高頻電子線路

1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（華科）通信與電子工程學(xué)院信息與通信實(shí)驗(yàn)中心2007年9月實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握小信號(hào)調(diào)諧放大器的基本工作原理；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。3掌握高頻小信號(hào)放大器動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1調(diào)測(cè)小信號(hào)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。2觀察放大器輸出波形與諧振回路的關(guān)系。3觀察放大器的動(dòng)態(tài)范圍。4調(diào)測(cè)放大器的幅頻特性。三、基本原理：圖1-1 高頻小信號(hào)放大器小信號(hào)諧振放大器是通信機(jī)接收端的前端電路，主要用于高頻小信號(hào)或微弱信號(hào)的線性放大。其實(shí)驗(yàn)單元電路如圖1-1所示。該電路由晶體管VT7、選頻回路CP2二部分組成。它不僅對(duì)高

2、頻小信號(hào)放大，而且還有一定的選頻作用。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號(hào)的頻率fs10MHz。R67、R68和射極電阻決定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。撥碼開關(guān)S7改變回路并聯(lián)電阻，即改變回路Q值，從而改變放大器的增益和通頻帶。撥碼開關(guān)S8改變射極電阻，從而改變放大器的增益。四、實(shí)驗(yàn)步驟 單調(diào)諧回路諧振放大器單元電路實(shí)驗(yàn)： 熟悉實(shí)驗(yàn)板電路和各元件的作用，正確接通實(shí)驗(yàn)箱電源。 1靜態(tài)測(cè)量將開關(guān)S8的2，3，4分別置于“ON”，開關(guān)S7全部置于斷開狀態(tài)，測(cè)量對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)量電流時(shí)應(yīng)將短路插座J27斷開，用直流電流表接在J27C.DL兩端，記錄對(duì)應(yīng)Ic值，計(jì)算并填入表1.1。將S8“1”置于“ON”，調(diào)節(jié)電位器VR15，

3、觀察電流變化。表1.1實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)據(jù)Vce判斷V是否作在放大區(qū)S8開關(guān)置于ON號(hào)ReVbVeIcVce是否450031K22K*Vb，Ve是三極管的基極和發(fā)射極對(duì)地電壓。 2動(dòng)態(tài)測(cè)試（1）將10MHZ高頻小信號(hào)（<70mV）輸入到“高頻小信號(hào)放大”模塊中J30（XXH.IN）。（2）將示波接入到該模塊中J31（XXH.OUT）。（3）J27處短路塊C.DL連到下橫線處，撥碼開關(guān)S8必須有一個(gè)撥向ON，示波器上可觀察到已放大的高頻信號(hào)。（4）改變S8開關(guān)，可觀察增益變化，若S8“1”撥向“ON”則可調(diào)整電位器VR15，增益可連續(xù)變化。（5）將S8其中一個(gè)置于“ON”，改變輸出回路中周或半可

4、變電容使增益最大，即保證回路諧振。（6）將撥碼開關(guān)S7逐個(gè)撥向“ON”，可觀察增益變化，該開關(guān)是改變并聯(lián)在諧振回路上的電阻，即改變回路Q值。使S7開關(guān)處于斷開，S8中“3”撥向“ON”，改變輸入信號(hào)，并將對(duì)應(yīng)值填入表1.2中。Vi的值可根據(jù)各自實(shí)測(cè)情況確定。表1.2輸入信號(hào)Vi (v)0.050.070.10.20.030.040.15輸出信號(hào)Vo(V)S84Re=500S83Re=1kS82Re=2k增益（db） 當(dāng)Re分別為500、2K時(shí)，重復(fù)上述過程，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（此時(shí)也可在J27兩端測(cè)Ic值）。 3用掃頻儀調(diào)回路諧振曲

5、線。 將掃頻儀射頻輸出端送入電路輸入端，電路輸出接至掃頻儀檢波器輸入端。觀察回路諧振曲線（掃頻儀輸出衰減檔位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇適當(dāng)?shù)奈恢茫?，調(diào)回路電容CT4使回路諧振。 4測(cè)量放大器的頻率特性當(dāng)回路電阻R10K時(shí)（S7的2撥向ON），并且S8“4”撥向“ON”，選擇正常放大區(qū)的輸入電壓Vi，將高頻信號(hào)發(fā)生器輸出端接至電路輸入端， 調(diào)節(jié)頻率f使其為10MHz，調(diào)節(jié)CT4使回路諧振，使輸出電壓幅度為最大，此時(shí)的回路諧振頻率fo10MHz為中心頻率，然后保持輸入電壓Vi不變，改變頻率f由中心頻率向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)的偏離范圍可根據(jù)各自實(shí)測(cè)的情況來確定。 表1.3F(MHz)7899.39.61010

