調頻發(fā)射機與接收機-高頻實驗

1、高 頻 實 驗 報 告 2014年11 月實驗1、 調幅發(fā)射系統(tǒng)實驗一、 實驗目的與內容：通過實驗了解與掌握調幅發(fā)射系統(tǒng)，了解與掌握LC三點式振蕩器電路、三極管幅度調制電路、高頻諧振功率放大電路。下圖為實驗中的調幅發(fā)射系統(tǒng)結構圖：本振功率放大調幅信源 2、 實驗原理：1、 LC三點式振蕩器電路：LC三點式振蕩器由放大器加LC振蕩回路構成，反饋電壓取自振蕩回路中的元件，與晶體管發(fā)射極相連的兩個回路元件，其電抗性質必須相同，不與晶體管發(fā)射極相連的兩個回路元件，其電抗性質相反。對于上圖LC三點式振蕩電路，由5BG1組成的振蕩電路，和由5BG2組成的放大電路構成。5D2是一個變容管，5K1是控制端，控

2、制反饋系數(shù)的大小。V5-1為示波器測試點，接入掃頻器觀察波形。通過以三極管5BG1為中心所構成的電感三點式LC振蕩電路產(chǎn)生所需的30MHz高頻信號，再經(jīng)下一級晶體三極管5BG2進行放大處理后輸出至后面的電路中以進行工作。2、 三極管幅度調制電路：圖T5-4為三極管基極幅度調制電路（幅度調制電路），能使高頻載波信號的幅度隨調制信號的規(guī)律而變化的電路。調幅電路有多種形式，根據(jù)調制信號接入調制調制器電路位置的不同，調幅電路可以劃分為基極調幅電路、集電極調幅電路和發(fā)射極調幅電路。原理：輸入30MHz的高頻信號和1KHz的調制信號分別經(jīng)隔直電容7C9，7C8加于三極管的基極經(jīng)幅度調制電路調幅后，得到所需

3、的30MHz的已調幅信號并輸出至下一級電路中。3、 高頻諧振功率放大電路：高頻諧振功率放大電路，多用于發(fā)射機的末級電路，是發(fā)射機的重要組成部分?？煞譃榧最愔C振功率放大器、乙類諧振功率放大器、丙類諧振功率放大器等幾種常用類型。上圖中輸入信號為經(jīng)上一級晶體三極管調幅后的30MHZ調幅信號，分別通過兩級三極管6BG1和6BG2進行放大后得到所需的放大信號。4、 調幅發(fā)射系統(tǒng)：原理簡要分析：信源產(chǎn)生信號經(jīng)放大電路放大后輸出并送至調制器；本振1產(chǎn)生一個固定頻率的中頻信號，輸出也送至調制器；調制器輸出是已調制中頻信號，該信號經(jīng)濾波后與本振2信號混頻；混頻器輸出信號經(jīng)帶通或低通濾波器濾波，功放級將載頻信號的

4、功率放大到所需發(fā)射功率后通過天線進行發(fā)射。3、 實驗方法與步驟：1、 LC三點式振蕩器電路：a. 調節(jié)靜態(tài)工作點：調節(jié)5W2使5BG1管射極電流即流經(jīng)5R8的電流約為3mA。b. 調節(jié)5C4使輸出穩(wěn)定成正弦波且最大不失真。c. 從V5-1觀測到頻率約為28MHz的正弦波。2、 三極管幅度調制電路：a. 調節(jié)靜態(tài)工作點；將7K1打開高頻信號源輸入端并接入30MHZ 100mVpp ，用示波器測試V7-2, 調節(jié)7C10直至使示波器波形最大且不失真;b. 從7K1輸入30MHZ 100mVpp的高頻載波。c. 從7K2接1KHZ的調制信號。d. 測數(shù)據(jù)并記錄。3、 高頻諧振功率放大電路：a. 將電

