通信電子線路實(shí)驗(yàn)

1、通 信 電 子 線 路實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書 2012-10實(shí) 驗(yàn) 要 求 1實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完成指定的預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)要求如下： (1)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析、掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行必要的估算。 (2)完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容。 (3)熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。 (4)復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中所用各儀器的使用方法及注意事項(xiàng)。 2使用儀器和學(xué)習(xí)機(jī)前必須了解其性能、操作方法及注意事項(xiàng)，在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。 3實(shí)驗(yàn)時(shí)接線要認(rèn)真，相互仔細(xì)檢查，確定無誤才能接通電源，初學(xué)或沒有把握應(yīng)經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后再接通電源。 4高頻電路實(shí)驗(yàn)注意： (1)除正負(fù)電外，地線也要使用導(dǎo)線進(jìn)行連接。 (2)由于高頻電路頻率較高

2、，分布參數(shù)及相互感應(yīng)的影響較大。所以在接線時(shí)連接線要盡可能短。接地點(diǎn)必須接觸良好。以減少干擾。 (3)做放大器實(shí)驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波，應(yīng)檢查工作點(diǎn)設(shè)置是否正確，或輸入信號(hào)是否過大。 5實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異?，F(xiàn)象（例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味）應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導(dǎo)教師同意再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6實(shí)驗(yàn)開始接線前應(yīng)先測(cè)量所需電源電壓是否準(zhǔn)確，無誤后，關(guān)斷電源再接線。需要改接線時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆、接線。任何時(shí)候，不同的電源之間，電源和地都不能短路，否則將燒毀供電電路。7實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象)

3、 。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)教師審閱簽字后再拆除實(shí)驗(yàn)線路。8實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源、拔出電源插頭，并將儀器、設(shè)備、工具、導(dǎo)線等按規(guī)定整理9實(shí)驗(yàn)后每個(gè)同學(xué)必須按要求獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告目 錄實(shí)驗(yàn)一 單調(diào)諧回路諧振放大器(實(shí)驗(yàn)板1) 實(shí)驗(yàn)二 丙類高頻功率放大器(實(shí)驗(yàn)板2) 實(shí)驗(yàn)三 低電平振幅調(diào)制器(實(shí)驗(yàn)板3) 實(shí)驗(yàn)四 集成電路(壓控振蕩器)構(gòu)成的頻率調(diào)制器(實(shí)驗(yàn)板5)實(shí)驗(yàn)五 晶體管混頻電路(實(shí)驗(yàn)板6)實(shí)驗(yàn)六 集成電路(鎖相環(huán))構(gòu)成的頻率解調(diào)器(實(shí)驗(yàn)板5)實(shí)驗(yàn)七 石英晶體振蕩器(實(shí)驗(yàn)板G1)實(shí)驗(yàn)八 LC電容反饋式三點(diǎn)式振蕩器(實(shí)驗(yàn)板G1) 實(shí)驗(yàn)一 單調(diào)諧回路諧振放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉電子元器件和高

4、頻電路實(shí)驗(yàn)箱。 2.熟悉諧振回路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性。 3.熟悉信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)諧振回路的影響，從而了解頻帶擴(kuò)展。 4.熟悉和了解放大器的動(dòng)態(tài)范圍及其測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1.雙蹤示波器 2.萬用表 3.高頻信號(hào)發(fā)生器 4.實(shí)驗(yàn)板G1三、預(yù)習(xí)要求 1.寫出R1，R2，Re的作用。 2.簡(jiǎn)述諧振放大器的電壓放大倍數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍、通頻帶及選擇性相互之間關(guān)系。 3.實(shí)驗(yàn)電路中, 若電感量 L=1h，回路總電容C=220pf (分 布電容包括在內(nèi)),計(jì)算回路中心頻率fo。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1.實(shí)驗(yàn)電路見圖1-1 圖1-1 單調(diào)諧回路諧振放大器原理圖 (1)按圖1-1所示連接電路 (注意

5、電源參考地也需要連接，其它實(shí)驗(yàn)同)。 (2)接線后仔細(xì)檢查，確認(rèn)無誤后接通電源。 2.靜態(tài)測(cè)量 實(shí)驗(yàn)電路中選R=10K，Re分別取1K，500，2K測(cè)量各靜態(tài)工作點(diǎn)，計(jì)算并填表1.1 表1.1Re實(shí) 測(cè)實(shí)測(cè)計(jì)算根據(jù)Vce判斷V是否工作在放大區(qū)原因Vc(V)Vb(V)Ve(V)Ic(mA)Vce(V)是否1K5002K * Vb，Vc，Ve是三極管的基極，集電極，發(fā)射極對(duì)地電壓。3.動(dòng)態(tài)研究(1)確定電路的諧振點(diǎn)選R=10K，Re=1K。把高頻信號(hào)發(fā)生器接到電路輸入端（IN），電路輸出端（OUT）接示波器，先將輸入頻率調(diào)到10.7MHz附近，Vin取300mv左右（不必太精確）。一邊觀察示波器的

