農(nóng)大金山電信高頻實驗

1、福建農(nóng)林大學金山學院息學院信息工程類實驗報告課程名稱：高頻電子線路姓 名：系：專 業(yè)：年 級：學 號：指導教師：職 稱：2015年 5月20日 實驗項目列表序號實驗項目名稱成績指導教師1實驗1 石英晶體振蕩器2實驗2 LC電容反饋式三點式振蕩器3實驗3 調(diào)諧放大器4實驗4 低電平振幅調(diào)制器567891011121314151617181920 福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 專業(yè)： 年級： 姓名： 學號： 實驗課程： 高頻電子線路 實驗室號： 實驗時間： 指導教師簽字： 成績： 實驗一 石英晶體振蕩器1實驗目的和要求1、了解晶體振蕩器的工作原理及特點。2、掌握晶體振蕩器的設

2、計方法及參考計算方法。2主要儀器設備 1、雙蹤示波器2、頻率計3、萬用表4、TPE-TXDZ通信電子電路實驗系統(tǒng)（I區(qū)LC與晶體振蕩器部分）3實驗原理由于石英晶體具有正、反壓電效應，因此可以做成諧振器使用。與一般諧振回路相比，石英晶體諧振器有以下特點：回路的標準性高，受外界影響??；接入系數(shù)<<1、Q=>>1。故而石英晶體諧振器的頻率穩(wěn)定度較高，可達10-4量級以上。晶體諧振器可以分為兩大類：并聯(lián)型晶體振蕩器和串聯(lián)型晶體振蕩器。在并聯(lián)型晶體振蕩器中，晶體起等效電感的作用；在串聯(lián)型晶體振蕩器中，晶體起選頻短路線的作用。1、 并聯(lián)型晶體諧振器：圖1所示為并聯(lián)型晶體振蕩器（皮爾

3、斯振蕩器）的交流等效電路圖，當振蕩頻率在晶體的串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率之間時晶體呈感性，滿足三點式振蕩器的組成原則，故可以振蕩。其振蕩頻率近似為晶體的標稱頻率，電路中與晶體串聯(lián)的小電容可減小晶體管與晶體之間的耦合作用，同時，調(diào)整該電容可以微調(diào)振蕩頻率。2、 串聯(lián)型晶體振蕩器圖2所示為串聯(lián)型晶體振蕩器的交流等效電路圖，晶體串聯(lián)在反饋之路中，當諧振頻率等于晶體的振蕩頻率時，晶體相當于短路，從而構(gòu)成反饋式振蕩器電路。 4實驗內(nèi)容與實驗步驟1、短接跳線端子S1000，S1001、S1003和S1004開路，S1002作適當連接。2、調(diào)整RP1001和RP1002，使輸出幅度最大且失真最小。3、比較S

4、1002在三種不同位置時的波形與幅值。4、測量頻率穩(wěn)定度：將S1002置于S1002-2的位置，使C1002-2（510pf）接入電路，電源接通5分鐘后在P1001處用頻率計測試頻率，以后每隔5分鐘測量一次，共測7次，記錄測試數(shù)據(jù)。計算相對頻率穩(wěn)定度：式中f0是標準頻率（10.7MHZ），f是實際測試頻率將實驗結(jié)果與LC振蕩器相比較。5實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)處理與分析6 實驗心得體會 （1）由三圖可知:負載變化對振蕩器工作頻率的影響是:幾乎沒有影響。負載變化對振蕩器輸出幅度的影響是：隨著負載阻抗的減小，輸出幅度略微減小。（2）比較負載變化對LC正弦波振蕩器和石英晶體振蕩器的不同影響負載變化對L

5、C正弦波振蕩器的影響比較明顯。而對石英晶體振蕩器的影響很小。這主要是由于石英晶體振蕩器的穩(wěn)定性很高。晶體振蕩器的振蕩頻率比LC振蕩器穩(wěn)定得多？因為（1）石英晶體諧振器具有很高的標準性。（2）石英晶體諧振器與有源器件的接入系數(shù) ，受外界不穩(wěn)定因素的影響少。（3）石英晶體諧振器具有非常高的Q值，維持振蕩頻率穩(wěn)定不變的能力極強。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 專業(yè)： 年級： 姓名： 學號： 實驗課程： 高頻電子線路 實驗室號： 實驗時間： 指導教師簽字： 成績： 實驗二 LC電容反饋式三點式振蕩器1實驗目的和要求1、熟悉電容三點式振蕩器（考畢茲電路）、改進型電容三點式振蕩器（克拉

6、潑電路及西勒電路）的電路特點、結(jié)構(gòu)及工作原理。2、掌握振蕩器靜態(tài)工作點調(diào)整方法。3、熟悉頻率計、示波器等儀器的使用方法。2主要儀器設備1、雙蹤示波器2、頻率計3、萬用表4、TPE-TXDZ通信電子電路實驗系統(tǒng)（I區(qū)實驗區(qū)域：LC與晶體振蕩器）3實驗原理振蕩器是一種在沒有外來信號的作用下，能自動地將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為一定波形的交叉振蕩能量的裝置。根據(jù)振蕩器的特性，可將振蕩器分為反饋式振蕩器和負阻式振蕩器兩大類，LC振蕩器屬于反饋式振蕩器。工作時它應滿足兩個條件：（1）相位條件：反饋信號必須與輸入信號同相，以保證電路是正反饋電路，即電路的總相移=K+F=n×360o。（2）振幅條件：反

