大學物理實驗高頻實驗資料

1、高頻電子線路實驗1實驗一 集成功率放大器一、實驗目的1、熟悉集成功率放大器的工作條件和相關參數。二、實驗內容1、觀察集成功率放大器的輸出波形； 2、測量集成功率放大器的電壓增益。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器 四、實驗原理集成功率放大器的實驗原理圖如圖11所示。圖11 集成功率放大器實驗原理圖本實驗的輸入信號由正弦波振蕩器模塊提供。由于石英晶體振蕩器的輸出中不可避免地存在多次諧波分量，故在集成功率放大器的輸入端口前加了一個10.7MHz的陶瓷濾波器FL1，以濾除輸入信號中的諧波成分，避免輸出信號波形失真。 五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好高

2、頻功率放大器模塊，開關K1、K5、K6向左撥，主板GND接模塊GND，主板5V接模塊5V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側的船形開關，K5向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED2亮。2、輸入信號參考實驗一實驗步驟2（3），用正弦波振蕩器模塊產生10.7MHz，峰峰值約500mV的正弦信號，將此信號輸入到高頻功率放大器模塊的TP6。3、觀察集成功率放大器的輸出并測量功放的電壓增益用示波器在TP7處觀察，記錄集成功放輸入信號Vi的峰峰值Vip-p。用示波器在TT3處觀察輸出信號Vo的波形，記錄Vo的峰峰值Vop-p，計算功放的電壓放大倍數AV，填表11。表11Vip-p（V）Vop-p（

3、V）AV六、實驗報告1、按步驟實驗并完成表11。2、分析實驗結果。實驗二 RC振蕩器一、實驗目的1、掌握文氏電橋振蕩電路的原理；2、掌握文氏電橋振蕩電路振蕩頻率的計算方法。二、實驗內容1、調試文氏電橋振蕩電路；2、測量并記錄振蕩波形的相關參數。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理RC振蕩器由放大器和RC網絡組成，根據RC網絡的不同，可將RC振蕩器分為相移振蕩器和文氏電橋振蕩器兩大類。其中，文氏電橋振蕩器廣泛用于產生幾Hz到幾百KHz頻段范圍的振蕩器。圖21為文氏電橋振蕩器的實驗原理圖。 圖21 文氏電橋振蕩器的實驗原理圖R27、C25、R28、C

4、26組成RC選頻網絡同時兼作正反饋支路，R25、R26、R29、D3、D2構成負反饋及穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。當R27= R28R，C25C26C時（本實驗R27= R2812K, C25C260.01uF），電路的振蕩頻率為： (21)設二極管D2、D3的正向導通電阻為，當R26（R29|）=時，電路起振的振幅條件為 （22）運放U1A組成放大器，振蕩信號從TP6和TT2處輸出，通過W3調節(jié)輸出信號的幅度。由于D2、D3正向電阻非線性特性不可能完全一致，所以振蕩波形會有正負半周不對稱的失真。本實驗產生的信號僅用于一般原理性驗證實驗，因此對輸出波形的失真未做處理。五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好

5、正弦波振蕩器模塊，開關K1、K9、K10、K11、K12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，打開實驗箱右側的船形開關，K9、K10向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED2、LED3亮。2、觀察、測量振蕩輸出波形及其相關參數用示波器在TT2處測量，調節(jié)電位器W3，觀察TT2處波形的幅度變化及失真情況，記錄TT2處波形的最大峰峰Vmp-p及頻率f0，填表2-1。表21f0（KHz）Vmp-p（V）理論計算值實測值最大值六、實驗報告1、按步驟實驗并完成表21。2、討論RC振蕩器穩(wěn)幅的方法。實驗三 模擬乘法器調幅（AM、DSB、S

6、SB）一、實驗目的1、掌握AM、DSB和SSB調制的原理與性質；2、掌握模擬乘法器的工作原理及其調整方法。二、實驗內容1、產生并觀察AM、DSB、SSB的波形； 2、觀察AM、DSB、SSB波的頻譜（選做）；3、觀察DSB波和過調幅時的反相現象。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理實驗原理圖如圖31所示。圖31 模擬乘法器調幅實驗原理圖調制信號從TP2輸入，載波從TP1輸入。合理設置調制信號與載波信號的幅度以及乘法器的靜態(tài)偏置電壓（調節(jié)W1），可在TT1處觀察普通調幅波（AM）和抑制載波雙邊帶調幅波（DSB）。FL1為10.7MHz的陶瓷濾波器，