6、310.6111213VoS7=2R=10K S7=3R=2K S7=4R=470S7=1開路計(jì)算fo10MHz時(shí)的電壓放大倍數(shù)及回路的通頻帶和Q值。改變諧振回路電阻，撥動(dòng)S7使R分別為2K，470，開路時(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寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2畫出實(shí)驗(yàn)電路的交流等效電路。 3計(jì)算直流工作點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果比較。 4整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析說明回路并聯(lián)電阻對(duì)Q值的影響。5畫出諧振回路電阻R為不同值時(shí)的幅頻特性。6寫明實(shí)驗(yàn)所用儀器、設(shè)備及名稱、型號(hào)六、實(shí)驗(yàn)儀器1 高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái) 2 雙蹤示波器 1臺(tái)3 萬(wàn)用表 1塊 4 掃頻儀 （可選） 1臺(tái)實(shí)驗(yàn)二 三點(diǎn)

7、式正弦波振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1掌握三端式振蕩電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設(shè)計(jì)及電路參數(shù)計(jì)算。 2通過實(shí)驗(yàn)掌握晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)大小、負(fù)載變化對(duì)起振和振蕩幅度的影響。 3研究外界條件（負(fù)載變化）對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。 4比較LC振蕩器和晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。 2進(jìn)行LC振蕩器波段工作研究。 3研究LC振蕩器中靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋系數(shù)以及負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。 4測(cè)試LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度。三、基本原理本實(shí)驗(yàn)中正弦波振蕩器包含工作頻率為10MHz左右的電容反饋LC三端振蕩器和一個(gè)10MHz的晶體振蕩器，其電路圖如圖21所示。由撥碼開關(guān)

8、S2決定是LC振蕩器還是晶體振蕩器（1撥向ON為L(zhǎng)C振蕩器，4撥向ON為晶體振蕩器） LC振蕩器交流等效電路如圖22所示。 由交流等效電路圖可知該電路為電容反饋LC三端式振蕩器，其反饋系數(shù)F（C11CT3）/CAP，CAP可變?yōu)镃7、C14、C23、C19其中一個(gè)。其中Cj為變?nèi)荻O管2CC1B，根據(jù)所加靜態(tài)電壓對(duì)應(yīng)其靜態(tài)電容。 若將S2撥向“1”通，則以晶體JT代替電感L，此即為晶體振蕩器。 圖2-1中電位器VR2調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。撥碼開關(guān)S4改變反饋電容的大小。S3改變負(fù)載電阻的大小。VR1調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管的靜態(tài)偏置。圖2-1 正弦波振蕩電路圖2-2 正弦波振蕩電路的交流等效電路四、實(shí)驗(yàn)步驟

9、1根據(jù)圖21在實(shí)驗(yàn)板上找到振蕩器位置并熟悉各元件及作用。 2LC振蕩器波段工作研究 將S2置于“1”O(jiān)N，S4置于“3”O(jiān)N，S3全斷開。調(diào)節(jié)VR1使變?nèi)荻O管負(fù)端到地電壓為2V，通過調(diào)節(jié)VR2改變靜態(tài)工作點(diǎn)和調(diào)節(jié)VR5改變輸出幅度大小使J6（ZD.OUT）輸出最大不失真正弦信號(hào)，改變可變電容CT1和CT3，測(cè)其幅頻特性，描繪幅頻曲線（用頻率計(jì)和高頻電壓表在J6處測(cè)試）。 3LC振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋系數(shù)以及負(fù)載對(duì)振蕩幅度的影響。 1）將S2置于1，S4置于3，S3開路，改變上偏置電位器VR2，記下Ieo填入表21中，用示波器測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)的振蕩幅度Vp-p（峰峰值）填于表中。（IeoVe/Re）

10、記下停振時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)電流。Ieo（mA）Vo（v）將4置于2、4重復(fù)以上步驟。2）S2置于1，S4中1，2，3，4分別置于“ON”從而改變反饋電容大小，計(jì)算反饋系數(shù)，并用示波器記下振蕩幅度與開始起振以及停振時(shí)的反饋電容值。反饋電容S44 100PS43 360PS42 560PS41 5000P反饋系數(shù)振蕩幅度Vpp3)S2置于1，S4置于2，S3中1，2，3，4分別置于“ON”從而改變負(fù)載電阻大小，記下振蕩幅度及停振時(shí)的負(fù)載電阻。（選做）負(fù)載電阻空載S3410KS331KS32500S31100振蕩幅度VppS2置于4ON（晶體振蕩器）重復(fù)以上各項(xiàng)填于表中。 4LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度與晶體