6、波形，一邊慢慢調(diào)節(jié)輸入頻率，應(yīng)能在10.7MHz附近觀察到輸出波形的幅值為最大并且不失真，此時(shí)在高頻信號(hào)發(fā)生器上讀到的頻率，即為此電路的諧振點(diǎn)。（注意，如果測(cè)得的頻率與10.7MHz相差很大，應(yīng)告知實(shí)驗(yàn)老師作相應(yīng)調(diào)整） (2)測(cè)放大器的動(dòng)態(tài)范圍ViVo (在諧振點(diǎn))選R=10K，Re=1K。把高頻信號(hào)發(fā)生器接到電路輸入端，電路輸出端接示波器。a.確定電路的輸入電壓范圍。調(diào)節(jié)高頻信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)幅度旋鈕（LEVEL），從而改變Vin的值，選取Vin和Vout都不失真時(shí)，Vin能取到的最大值和最小值，填入表1.2。b.將高頻信號(hào)發(fā)生器輸出頻率設(shè)定為上一步測(cè)得的諧振點(diǎn)頻率，此時(shí)調(diào)節(jié)高頻信號(hào)發(fā)生器的信

7、號(hào)幅度旋鈕（LEVEL），使Vin在最大和最小值之間均勻變化，逐點(diǎn)記錄Vout電壓，并填入表1.2。表1.2Vin (mV)最小最大Vout(mV)Re=1kRe=500Re=2K(3)當(dāng)Re分別為500、2K時(shí)，重復(fù)步驟“b”，將結(jié)果填入表1.2。在同一坐標(biāo)紙上畫出IC不同時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍曲線，并進(jìn)行比較和分析。 (4)測(cè)量放大器的頻率特性 取回路電阻R=10K，Re=1K，將高頻信號(hào)發(fā)生器接至電路輸入端，在表1.2中選取中間位置的輸入電壓Vin，并保持不變，以0.2MHz為單位改變頻率f由中心頻率(諧振點(diǎn)頻率)向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)得在不同頻率f時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓Vout，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表1.3。

8、表1.3 計(jì)算f0=10.7MHz時(shí)的電壓放大倍數(shù)及回路的通頻帶和Q值。f(MHz)foVoutR=10KR= 2KR=470 (4)改變諧振回路電阻，即R分別為2K，470時(shí)，重復(fù)上述測(cè)試，并填入表1.3。比較通頻帶情況。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.畫出實(shí)驗(yàn)電路的直流和交流等效電路，計(jì)算直流工作點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果比較。（圖1-1中R1=15K，R2=6.2K）2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表1.3），畫出單調(diào)諧回路接不同回路電阻時(shí)的幅頻特性和通頻帶,整理并分析。3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)本放大器的動(dòng)態(tài)范圍（表1.2）及帶寬（表1.3）是多少，討論Ic對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響。動(dòng)態(tài)范圍定義：最大不失真輸出功率與靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)噪聲輸

9、出功率之比的對(duì)數(shù)值DR=10lg（PoutmaxPoutmin）或：DR=20lg（VoutmaxVoutmin） （Re = 1K） 帶寬：實(shí)驗(yàn)二 丙類高頻功率放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)于高頻功率放大器工作原理的理解。2研究丙類諧振高頻放大器的負(fù)載特性，觀察三種狀態(tài)的脈沖電流波形。3了解基極偏置電壓、集電極電壓、激勵(lì)電壓的變化對(duì)于工作狀態(tài)的影響。二、電路簡(jiǎn)介 圖4 高頻功放（調(diào)幅）及發(fā)射電路原理圖 圖1丙類高頻功率放大器原理圖 1圖中，V3為推動(dòng)級(jí)，為末級(jí)功放電路提供足夠的激勵(lì)電壓。V4構(gòu)成丙類諧振放大電路。為了能較好的演示功放電路的負(fù)載特性，較為方便的觀察脈沖電流，本電路采用了獨(dú)

10、立的偏置電路，由RP2、R15、R14構(gòu)成的分壓器對(duì)-12V進(jìn)行分壓，為功放級(jí)提供適當(dāng)?shù)呢?fù)偏壓，確保工作在丙類狀態(tài)。RL為負(fù)載電阻，在負(fù)載電阻和功放電路集電極之間采用變壓器電路，以完成負(fù)載和集電極之間阻抗變換。在功放輸出級(jí)電路中設(shè)置了三個(gè)跳線短路端子J2、J3和J4。J3可完成+12V電源和+69V可調(diào)電源之間的轉(zhuǎn)換，以觀察集電極調(diào)制特性以及完成調(diào)幅電路的實(shí)驗(yàn)。J2是為了觀察負(fù)載特性而設(shè)置的，當(dāng)J2斷開時(shí)，在R16上可直接觀察到脈沖電流波形，從而可較為直觀的觀察到負(fù)載特性，便于加深對(duì)于諧振功率放大電路的理解。而J2短接時(shí)，可得到稍大一些的輸出電壓。J4是為了在集電極回路中加入低頻調(diào)制信號(hào)而設(shè)置