7、它的作用是對TT1處調幅波進行濾波，得到抑制載波單邊帶調幅波（SSB）。為兼容檢波電路的濾波網絡，在進行調制與檢波實驗時，調制信號的頻率選擇為1KHz左右，載波信號的頻率選擇為10.7MHz。為了便于觀察各種調幅波的頻譜和DSB波的相位突變現象，調制信號的頻率選擇為500KHz，載波信號的頻率選擇為11.2MHz。本實驗所產生的普通調幅波和抑制載波雙邊帶調幅波，是實驗四同步檢波的輸入信號。五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好幅度調制與解調模塊，開關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

8、開實驗箱右側的船形開關，K1、K2向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1、LED2亮。2、產生并觀察AM波和DSB波（1）輸入調制信號V本步驟的調制信號可由正弦波振蕩器模塊的RC振蕩器提供，也可由低頻信號源提供。若調制信號由正弦波振蕩器模塊的RC振蕩器提供參考實驗十，用RC振蕩器產生1.2KHz左右的正弦波調制信號V，調節(jié)正弦波振蕩器模塊的W3，使V的峰峰值Vp-p約為700mV。連接正弦波振蕩器模塊的TP6和幅度調制與解調模塊的TP2。若調制信號由低頻信號源提供參考低頻信號源的使用方法，用低頻信號源產生頻率為1KHz，峰峰值約700mV的正弦波調制信號V。連接信號源的Vout與幅度

9、調制與解調模塊的TP2。（2）輸入載波信號Vi本步驟載波信號由正弦波振蕩器模塊提供。參考實驗一實驗步驟2（3），產生10.7MHz的載波信號。將此信號輸入到幅度調制與解調模塊的TP1。調節(jié)載波信號的幅度，使TP1處信號的峰峰值約為500mV。（3）產生并觀察AM波、DSB波用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)幅度調制與解調模塊的W1，使TT1處出現如圖172所示的波形，即產生AM波。圖32 普通調幅波（AM波）用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)幅度調制與解調模塊的W1，使TT1出現如圖33所示的波形，即產生DSB波。圖33 抑制載波雙邊帶調幅波（DSB

10、波）用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)幅度調制與解調模塊的W1或增大調制信號的幅度，使TT1出現如圖34所示的波形，即產生過調幅波形。圖34 過調幅的波形說明1：由于載波頻率和調制信號的頻率相差很大，DSB波和過調情況下調幅波的反相現象不明顯。若要觀察反相現象可在實驗步驟4中進行。說明2：觀察AM波和DSB波波形時建議使用模擬示波器，若使用數字示波器，請選擇存儲空間足夠大的數字示波器。3、觀察AM波、DSB波、SSB波的頻譜（選做）為了便于觀察各種調幅波的頻譜、DSB波和過調情況下的反相現象，調制信號的頻率選擇為500KHz，載波信號的頻率選擇為11.2MHz，則AM波享

11、有的頻率分量分別為10.7MHz、11.2MHz、11.9MHz，DSB波享有的頻率分量分別為10.7MHz和11.9MHz。SSB是由DSB波經過10.7MHz的陶瓷濾波器濾波得到的，故SSB波享有的頻率分量為10.7MHz（下邊帶）。（1）輸入調制信號V參考低頻信號源的使用方法，用低頻信號源產生500KHz的正弦波調制信號V，峰峰值Vp-p約700mV，輸入到幅度調制與解調模塊的TP2。（2）輸入載波信號Vi載波信號Vi由正弦波振蕩器模塊的LC振蕩電路提供。若載波由正弦波振蕩器模塊的LC振蕩電路提供，操作步驟如下：在主板上正確插好正弦波振蕩器模塊，開關K1、K9、K10、K11、K12向左

12、撥，K2、K3、K4、K6、K8向下撥，K5、K7向上撥。主板GND接該模塊GND，主板12V接該模塊12V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側的船形開關，K1向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。用示波器在該模塊的TP4處觀察，調節(jié)該模塊的T2，使TP4處信號的頻率為11.2MHz。連接該模塊的TP4與幅度調制與解調模塊的TP1。若載波由高頻信號源提供，參考高頻信號源的使用方法，產生11.2MHz的載波信號，將此信號輸入到幅度調制與解調模塊的TP1。（3）觀察各種調幅波的頻譜觀察AM波的頻譜用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至TT1