11、振蕩器頻率穩(wěn)定度的研究與比較。 將S2分別置于1或4，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行比較。（負(fù)載變化引起的頻率漂移） S2置于1或4，S3波段開關(guān)順次由14撥動(dòng)，測(cè)量S2開關(guān)在LC振蕩器及晶體振蕩器的頻率，比較所得結(jié)果。負(fù)載電阻1005001K10K空載頻率LC振蕩器晶體振蕩器五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1）用表格形式列出實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，繪出實(shí)驗(yàn)曲線，并用所學(xué)理論加以分析解釋。 2）分析靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋系數(shù)F對(duì)振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響，并用所學(xué)理論加以分析。3）根據(jù)實(shí)測(cè)寫出LC振蕩器的工作頻率范圍，并分析LC振蕩器和晶體振蕩器兩種不同振蕩器的頻率穩(wěn)定度。六、 實(shí)驗(yàn)儀器1. 高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2. 雙蹤示波器 1臺(tái)

12、實(shí)驗(yàn)三 振幅調(diào)制器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅和抑止載波雙邊帶調(diào)幅的方法。2研究已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)及載波信號(hào)的關(guān)系。 3掌握調(diào)幅系數(shù)測(cè)量與計(jì)算的方法。 4通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比全載波調(diào)幅和抑止載波雙邊帶調(diào)幅的波形。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1調(diào)測(cè)模擬乘法器MC1496正常工作時(shí)的靜態(tài)值。 2實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅，改變調(diào)幅度，觀察波形變化并計(jì)算調(diào)幅度。 3實(shí)現(xiàn)抑止載波的雙邊帶調(diào)幅波。三、基本原理 幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡(luò)）受調(diào)制信號(hào)的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)。本實(shí)驗(yàn)中載波是由晶體振蕩產(chǎn)生的10MHZ高頻信號(hào)。1K

13、HZ的低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。振幅調(diào)制器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。 在本實(shí)驗(yàn)中采用集成模擬乘法器MC1496來完成調(diào)幅作用，圖3-1為1496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V1V4組成，以反極性方式相連接，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與V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在V1V4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電位器，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

14、出腳、之間）輸出。圖3-1 MC1496內(nèi)部電路圖 用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖32（a）所示，圖中VR8用來調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡，VR7用來調(diào)節(jié)腳的偏置。器件采用雙電源供電方式（12V，9V），電阻R29、R30、R31、R32、R52為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)。圖3-2 MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制電路四、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)測(cè)：使調(diào)制信號(hào)V=0,載波Vc=0(短路塊J11、J17開路)，調(diào)節(jié)VR7、VR8使各引腳偏置電壓接近下列參考值： V8V10V1 V4V6 V12V2V3V5 5.62V 5.62V 0V 0V 10.38V

15、10.38V -0.76V -0.76V 7.16VR39、R46與電位器VR8組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變VR8可以使乘法器實(shí)現(xiàn)抑止載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制。 2抑止載波振幅調(diào)制：J12端輸入載波信號(hào)Vc(t),其頻率fc=10MHz,峰峰值UCPP100300mV。J16端輸入調(diào)制信號(hào)V(t),其頻率f1KHz，先使峰峰值UPP0，調(diào)節(jié)VR8，使輸出VO=0(此時(shí)U4U1)，再逐漸增加UPP，則輸出信號(hào)VO（t）的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)如圖33(a)所示的抑止載波的調(diào)幅信號(hào)。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱，致使輸出出現(xiàn)漏信號(hào)。腳和分別接電阻R43和R49可以較好地抑止載波漏信號(hào)和改善溫度

16、性能。 3全載波振幅調(diào)制，J12端輸入載波信號(hào)Vc(t) , fc=10MHz, UCPP100300mV，調(diào)節(jié)平衡電位器VR8，使輸出信號(hào)VO（t）中有載波輸出（此時(shí)U1與U4不相等）。再?gòu)腏16端輸入調(diào)制信號(hào)，其f1KHz，當(dāng)UPP由零逐漸增大時(shí)，則輸出信號(hào)VO（t）的幅度發(fā)生變化，最后出現(xiàn)如圖33（b）所示的有載波調(diào)幅信號(hào)的波形，記下AM波對(duì)應(yīng)Ummax和Ummin，并計(jì)算調(diào)幅度m。 4加大V，觀察波形變化，畫出過調(diào)制波形并記下對(duì)應(yīng)的V、VC值進(jìn)行分析。附：調(diào)制信號(hào)V可以用外加信號(hào)源，也可直接采用實(shí)驗(yàn)箱上的低頻信號(hào)源。將示波器接入J22處，（此時(shí)J17短路塊應(yīng)斷開）調(diào)節(jié)電位器VR3，使其