11、的。 2高頻功放電路的調(diào)諧與調(diào)整原則 理論分析表明，當(dāng)諧振功率放大器集電極回路對(duì)于信號(hào)頻率處于諧振狀態(tài)時(shí)（此時(shí)集電極負(fù)載為純電阻狀態(tài)），集電極直流電流IC0為最小，回路電壓UL最大，且同時(shí)發(fā)生。然而，由于晶體管在高頻工作狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部電容Cbc的反饋?zhàn)饔妹黠@，上述IC0最小、回路電壓UL最大的現(xiàn)象不會(huì)同時(shí)發(fā)生。因此，本實(shí)驗(yàn)電路，不單純采用監(jiān)視IC0的方法，而采用同時(shí)監(jiān)視脈沖電流iC的方法調(diào)諧電路。由理論分析可知，當(dāng)諧振放大器工作在欠壓狀態(tài)時(shí)，iC是尖頂脈沖，工作在過壓狀態(tài)時(shí)，iC是凹頂脈沖，而當(dāng)處于臨界狀態(tài)下工作時(shí)，iC是一平頂或微凹陷的脈沖。這也正是高頻諧振功率放大器的設(shè)計(jì)原則，即在最佳負(fù)載條

12、件下，使功率放大器工作于臨界狀態(tài)，以獲取最大的輸出功率和較大工作效率。本電路的最佳負(fù)載為75。因此調(diào)試時(shí)也應(yīng)以此負(fù)載為調(diào)試基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1雙蹤示波器 2萬用表 3實(shí)驗(yàn)板G2四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟高頻功放電路實(shí)驗(yàn)1按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路板所需電源（±12V，地）。2功放級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整A用短路環(huán)將J3的1、2端和J4的2、4端短路，以使+12V電源直接提供給功放輸出級(jí)的集電極回路。( 注意：此時(shí)一定要使J5或J1保持開路狀態(tài)，否則，靜態(tài)工作點(diǎn)將受到本振電壓的影響。) B用萬用表測(cè)試V4的基極電壓。調(diào)整RP2，使V4B=-0.3V左右。3調(diào)整載波振蕩源（兩種方式任選其一）方式1：內(nèi)載波

13、方式。接通J5，以給載波振蕩電路加電。J1仍保持開路狀態(tài)，然后在測(cè)試點(diǎn)M1處接入示波器，以觀察振蕩波形。調(diào)整Rp1，使載波振蕩源輸出UO=1V左右。方式2：外載波方式。不接J5。用高頻信號(hào)發(fā)生器輸出6.5MHz的正弦波，Uo如果達(dá)不到1V(p-p)，則用其最大值，然后將其加到P1端子。4 推動(dòng)級(jí)的調(diào)整用短路環(huán)短接J1。在M2端用示波器觀察推動(dòng)級(jí)的輸出波形，由于功放級(jí)輸入端阻抗元件的影響，波形為一失真的正弦波，此時(shí)不必做很多調(diào)整工作，只要證實(shí)推動(dòng)級(jí)已經(jīng)工作即可。5脈沖電流及放大特性的觀察（1保持前面的電路連接不變，將J2的短路環(huán)取下，使C16開路。 將負(fù)載電阻接至75。（2）將示波器1通道測(cè)試探

14、頭連接至V4的發(fā)射極電阻上（即J2的1端）,用以監(jiān)測(cè)脈沖電流。將示波器2通道測(cè)試探頭連接至測(cè)試點(diǎn)M3處，用以監(jiān)測(cè)功放級(jí)的輸出波形。A.負(fù)載特性的觀察1.仔細(xì)調(diào)整CT4，使輸出回路諧振，且實(shí)現(xiàn)負(fù)載到集電極間的阻抗轉(zhuǎn)換。觀察M3處的波形，應(yīng)能得到失真最小的正弦波形。同時(shí)觀察V4的發(fā)射極（取樣）電阻上的波形，是否得到了一個(gè)臨界狀態(tài)的脈沖電流波形（略有凹陷的波形）。若未能觀察到臨界狀態(tài)的脈沖電流，則需要仔細(xì)調(diào)整CT2、CT3，使功放級(jí)的輸入達(dá)到較好的匹配狀態(tài)，必要時(shí)還需適當(dāng)?shù)卣{(diào)整載波信號(hào)源的輸出幅度。正常情況下，在 M3處觀察到的輸出波形幅度應(yīng)不低于9.4V。2.保持信號(hào)源頻率和幅度不變，將負(fù)載分別接