7、饋信號的振幅應大于或等于輸入信號的振幅，即|AF|1，式中A為放大倍數(shù)，F(xiàn)為反饋系數(shù)。 當振蕩器接通電源后，電路中存在著各種電的擾動，它們就是振蕩器起振的初始激勵。經(jīng)過電路放大和正反饋的作用，它們的幅度會得到不斷地加強。同時，由于電路中LC諧振回路的選頻作用，只有等于其諧振頻率的電壓分量滿足振蕩條件，最終形成了單一頻率的振蕩信號。圖4-2給出了幾種振蕩電路的交流等效電路圖：4實驗內(nèi)容與實驗步驟1、實驗內(nèi)容：（1）分析電路結(jié)構(gòu)，正確連接電路，使電路分別構(gòu)成三種不同的振蕩電路。（2）研究反饋大小及工作點對考畢茲電路振蕩頻率、幅度及波形的影響。（3）研究克拉潑電路中電容C1003-1、C1001-2

8、、C1003-3對于振蕩頻率及幅度的影響。（4）研究西勒電路中電容C1004對振蕩頻率與幅度的影響。2、實驗方法：（1）考畢茲電路：a）利用跳線端子將實驗電路連接成考畢茲電路。 S1000開路 S1001開路 S1002按需要接入C1002的值 S1003接入C1003-4（1000P） S1004開路b）調(diào)整靜態(tài)工作點，使Ue分別為1V、1.5V、2V時，測量C1001=200pf、C1002=1000pf的幅度、頻率及波形。c）固定Ue=1V， C1001=200pf，改變C1002的值，測量幅度、頻率及波形。（2）克拉潑電路：a）利用跳線端子將實驗電路連接成克拉潑電路。 S1000開路

9、S1001開路 S1002接入C1002-3=1000pf S1003按需要接入C1003的值 S1004開路b）固定Ue=1.5V，測量C1001=200pf、C1002-3=1000pf，改變C1003的數(shù)值測量幅度、頻率及波形。（3）西勒電路：a）利用跳線端子將實驗電路連接成西勒電路。 S1000開路 S1001開路 S1002C1002-3（1000pf ） S1003C1003-2（62pf） S1004按需要接入C1004的值b）固定Ue=2V，測量C1001=200pf、C1002-3=1000pf，改變C1004的數(shù)值測量幅度、頻率及波形。 c）求出西勒電路的頻率覆蓋系數(shù)。5實

10、驗數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)處理與分析（1）考畢茲電路（2） 克拉潑電路（3） 西勒電路6 實驗心得體會（1）考畢茲電路：（2） 克拉潑電路：（3） 西勒電路：考畢茲振蕩器是標準的電容三點式振蕩器，就是用一個電感再加上兩個電容構(gòu)成振蕩回路。克拉波振蕩器和西勒振蕩器都是是電容三點式振蕩器的一種改進。在同類三點式振蕩器中，西勒電路的頻率穩(wěn)定度最高，振蕩頻率也最高，性能更好。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 專業(yè)： 年級： 姓名： 學號： 實驗課程： 高頻電子線路 實驗室號： 實驗時間： 指導教師簽字： 成績： 實驗三 調(diào)諧放大器1實驗目的和要求1、熟悉電子元器件和高頻電路試驗箱。2、熟悉

11、諧振回路的幅頻特性分析-通頻帶與選擇性。3、熟悉信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響，從而了解頻帶擴展。4、熟悉和了解放大器的動態(tài)范圍及其測試方法。2主要儀器設備1、雙蹤示波器2、掃描儀3、高頻信號發(fā)生器4、高頻毫伏表5、萬用表6、TPE-TXDZ實驗箱（實驗區(qū)域：I區(qū)單回路調(diào)諧放大器、雙回路調(diào)諧放大器）3實驗內(nèi)容與實驗步驟（一）單調(diào)諧回路諧振放大器：1、實驗電路見圖1-1 （1）按圖1-1所示連接電路，選擇RC=10K，RE=1K，不接入負載電阻R2014。 （2）接線后仔細檢查，確認無誤后接通電源。2、靜態(tài)測量： 測量各靜態(tài)工作點，計算并填表1.1填表1.1實測實測計算根據(jù)VCE判斷V是否工作

12、在放大區(qū)原因VBVEICVCE是否發(fā)射結(jié)正偏3.372.712.519.55YES集電結(jié)反偏 * VB，VE是三極管的基極和發(fā)射極對地電壓3、動態(tài)研究 （1）測放大器的動態(tài)范圍ViV0（在諧振點） 選R=10K，Re=1K。把高頻信號發(fā)生器接到電路輸入端，電路輸出端接高頻毫伏表，選擇正常放大區(qū)的輸入電壓Vi，調(diào)節(jié)頻率f使其為10.7MHz，調(diào)節(jié)CT7001使回路諧振，使輸出電壓幅度為最大。此時調(diào)節(jié)Vi由0.02伏變到0.8伏，逐點記錄V0電壓，并填入表1.2。Vi的各點測量值可根據(jù)各自實測情況來確定。填表1.2Vi0.020.8V0（V）Re=1KRe=500Re=2K （2）當Re分別為50