17、輸出1KHz信號(hào)不失真信號(hào)，改變VR9可以改變輸出信號(hào)幅度的大小。將短路塊J17短接，示波器接入J19處，調(diào)節(jié)VR9改變輸入V的大小。 圖3-3（a） 抑制載波調(diào)幅波形 圖3-3（b） 普通調(diào)幅波波形五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出實(shí)測(cè)MC1496各引腳的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。 2畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m30、m100、m > 100% 的調(diào)幅波形,分析過調(diào)幅的原因。 3畫出當(dāng)改變VR8時(shí)能得到幾種調(diào)幅波形，分析其原因。 4畫出100調(diào)幅波形及抑止載波雙邊帶調(diào)幅波形，比較兩者區(qū)別。六、實(shí)驗(yàn)儀器1. 高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2. 雙蹤示波器 1臺(tái)3. 萬(wàn)用表 1塊實(shí)驗(yàn)四 超外差中波調(diào)幅接收機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 在

18、模塊實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握調(diào)幅接收機(jī)組成原理，建立調(diào)幅系統(tǒng)概念。2. 掌握調(diào)幅接收機(jī)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1完成調(diào)幅發(fā)射機(jī)整機(jī)聯(lián)調(diào) 2完成調(diào)幅接收機(jī)整機(jī)聯(lián)調(diào)3進(jìn)行調(diào)幅發(fā)送與接收系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。（注：可直接做第三項(xiàng)）三、實(shí)驗(yàn)電路說明（Jnn在板上的排列秩序均為從左到右，從上到下排列。） 該調(diào)幅實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成原理框圖如圖4-1（a）（b）所示，圖（a）為調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成模塊，圖（b）為接收機(jī)組成模塊。各模塊位置參見布局分布圖。發(fā)射部分由低頻信號(hào)發(fā)生器、載波振蕩、幅度調(diào)制、前置放大、功率放大器五部分電路組成，若將短路塊J4、J5、J10、J11、J17連通，J15連通TF則組成調(diào)幅發(fā)

19、射機(jī)。接收機(jī)由高頻小信號(hào)放大器、晶體管混頻器、平衡混頻器、二次混頻、中放、包絡(luò)檢波器、16.455MHZ本振振蕩電路、低放等八部分組成。將短路塊J33、J34連通，J29連通J.H.IN，J42連通J.B.IN，開關(guān)S9撥向右端，組成晶體管混頻調(diào)幅接收機(jī)，若將短路塊J48、J49連通，J33、J34斷開，J29連通P.H.IN其他同上，則組成平衡混頻調(diào)幅接收機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)步驟略。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 說明調(diào)幅接收機(jī)組成原理2. 根據(jù)調(diào)幅接收機(jī)組成框圖測(cè)出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的實(shí)測(cè)波形并標(biāo)出測(cè)量值大小。六、實(shí)驗(yàn)儀器1. 高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2. 雙蹤示波器 1臺(tái)3. 萬(wàn)用表 1塊實(shí)驗(yàn)五 變?nèi)荻O管調(diào)頻器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握變?nèi)荻O管調(diào)頻器電路的原理。 2了解調(diào)頻器調(diào)制特性及測(cè)量方法。 3觀察寄生調(diào)幅現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生及消除的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1測(cè)試變?nèi)荻O管的靜態(tài)調(diào)制特性 2觀察調(diào)頻波波形 3觀察調(diào)制信號(hào)振幅對(duì)頻偏的影響 4觀察寄生調(diào)幅現(xiàn)象三、基本原理 調(diào)頻即為載波的瞬時(shí)頻率受調(diào)制信號(hào)的控制。其頻率的變化量與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，常采用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 該調(diào)頻電路即為實(shí)驗(yàn)三所做振蕩器電路，將S2置于“1”為L(zhǎng)C振蕩電路，從J1處加入調(diào)制信號(hào)，改變變?nèi)荻O管反向電壓即改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容，從而改變振蕩器頻率。R1