15、至120和39，應(yīng)能觀察到過壓和欠壓狀態(tài)的脈沖電流形狀。若不能，則電路還需做細(xì)心調(diào)整，直至在保持信號(hào)源頻率和幅度不變得情況下，隨著負(fù)載的改變可出現(xiàn)過壓、臨界、和欠壓的三種狀態(tài)的脈沖電流波形。三種狀態(tài)的脈沖電流波形大致如圖所示。RL=120 RL=75 RL=39圖5 不同負(fù)載下的脈沖電流波形 上述脈沖波形，描繪了放大器的負(fù)載特性，即隨著Rc的增大，Ic隨之減小。放大狀態(tài)由欠壓狀態(tài)向過壓狀態(tài)過渡。 3.當(dāng)觀察到負(fù)載特性后，記錄三種負(fù)載條件下的負(fù)載上獲得的輸出電壓UL(P-P)，電源提供給功放管集電極的電壓UC，為了避免電壓表輸入阻抗對(duì)于輸出回路的影響，測(cè)量UC應(yīng)當(dāng)在J4的2端測(cè)試。測(cè)試三種狀態(tài)下

16、的集電極直流電流：采用測(cè)量發(fā)射極（取樣）電阻上的壓降再換算成電流的方法。換算方法：IC0=VE/RE(已知RE=1)。最后將測(cè)試結(jié)果填入表中。 表1 高頻功放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表RL（）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果ICO(A)VL(P-P)(V)VC(V)PS(mW)PL(mW)(%)3975120 B.集電極調(diào)制特性的觀察 將負(fù)載置于39檔，輸入信號(hào)電壓及Eb保持不變，用短路環(huán)將J3的2、3端短接，用69V可調(diào)電源給功放管的集電極供電。調(diào)整RP3,觀察發(fā)射極脈沖電流波形的變化，這些變化描述了丙類功放電路的集電極調(diào)制特性，即隨著Vcc增大，脈沖電流將會(huì)由過壓狀態(tài)向臨界再向欠壓狀態(tài)變化。EC=10V EC=6V

17、圖7 EC不同時(shí)的脈沖電流波形（RL=39） C.基極調(diào)制特性的觀察 將負(fù)載置于75，電源電壓Vcc=12V，輸入信號(hào)幅度保持不變，調(diào)整RP2，仔細(xì)觀察脈沖電流的形狀與幅值的變化，它描述了諧振功率放大器的基極調(diào)制特性。 D.放大特性的觀察 保持Vcc、Eb、RL不變，改變輸入電壓的幅值，可以看出隨著信號(hào)幅度由小到大變化，脈沖電流將由欠壓狀態(tài)向臨界狀態(tài)再向過壓狀態(tài)變化的現(xiàn)象。調(diào)幅實(shí)驗(yàn)1按照實(shí)驗(yàn)步驟（一）的要求調(diào)整好高頻功放電路，使其在12V電源條件下，負(fù)載電阻為75時(shí)，工作在臨界狀態(tài)下。2將J3的短路環(huán)跳接在2、3端，接通69V可調(diào)電源，調(diào)整RP3，使電源電壓為6V。3用短路環(huán)將J4的1、2端和

18、3、4端分別短接，使低頻調(diào)制信號(hào)（f=2KHz，實(shí)驗(yàn)箱自帶）加至V輸入端，在輸出端M3處觀察輸出波形，逐漸加大V的幅度可得到調(diào)幅度近似等于1的調(diào)幅波形。4將電源電壓調(diào)整為9V，將低頻調(diào)制信號(hào)調(diào)整為4.2VP-P左右，由于音頻變壓器的變壓比大約為1.41，所以實(shí)際加至集電極回路的音頻電壓為6VP-P（Um=3V），用包絡(luò)法測(cè)量調(diào)幅度，并與計(jì)算值進(jìn)行比較。5測(cè)量電參數(shù)變化對(duì)調(diào)幅度ma的影響。A保持音頻調(diào)制頻率=2KHz，測(cè)出maU曲線。B保持調(diào)制電壓Um=3V不變，測(cè)出ma曲線。五、問題思考1若諧振放大器工作在過壓狀態(tài)，為了使其工作在臨界狀態(tài)，可以改變哪些因素？六、附錄1效率的計(jì)算與計(jì)算公式說明

19、利用下面提供的公式和前述表中的測(cè)試結(jié)果計(jì)算三種負(fù)載條件下的效率，并將結(jié)果填入表中。 電源提供給功放級(jí)的總功率：PS=ICO×VD 負(fù)載上得到的功率： PL=VOP-P28RL 功率放大級(jí)的總效率： = PLPS 本電路的總效率一般可達(dá)到65%左右，實(shí)際上集電極效率可達(dá)80%左右。實(shí)驗(yàn)三 低電平振幅調(diào)制器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅和抑制載波雙邊帶調(diào)幅的方法與過程，并研究已調(diào)波與二輸入信號(hào)的關(guān)系。 2.掌握測(cè)量調(diào)幅系數(shù)的方法。 3.通過實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。二、預(yù)習(xí)要求1.認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指示書，了解實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)電路中用MC1496乘法器調(diào)