13、處出現如圖172所示的波形為止，即產生AM波。然后用頻譜分析儀在TT1處觀察AM波的頻譜，調節(jié)調制信號的幅度，觀察各頻率分量的變化情況。畫出AM波的頻譜圖。觀察DSB波的頻譜用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至TT1處出現如圖33所示的波形為止，即產生DSB波。然后用頻譜分析儀在TT1處觀察DSB波的頻譜，再適當調節(jié)W1或調制信號的幅度使載波頻率分量的幅度最小。畫出DSB波的頻譜圖。用模擬示波器在幅度調制與解調模塊的TT1處觀察，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至TT1處出現如圖33所示的波形為止，即產生DSB波。然后用頻譜分析儀在TT2處觀察SS

14、B波的頻譜，再適當調節(jié)W1或調制信號的幅度使載波頻率分量和上邊帶頻率分量的幅度最小。畫出SSB波的頻譜圖。說明1：由于MC1496內部參數不可能完全對稱，致使輸出出現漏信號，因此實際DSB波的頻譜或多或少的存在載波頻率成分，當載波頻率成分小于50dB時，可認為達到了DSB調幅的效果。同時，由于陶瓷濾波器的濾波特性并不是非常的陡峭，所以實際SSB的頻譜也或多或少的存在載波頻率成分和另一邊帶頻率成分，當載波頻率成分和另一邊帶頻率成分小于50dB時，可認為達到了SSB調幅的效果。說明2：由于載波中多次諧波成分的影響，調幅波的頻譜中會有相應諧波的頻率分量以及以多次諧波為載波進行調幅的相關頻率分量。說明

15、3：若要取出上邊帶，可使載波頻率為10.2MHz，調制信號為500KHz，則上邊帶頻率為10.7MHz，通過FL1取出。4、觀察DSB波和過調制情況下的反相現象（1）用低頻信號源產生500KHz的正弦波信號，峰峰值約700mV，輸入到幅度調制與解調模塊的TP2。載波信號頻率為10.7MHz，由正弦波振蕩器模塊產生，參考實驗一實驗步驟2（3），產生10.7MHz的載波，將此信號輸入到TP1。（2）用模擬示波器在TT1處觀察，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至出現圖33所示的波形為止，即產生DSB波。觀察調幅波幅度為0的瞬間，載波相位的變化情況。畫出DSB波的波形。（3）用模擬示波器在TT1處觀察

16、，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至出現圖34所示的波形為止，即過調制的情況。觀察調幅波幅度為0的瞬間，載波相位的變化情況。畫出過調時的波形。5、觀察SSB波的波形（1）用低頻信號源產生500KHz的正弦波信號，峰峰值約700mV，輸入到幅度調制與解調模塊的TP2。參考本實驗步驟3、（2）產生11.2MHz的載波信號，輸入到幅度調制與解調模塊的TP1。（2）用模擬示波器在TT1處觀察，適當調節(jié)W1或調制信號的幅度，直至出現圖33所示的波形為止，即產生DSB波。（3）參考實驗一實驗步驟2搭建單級單調諧放大器，操作步驟如下：在主板上正確插好小信號放大器模塊，開關K1、K2、K3、K5向左撥，主板G

17、ND接該模塊GND，主板12V接該模塊12V。TP9接地，TP8接TP10。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側的船形開關，K5向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED4亮。該模塊TP5接地，用萬用表測該模塊三極管Q2發(fā)射極對地的直流電壓，調節(jié)W3使此電壓為5V。然后去掉TP5與地的連線。（4）連接幅度調制與解調模塊的TP4與小信號放大器模塊的TP5，用示波器在小信號放大器模塊的TT2處觀察經放大的SSB波波形。適當調節(jié)幅度調制與解調模塊的W1、調制信號的幅度以及小信號放大器模塊的T2，使SSB波波形最大不失真，畫出SSB波的波形。說明1：經放大的SSB波為等幅波，頻率為10.7MHz。六

