號(hào)頻率變更為1mhz. 以便運(yùn)放r34 和 c20 組成低通濾波器發(fā)揮作用.五.

16、實(shí)驗(yàn)步驟1. 連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好幅度調(diào)制與解調(diào)模塊, 開關(guān) k1. k2. k8. k9. k10. k11 向左撥, 主板 gnd 接模塊 gnd, 主板 12v 接模塊 12v, 主板 12v 接模塊 12v, 檢查連線正確無誤后, 打開實(shí)驗(yàn)箱左側(cè)的船形開關(guān), k1. k2. k8. k9向右撥. 若正確連接則模塊上的電源指示燈 led1. led2. led3. led4亮. 2. 產(chǎn)生普通調(diào)幅波和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波.參考實(shí)驗(yàn)三步驟 2, 產(chǎn)生普通調(diào)幅波和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波. 調(diào)制信號(hào)從 ch1輸出, 正弦, 峰峰值 200mv, 頻率 1khz. 載波信號(hào)從 ch2 輸出, 正弦, 峰峰值 400mv, 頻率 1mhz. 3. 普通調(diào)幅波和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)連接 "幅度調(diào)制與解調(diào)模塊"的 tp1 與 tp8, 連接幅度調(diào)制與解調(diào)模塊的 tp3 與 tp7, 示波器探頭1