20、制的工作原理，并分析計(jì)算各引出腳的直流電壓。 2.簡(jiǎn)述全載波調(diào)幅及抑制載波調(diào)幅信號(hào)特點(diǎn)，并畫出其頻譜圖。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1.雙蹤示波器。2.高頻信號(hào)發(fā)生器。 3.萬用表。 4.實(shí)驗(yàn)板G3。四、實(shí)驗(yàn)電路說明 幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號(hào)的 圖1 MC1496芯片內(nèi)部電路圖 控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號(hào)周期相同。即振幅變 化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。通常稱高頻信號(hào)為載波信號(hào)，低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬乘法器MC1496來構(gòu)成調(diào)幅器，圖1為MC1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動(dòng)對(duì)由V1-V4組成，以

21、反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一對(duì)差分電路，即V5與V6，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動(dòng)放大器V5、V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在V1-V4的輸入端，即引腳的、之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接1K電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，已調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極(即引出腳、之間)輸出。用MC1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖2所示，圖中RP1用來調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡，RP2用來調(diào)節(jié)、腳之間的平衡，三極管V為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負(fù)載的能力。 圖2 MC1496構(gòu)成的調(diào)幅器 （8）

22、五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 實(shí)驗(yàn)電路見圖2 1.直流調(diào)制特性的測(cè)量 (1)調(diào)RP2電位器使載波輸入端平衡：在調(diào)制信號(hào)輸入端IN2加峰值為100mv，頻率為1KHz的正弦信號(hào)（使用實(shí)驗(yàn)箱提供的信號(hào)發(fā)生器，位置在實(shí)驗(yàn)箱的左上角），調(diào)節(jié)Rp2電位器使輸出端信號(hào)最小，然后去掉輸入信號(hào)。 (2)在載波輸入端IN1加峰值VC為10mv，頻率為100KHz的正弦信號(hào)（使用信號(hào)發(fā)生器），用萬用表測(cè)量A、B之間的電壓VAB，用示波器觀察OUT輸出端的波形，以VAB=0.1V為步長(zhǎng)，記錄RP1由一端調(diào)至另一端的輸出波形及其峰值電壓，注意觀察相位變化，根據(jù)公式 VO=KVABVC(t) 計(jì)算出系數(shù)K值。并填入表1。表1VA

23、BVO（P-P）K 2.實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅(1)調(diào)節(jié)RP1使VAB=0.1V，載波信號(hào)仍為VC(t)=10sin2×105t(mV)，將低頻信號(hào)Vs(t)=VSsin2×103t(mV)加至調(diào)制器輸入端IN2，畫出VS=30mV和100mV時(shí)的調(diào)幅波形(標(biāo)明峰一峰值與谷一谷值)并測(cè)出其調(diào)制度m。(2)加大示波器掃描速率，觀察并記錄m=100%和m100%兩種調(diào)幅波在零點(diǎn)附近的波形情況。(3)載波信號(hào)VC(t)不變，將調(diào)制信號(hào)改為VS(t)=100sin2×103t(mV)調(diào)節(jié)RP1觀 察輸出波形VAM(t)的變化情況，記錄m=30%和m=100%調(diào)幅波所對(duì)應(yīng)的VAB值

24、。(4)載波信號(hào)VC(t)不變，將調(diào)制信號(hào)改為方波，幅值為100mV，觀察記錄VAB=0V、0.1V、0.15V時(shí)的已調(diào)波。 3.實(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅(1)調(diào)RP1使調(diào)制端平衡，并在載波信號(hào)輸入端IN1加VC(t)=10Sin2×105t(mV) 信號(hào)，調(diào)制信號(hào)端IN2不加信號(hào)，觀察并記錄輸出端波形。(2)載波輸入端不變，調(diào)制信號(hào)輸入端IN2加VS(t)=100sin2×103t(mV) 信號(hào)， 觀察記錄波形，并標(biāo)明峰一峰值電壓。(3)加大示波器掃描速率，觀察記錄已調(diào)波在零點(diǎn)附近波形，比較它與m=100%調(diào)幅波的區(qū)別。 (4)所加載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)均不變，微調(diào)RP2為某一個(gè)值，

25、觀察記錄輸出波形。 (5)在(4)的條件下，去掉載波信號(hào)，觀察并記錄輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用坐標(biāo)紙畫出直流調(diào)制特性曲線。 2.畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m=30%、m=100%、m100%的調(diào)幅波形，在圖上標(biāo)明峰一峰值電壓。 3.畫出當(dāng)改變VAB時(shí)能得到幾種調(diào)幅波形，分析其原因。 4.畫出100%調(diào)幅波形及抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形，比較二者的區(qū)別。5.畫出實(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅時(shí)改變RP2后的輸出波形，分析其現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)四 集成電路(壓控振蕩器)構(gòu)成的頻率調(diào)制器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解用壓控振蕩器構(gòu)成頻率調(diào)制的原理 2.掌握集成電路頻率調(diào)制器的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求 1.查閱