18、、實驗報告1、按步實驗并畫出各種調幅波的波形圖。2、討論SSB調制時，減小載波頻率與調制信號頻率差別的好處。實驗四 同步檢波一、實驗目的1、掌握同步檢波的原理；2、掌握用模擬乘法器實現同步檢波的方法。二、實驗內容完成普通調幅波和抑制載波雙邊帶調幅波的解調。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理實驗原理圖如圖41所示。圖41 同步檢波實驗原理圖同步載波信號從TP7輸入，調幅波從TP8輸入，解調信號從TT4輸出。運放LF353對解調信號進行放大，R34和C20組成低通濾波器，改善解調輸出信號的失真。本實驗所使用的調幅波由實驗三提供，調制信號頻率1KHz

19、左右，載波信號頻率為10.7MHz。五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好幅度調制與解調模塊，開關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，打開實驗箱右側的船形開關，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、產生普通調幅波和抑制載波雙邊帶調幅波參考實驗三步驟2，產生普通調幅波和抑制載波雙邊帶調幅波。調制信號峰峰值約500mV，頻率約1KHz。載波信號峰峰值約400mV，頻率10.7MHz。3、普通調幅波和抑制載波雙邊帶調幅波的解調

20、連接幅度調制與解調模塊的TP3與TP8，連接幅度調制與解調模塊的TP1與TP7，用示波器在TT4處觀察，調節(jié)W2，使TT4處波形最大不失真，畫出TT4處信號的波形，觀察TT4信號的頻率是否與調制信號頻率相同。六、實驗報告畫出幅度調制與解調整個過程的原理框圖。實驗五 乘法器混頻一、實驗目的1、掌握乘法器混頻的工作原理；2、了解混頻器組合頻率的測試方法。二、實驗內容1、觀察中頻信號；2、觀察乘法器混頻輸出信號的頻譜（選做）。 三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理乘法器混頻實驗的原理圖如圖151所示。圖51 乘法器混頻實驗原理圖本振信號和射頻信號分別從

21、TP5和TP6輸入，混頻器的輸出經過455KHz的陶瓷濾波器FL1濾除其它組合頻率，再經過中放（由Q1組成）放大后輸出，可在TT1處觀察輸出信號?；祛l器模塊上共有4個混頻電路，它們共用1個中頻放大電路（由Q1等組成），通過改變開關K5、K6、K7的撥動方向，可選擇由哪路混頻電路的輸出進入中放。開關K7向下撥、K5向右撥（K6向上向下撥均可）時，選擇乘法器混頻電路的輸出進入中放。五、實驗步驟1、產生射頻信號和本振信號在主板上正確插好正弦波振蕩器模塊，參考實驗九和實驗十一，用石英晶體振蕩器產生10.7MHz的射頻信號，用集成電路振蕩器產生10.245MHz的本振信號。操作步驟如下：（1）K1、K9

22、、K10、K11、K12向左撥，K2、K3、K5、K7、K8向下撥，K4、K6向上撥。主板GND接模塊GND，主板12V接模塊12V，主板5V接模塊5V，主板5V接模塊5V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側的船形開關，K1、K11、K12向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1、LED4、LED5亮。（2）射頻信號（10.7MHz）從TP5處輸出，調節(jié)W2可改變射頻信號的幅度。（3）本振信號（10.245MHz）從TP7處輸出，調節(jié)W4可改變本振信號的幅度，調節(jié)CC2使本振信號頻率為10.245MHz。若TP7處無信號輸出，則調節(jié)CC2使電路起振；若TP7處信號波形上下不對稱，則調節(jié)

23、T1來改善；若無論怎樣調節(jié)W4，TP7處信號的最大峰峰值仍達不到1.5V，則調節(jié)T1來改善。2、連接混頻實驗電路在主板上正確插好混頻器模塊，該模塊開關K1、K2、K3、K4向左撥，K7向下撥、K5向右撥（K6向上向下撥均可）。主板GND接該模塊GND，主板12V接該模塊12V，主板12V接該模塊12V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側的船形開關。K2、K3向右撥。若正確連接，則該模塊上的電源指示燈LED2、LED3亮。3、輸入本振信號和射頻信號（1）調節(jié)正弦波振蕩器模塊的W2，使該模塊TP5處10.7MHz信號的峰峰值為350mV左右。連接正弦波振蕩器模塊的TP5與混頻器模塊的TP6。（2）