13、0,2K時，重復上述過程，將結(jié)果填入表1.2。在同一坐標紙上畫出Ic不同時的動態(tài)曲線，并進行比較和分析。4實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)處理與分析5 實驗心得體會通過本次調(diào)諧放大器實驗，首先學會了示波器和高頻信號發(fā)生器的使用，熟悉的電子元件和高頻電子實驗箱，以及按照電路圖在實驗板上連線擯棄能夠在示波器上調(diào)出正確波形。其次對面諧振回路的幅頻特性進行了分析，在實驗過程中可能因為一些設備原因不能調(diào)制出正確波形，我們一個保持耐心排查錯誤。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 專業(yè)： 年級： 姓名： 學號： 實驗課程： 高頻電子線路 實驗室號： 實驗時間： 指導教師簽字： 成績： 實驗四 低電平振

14、幅調(diào)制器（利用乘法器）1實驗目的和要求1、掌握用集成模擬乘法器實現(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)波與輸入信號的關系。 2、掌握測量調(diào)幅系數(shù)的方法。3、通過實驗中波形的變換，學會分析實驗現(xiàn)象。2主要儀器設備1、雙蹤示波器2、高頻信號發(fā)生器3、萬用表4、TPE-TXDZ通信電子電路實驗系統(tǒng)（E實驗區(qū)域：乘法器調(diào)幅電路）3實驗原理幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號周期相同，即振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比。通常稱高頻信號為載波信號，低頻信號為調(diào)制信號，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號的裝置。本實驗采用集成模擬乘法器1496來構(gòu)成調(diào)幅器。圖5-1為

15、1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動對由V1V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對的恒流源又組成一對差分電路，即V5V6，因此恒流源的控制電壓可正可負，以此實現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動放大器V5、V6的恒流源。進行調(diào)幅時，載波信號加在V1V4的輸入端，即引腳、之間；調(diào)制信號加在差動放大器V5、V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接1K電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍，已調(diào)制信號取自雙差動放大器的兩極電極（即引出腳、之間）輸出。用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖5-2所示，圖中RP5002用來調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡，RP5001用來調(diào)節(jié)

16、、腳之間的平衡，三極管V5001為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負載的能力。4實驗內(nèi)容與實驗步驟實驗電路圖見圖5-21、 直流調(diào)制特性的測量1） 載波輸入端平衡調(diào)節(jié)：在調(diào)制信號輸入端P5002加入峰值為200mv，頻率為1KHz的正弦信號，調(diào)節(jié)Rp5001電位器使輸出信號最小，然后去掉輸入信號。2） 在載波輸入端P5001加入峰值為20mv，頻率為100KHz的正弦信號，用萬用表測量A、B之間的電壓，用示波器觀察OUT輸出端的波形，以為步長，記錄由一端調(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)公式計算出系數(shù)K值。并填入表5.1。表5.1：Vab0.40.30.20.10-0.1-0.

17、2-0.30.4V0(P-P)0.3000.2300.1500.0750.0020.0740.1500.2280.310K7576.7757574757677.52.實現(xiàn)全載波調(diào)幅1） 調(diào)節(jié)使，載波信號仍為Vc(t)=10sin2×100×10³t（mv），將低頻信號Vs（t）=Vssin2×100×103t（mv）加至調(diào)制器輸入端P5002，畫出Vs=30mv和100mv時的調(diào)幅波形（標明峰峰值與谷谷值）并測出其調(diào)制度m。2） 調(diào)制信號Vs（t）不變，載波信號為Vc(t)=10sin2×100×10³t(mv)，

18、調(diào)節(jié)觀察輸出波形Vam(t)的變化情況，記錄m=30%和m=100%調(diào)幅波所對應的Vab值。3） 改載波信號Vc(t)=20sin2×10.7×106t(mv)，重復以上步驟。4） 載波信號Vc(t)不變，將調(diào)制信號改為方波，幅值為100mv，觀察記錄Vab=0V、0.1V、0.15V時的已調(diào)波。3.實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅1) 調(diào)使調(diào)制端平衡，并在載波信號輸入端IN1加Vc(t)=10sin2105t(mv)信號，調(diào)制信號端IN2不加信號，觀察并記錄輸出端波形。2) 載波輸入端不變，調(diào)制信號輸入端IN2加Vs(t)=100 sin2×10³t(mv)信號，觀察記錄波形，并標明峰峰值電壓。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) 所加載波信號和調(diào)制信號均不變，微調(diào)為某一個值，觀察記錄輸出波形。5) 在(4)的條件下，去掉載波信號，觀察并記錄輸出波形，并與調(diào)制信號比較。5 實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)處理與分析通過觀察波形，可以輕