26、有關(guān)集成電路壓控振蕩器資料。 2.認(rèn)真閱讀指導(dǎo)書，了解LM566(VCO的單片集成電路)的內(nèi)部電路及原理。 3.搞清LM566外接元件的作用。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1.雙蹤示波器 2.頻率計(jì)3.萬用表4.電容表 5.實(shí)驗(yàn)板G5四、實(shí)驗(yàn)電路說明 圖1 LM566(VCO)的框圖及管腳排列圖1為 LM566型單片集成VCO的框圖及管腳排列。 圖1中幅度鑒別器，其正向觸發(fā)電平定義為VSP，反向觸發(fā)電平定義為VSM，當(dāng)電容C充電使其電壓V7(LM566管腳對(duì)地的電壓)上升至VSP,此時(shí)幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，從而使內(nèi)部的控制電壓形成電路的輸出電壓,該電壓V0為高電平；當(dāng)電容C放電時(shí)，其電壓V7下降，

27、降至VSM時(shí)幅度鑒別器再次翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平從而使V0也變?yōu)榈碗娖?，用V0的高、低電平控制S1和S2兩開關(guān)的閉合與斷開。V0為低電平時(shí)S1閉合，S2斷開，這時(shí)I6=I7=0,I0全部給電容C充電，使V7上升，由于I0為恒流源，V7線性斜升，升至VSP時(shí)V0跳變?yōu)楦唠娖?，V0高電平時(shí)控制S2閉合，S1斷開，恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0，由于電流轉(zhuǎn)發(fā)器的特性，B支路電流I7應(yīng)等于I6，所以I7=I0，該電流由C放電電流提供，因此V7線性斜降，V7降至VSM時(shí)V0跳變?yōu)榈碗娖?如此周而復(fù)始循環(huán)下去，I7及V0波形如圖2。 LM566輸出的方波及三角波的載波頻率(或稱中心頻率)可用外加電阻R

28、和外加電容C來確定。 其中: R 為時(shí)基電阻 C 為時(shí)基電容 V8 是LM566管腳至地的電壓 V5 是LM566管腳至地的電壓圖2五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 實(shí)驗(yàn)電路見圖3 （10） 圖3 LM566構(gòu)成的調(diào)頻器 圖4 輸入信號(hào)電路 1.觀察R、C1對(duì)頻率的影響(其中R=R3+RP1)。按圖接線，將C1接入LM566管腳，RP2及C2接至 LM566管腳；接通電源(±5V)。調(diào)Rp2使V5=3.5V，將頻率計(jì)接至LM566管腳，改變RP1觀察方波輸出信號(hào)頻率，記錄當(dāng)R為最大和最小值時(shí)的輸出頻率。當(dāng)R分別為Rmax和Rmin及C1=2200時(shí)，計(jì)算這二種情況下的頻率（V8=4.3V,V5=-

29、4.3V下同），并與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較。用雙蹤示波器觀察并記錄R=Rmin時(shí)方波及三角波的輸出波形。 2.觀察輸入電壓對(duì)輸出頻率的影響 (1)直流電壓控制：先調(diào)RP1至最大，然后改變RP2調(diào)整輸入電壓，測(cè)當(dāng)V5在2.2V4.2V變化時(shí)輸出頻率f的變化，V5按0.2V遞增。將測(cè)得的結(jié)果填入表1。表1V5(V)2.22.42.62.833.23.43.63.844.2f(MHz) (2)用交流電壓控制：仍將R設(shè)置為最大，斷開腳所接C2、RP2，將圖4(即:輸入信號(hào)電路)的輸出OUT接至圖3中LM566的腳 (a).將函數(shù)發(fā)生器的正弦波調(diào)制信號(hào)em (輸入的調(diào)制信號(hào))置為f=5KHz、VP-P=1V

30、，然后接至圖4電路的IN端。用雙蹤示波器同時(shí)觀察輸入信號(hào)em和LM566管腳的調(diào)頻(FM)方波輸出信號(hào)，觀察并記錄當(dāng)輸入信號(hào)幅度VP-P和頻率fm有微小變化時(shí)，輸出波形如何變化。注意：輸入信號(hào)em的VP-P不要大于1.3V。 注意:為了更好的用示波器觀察頻率隨電壓的變化情況,可適當(dāng)微調(diào)調(diào)制信號(hào)的頻率,即可達(dá)到理想的觀察效果。 (b).調(diào)制信號(hào)改用方波信號(hào)em，使其頻率fm=1KHz，VP-P=1V，用雙蹤示波器觀察并記錄em和LM566管腳的調(diào)頻(FM)方波輸出信號(hào)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.闡述LM566(VCO的單片集成電路)的調(diào)頻原理。 2.整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出波形圖，說明調(diào)頻概念。 3.根據(jù)