24、調節(jié)正弦波振蕩器模塊的W4，使該模塊TP7處10.245MHz信號的峰峰值為500mV左右。連接正弦波振蕩器模塊的TP7與混頻器模塊的TP5。4、觀察中頻信號用示波器在混頻器模塊的TT1處觀察中頻信號的頻率是否為10.7MHz10.245MHz455KHz。5、觀察混頻器輸出信號的頻譜（選做）用頻譜分析儀在混頻器模塊C12處的軍品插座處測量輸出信號的頻譜。記錄此頻譜分布圖。說明1：本實驗使用了兩個模塊，測量信號時，示波器探頭的接地線應接在該信號所在的模塊上，以便使觀察到的波形更好。說明2：當10.245MHz本振信號和10.7MHz射頻信號都接入到混頻器時，由于本振信號、射頻信號和中頻信號之間

25、并不是完全隔離的，所以，這三路信號之間可通過電路中的元器件、公共電源和地等相互影響。這種影響表現為混頻器輸入端本振信號和射頻信號的抖動，可通過適當調節(jié)本振信號和射頻信號的幅度來改善。六、實驗報告按步實驗并得出中頻信號頻率與本振信號頻率、射頻信號頻率的關系。實驗六 二極管峰值包絡檢波一、實驗目的1、掌握二極管峰值包絡檢波的原理；2、掌握負峰切割失真和對角線失真的發(fā)生條件及改善方法。二、實驗內容1、觀察檢波輸出波形；2、觀察檢波器的負峰切割失真和對角線失真。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理實驗原理圖如圖61所示。圖61 二極管峰值包絡檢波器實驗原

26、理圖調幅波從TP5處輸入（本實驗的調幅波由集電極調幅電路提供），檢波器的直流負載電阻(R1為電阻R16、R17的組合電阻)，檢波器的交流負載電阻 (R2為電阻R18、R19、R20的組合電阻)。C9和檢波器的負載電阻組成RC低通濾波器，一方面作為檢波器的負載，在其兩端輸出調制信號電壓，另一方面起載頻濾波作用。電容C8的作用是提高檢波器的高頻濾波能力。五、實驗步驟1、連接實驗線路在主板上正確插好幅度調制與解調模塊，主板GND接模塊GND。2、產生調幅波參考實驗十六（集電極調幅），用集電極調幅電路產生調幅波，載波峰峰值約500mV，頻率10.7MHz；調制信號峰峰值約5V，頻率1KHz左右。3、輸

27、入調幅波將實驗步驟2中產生的調幅波輸入到幅度調制與解調模塊的TP5。4、觀察解調輸出信號用示波器在幅度調制與解調模塊的TT3處觀察以下三種情況時檢波器的輸出波形。 （1）K3、K6向上撥，K4、K 5、K7向下撥，觀察不失真檢波輸出波形。（2）K4、K6向上撥，K3、K5、K7向下撥，觀察“對角線切割失真”現象，若現象不明顯可加大調制信號幅度或適當改變各開關的撥動方向。（3）K3、K7向上撥、K4、K5、K6向下撥，觀察“負峰切割失真”現象，若現象不明顯可加大調制信號的幅度或適當改變各開關的撥動方向。說明：實驗中給出的開關K3、K4、K5、K6、K7的撥動方式為參考撥動方式，若對角線切割失真和

28、負峰切割失真現象不明顯可適當改變的K3、K4、K5、K6、K7的撥動方向，以獲得最佳實驗效果。六、實驗報告1、按步實驗并畫出解調信號的波形形狀，分析解調輸出情況。2、討論輸出波形失真的發(fā)生條件和改善方法。 實驗七 直接調頻一、實驗目的1、掌握直接調頻的原理；2、掌握直接調頻電路的設計方法。二、實驗內容1、觀察調頻波的正弦?guī)В?、觀察調制信號幅度對調頻波頻偏的影響。三、實驗儀器高頻電子線路實驗箱、示波器、調試工具、數字萬用表、信號發(fā)生器四、實驗原理在某些實際情況下，為了滿足中心頻率穩(wěn)定度較高的要求，有時采用石英晶體振蕩器直接調頻電路。但由于晶體的串聯諧振頻率和并聯諧振頻率靠的很近，因而調頻的頻偏很小。為了擴大頻偏，可在石英晶體支路中串聯電感線圈，但同時使振蕩頻率的穩(wěn)定度下降。直接調頻的實驗原理圖如圖71所示。圖71 直接調頻實驗原理圖五、實驗步驟1、連接實驗電路在模塊上正確插好角度調制模塊，開關K1、K2、K3、K5向左撥，主板GND接