31、實(shí)驗(yàn)，說明接在LM566管腳上R的作用，計(jì)算當(dāng)R最大、最小時(shí)LM566的頻率，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)五 晶體管混頻電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解調(diào)幅接收機(jī)的工作原理及組成 2加深對(duì)混頻概念的認(rèn)識(shí)。二、預(yù)習(xí)要求1 簡(jiǎn)述為什么要對(duì)已調(diào)載波信號(hào)進(jìn)行變頻處理。2參照?qǐng)D2，簡(jiǎn)要說明晶體管V1至V4組成的各級(jí)電路的作用。三、實(shí)驗(yàn)原理 混頻電路是超外差接收機(jī)的重要組成部分，它的作用是將載頻為fC的已調(diào)信號(hào)uS(t)不失真地變換成載頻為fI 的已調(diào)信號(hào)uI(t)（固定中頻），其電路框圖如圖1所示。它是將輸入調(diào)幅信號(hào)uS(t)與本振信號(hào)（高頻等幅信號(hào)）uL(t) 同時(shí)加到變頻器，經(jīng)頻率變換后通過濾波器，輸出中頻調(diào)

32、幅信號(hào)uI (t)，uI (t) 與uS(t) 載波振幅的包絡(luò)形狀完全相同，唯一的差別是信號(hào)載波頻率fC變換成中頻頻率fI ?；祛l器有很多種，在高質(zhì)量的通信接收機(jī)中常采用二極管環(huán)形混頻器和雙差分對(duì)混頻器，而在一般的廣播接收中則通常采用晶體管混頻器。本實(shí)驗(yàn)電路采用的是晶體三極管混頻電路，本振信號(hào)由晶體振蕩器產(chǎn)生，其頻率為6.5MHz，混頻后成生的中頻信號(hào)頻率為465KHz。完整的電路中還包括包絡(luò)檢波電路，可以觀察到變頻后的包絡(luò)和檢波后還原的低頻信號(hào)波形。實(shí)驗(yàn)電路圖見圖2。圖1 混頻電路框圖 圖2混頻電路電路圖 三實(shí)驗(yàn)儀表設(shè)備 1雙蹤示波器 2萬用表 3高頻信號(hào)發(fā)生器 4實(shí)驗(yàn)板(G7) 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

33、及步驟 1晶體本機(jī)震蕩電路的調(diào)整 按圖連接好+12V電源。將J3的1、2端斷開，暫時(shí)不要使本振信號(hào)接入混頻電路。 用示波器在TP3處觀察波形，其最大不失真波形應(yīng)接近6V，最小振蕩電壓大約為0.5V左右。 調(diào)整Rp3，使輸出電壓為1.4V左右待用。 2接收回路的調(diào)整 方法一： 將信號(hào)發(fā)生器和示波器探頭同時(shí)接到TP1，按照實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)步驟3（1）確定輸入回路的諧振頻率，判斷條件見圖3，應(yīng)該在6.5MHz左右，如果相差太多，應(yīng)告知實(shí)驗(yàn)老師作相應(yīng)調(diào)整。 6.5MHz 圖3 輸入回路諧振條件方法二：參照下面實(shí)驗(yàn)步驟3（2）。3中放電路及混頻電路的調(diào)整（1）用RP1、RP2電位器調(diào)整晶體管V1和V2的工作點(diǎn)

34、，使V1e為0.6V，V2e為1V。 （2）將高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)設(shè)定為諧振頻率，峰峰值為60mV的等幅信號(hào)（或根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），將fS 從TP1端輸入，同時(shí)短接J1，J3接1-2， J2接1-2，使本振信號(hào)加至混頻管的發(fā)射極。仔細(xì)調(diào)整晶體管V1和V2的工作點(diǎn)，在TP4端會(huì)得到一465KHz的中頻電壓，其幅值大約為2V，此步驟有時(shí)需調(diào)整本機(jī)振蕩的輸出電壓的幅度（如果觀察不到，應(yīng)該在6.5MHz左右調(diào)整fs，直到觀察到所需的波形。）。（3）將高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)調(diào)整為調(diào)幅波，頻率設(shè)定為諧振頻率，設(shè)定為內(nèi)調(diào)制信號(hào)方式，調(diào)整調(diào)制度大約在30%（調(diào)整高頻信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制深度旋鈕）。在TP4端

35、可以得到頻率為465KHz的包絡(luò)信號(hào)，此時(shí)可能會(huì)發(fā)生限幅現(xiàn)象，只要仔細(xì)調(diào)整RP1、RP2電位器，就會(huì)得到比較理想的包絡(luò)信號(hào)，在TP5端觀察可得到解調(diào)后的低頻信號(hào)（J2接2-3，幅值大約為200mVp-p）。測(cè)定高頻信號(hào)發(fā)生器提供的調(diào)制信號(hào)的頻率。（4）（選作）分別調(diào)整RP1、RP2、Rp3，觀察TP5端信號(hào)的變化情況，并作適當(dāng)分析。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1整理測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果，畫出波形圖。2分析如果輸入信號(hào)fs的頻率為7.430MHz時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果？實(shí)驗(yàn)六 集成電路(鎖相環(huán))構(gòu)成的頻率解調(diào)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解用鎖相環(huán)構(gòu)成調(diào)頻波的解調(diào)原理。 2.學(xué)習(xí)掌握集成電路頻率調(diào)制器/解調(diào)器系統(tǒng)的工作原

36、理。二、基本原理 1.查閱有關(guān)鎖相環(huán)的資料，簡(jiǎn)述工作原理。 2.弄清鎖相環(huán)集成電路與外部元器件之間的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1.雙蹤示波器 2.頻率計(jì)3.萬用表 4.實(shí)驗(yàn)板G5四、實(shí)驗(yàn)電路說明圖1 LM565(PLL)的框圖及管腳排列圖1為 LM565(PLL單片集成電路) 的框圖及管腳排列,鎖相環(huán)內(nèi)部電路由相位鑒別器、壓控振蕩器、放大器三部分構(gòu)成，相位鑒別器由模擬乘法器構(gòu)成，它有二組輸入信號(hào)，一組為外部管腳、輸入信號(hào)e1，其頻率為f1；另一組為內(nèi)部壓控振蕩器產(chǎn)生信號(hào)e2，經(jīng)腳輸出，接至腳送到相位鑒別器，其頻率為f2，當(dāng)f1和f2差別很小時(shí)，可用頻率差代表兩信號(hào)之間的相位差，即f1-f2的值使相

37、位鑒別器輸出一直流電壓， 該電壓經(jīng) 腳送至 VCO的輸入端，控制VCO, 使其輸出信號(hào)頻率f2發(fā)生變化,這一過程不斷進(jìn)行，直至f2=f1為止，這時(shí)稱為鎖相環(huán)鎖定。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 實(shí)驗(yàn)電路見圖2圖2 LM565(PLL)構(gòu)成的頻率解調(diào)器1.正弦波解調(diào)器調(diào)RP使其中VCO的輸出頻率f0(A點(diǎn)：即腳)為50KHz。先按實(shí)驗(yàn)四的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2(1)的要求獲得調(diào)頻方波輸出信號(hào)(腳),要求輸入的正弦調(diào)制信號(hào)em為: VP-P=0.8V，f=1KHz,然后將其接至LM565鎖相環(huán)的IN輸入端，調(diào)節(jié)LM566的RP1(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))使R最小，用雙蹤示波器觀察并記錄LM566的輸入調(diào)制信號(hào)em和LM565“B”點(diǎn)

38、的解調(diào)輸出信號(hào)。 2.相移鍵控解調(diào)器：用峰一峰值VP-P=0.8V,fm=1KHz的正弦波做調(diào)制信號(hào)送給調(diào)制器LM566，分別觀察調(diào)制器LM566的調(diào)制信號(hào)和比較器LM311的輸出信號(hào)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.整理全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、波形及曲線。 2.分析用集成電路(LM566、LM565)構(gòu)成的調(diào)頻器和解調(diào)器在聯(lián)機(jī)過程中遇到的問題及解決方法。實(shí)驗(yàn)七 石英晶體振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解晶體振蕩器的工作原理及特點(diǎn)。 2.掌握晶體振蕩器的設(shè)計(jì)方法及參數(shù)計(jì)算方法。二、預(yù)習(xí)要求1.查閱晶體振蕩器的有關(guān)資料。闡明為什么用石英晶體作為振蕩回路元件就能使 振蕩器的頻率穩(wěn)定度大大提高。2.試畫出并聯(lián)諧振型晶體振蕩器

39、和串聯(lián)諧振型晶體振蕩器的實(shí)際電路，并闡述兩者 在電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方面的區(qū)別。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1.雙蹤示波器2.頻率計(jì)3.萬用表。4.實(shí)驗(yàn)板G1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 圖7-1 晶體振蕩器原理圖 實(shí)驗(yàn)電路見圖7-1 1.測(cè)振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)，調(diào)圖中RP，測(cè)得IEmin及IEmax。 2.測(cè)量當(dāng)工作點(diǎn)在上述范圍時(shí)的振蕩頻率及輸出電壓。3.負(fù)載不同時(shí)對(duì)頻率的影響，RL分別取110K，10K，1K，測(cè)出電路振蕩頻率，填入表7.1，并與LC振蕩器比較。 RL f 表7.1R110K10K1Kf(MHz)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.畫出實(shí)驗(yàn)電路的交流等效電路。 2.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3.比較晶體振蕩器與LC振蕩器帶負(fù)載能力的差異，并分析原因。 4.你如何肯定電路工作在晶體的頻率上。5.根據(jù)電路給出的LC參數(shù)計(jì)算回路中心頻率,闡述本電路的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)八 LC電容反饋式三點(diǎn)式振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握LC三點(diǎn)式振蕩電路的基本原理，掌握LC電容反饋式三點(diǎn)振蕩電路設(shè)計(jì)及電參數(shù)計(jì)算。2.掌握振蕩回路Q值對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響。 3.掌握振蕩器反饋系數(shù)不