5、流表打到200mA檔串入電路，信源輸入處輸入30MHZ 400mVpp單載波。b. 在信號源處將幅度調到300mV，每次增加100mV，觀察電流表示數(shù)，當電流突變到20mA以上時（小于等于60mA），可以調節(jié)波形。c. 將6K1打到50檔，調節(jié)6C5，用示波器觀測V6-2的波形，使之達到最大不失真。d. 調節(jié)6C13，使V6-3處示波器中的波形輸出最大且不失真。4、 調幅發(fā)射系統(tǒng)：連接各個電路板前檢查每部分的輸出無誤，然后逐次連接，需要注意的是I60mA.4、 測試指標與測試波形：1 LC三點式振蕩器電路：1.1、 振蕩器反饋系數(shù)kfu對振蕩器幅值U L的影響關系：表1-1： 測試條件：V1

6、= +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名稱單位12345kfu5C6/(CN+5C6)U LV P-P振蕩器的反饋系數(shù)kfu-U L特性結論： 1.2、 振蕩管工作電流和振蕩幅度的關系： IcUL表1-2： 測試條件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 30MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA數(shù)據(jù)值 項 目5BG1電流 Ic （mA）0.512345ULV P-PfoMHz振蕩器的IcUL特性結論： 1.3、 LC三點式振蕩輸出波形：測試條件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mA實驗實測波形粘貼處波形特點與測

7、量值分析結論： 2 三極管幅度調制電路（基極）：2.1、 IC值變化對調制系數(shù)m的影響關系：“IC - m”表1-3 測試條件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名稱單位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA12345Usm (A)VP-PUsm (B)VP-Pm%IC值變化對調制系數(shù)m的影響的結論： 2.2、 三極管幅度調制電路（基極）輸出波形：測試條件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA實驗實測波形粘貼處波形特點與測量值分析結

8、論： 3 高頻諧振功率放大電路：3.1. 輸入激勵信號與輸出信號電流/電壓之間的關系，輸出功率與工作效率表1-4 測試條件：V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、（Ic不得超過60mA）級別激勵放大級器(6BG1)末級諧振功率放大器(6BG2)測量項目注入信號Ui（V6-1）激勵信號Ubm（V6-2）輸出信號U0（V6-3）未級電流IC（mA）峰峰值V P-P有效值V電源輸入功率PD: Ic = mA、 PD = mW高頻輸出功率P0 : Uo = Vp-p RL = P0 = mW電路工作效率: %3.2. 諧振功率放大器的負載特性： RL- Uo表1-

9、5 測試條件：V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)Ic(mA)(V2)結論： 4 調幅發(fā)射系統(tǒng)實驗實測波形粘貼處結論（給出實測波形以及各單元模塊接口信號參數(shù)并分析）： 實驗2、 調幅接收系統(tǒng)實驗一、 實驗目的與內容：通過實驗了解與掌握調幅接收系統(tǒng)，了解與掌握三極管混頻器電路、中頻放大/AGC電路、檢波電路。下圖為實驗中的調幅接收系統(tǒng)結構圖：中放/AGC混頻低噪放本振檢波2、 實驗原理：1、 晶體管混頻電路：信源信號和本振信號分別從2K1和2K3輸入，載波信號經(jīng)隔直電容2C5加于晶體三極管

10、2BG1的基極上，本振輸入（調制信號）經(jīng)隔直電容2C6 加于晶體三極管發(fā)射極，載波信號和本振信號經(jīng)三極管2C6混頻，得到固定頻率的中頻信號，再經(jīng)選頻網(wǎng)絡濾波，得到所需的不失真混頻信號。 2、 中頻放大/AGC和檢波電路：分析中頻放大/AGC和檢波電路的原理圖，工作原理：輸入經(jīng)上級三極管混頻后的中頻電壓，利用晶體三極管3BG1和選頻網(wǎng)絡3B1組成的中頻放大器進行放大；輸出放大信號輸入AGC反饋控制電路，利用AGC控制前級中頻放大器的輸出增益，使系統(tǒng)總增益隨規(guī)律變化；在經(jīng)過最后一級二極管檢波電路實現(xiàn)解調，將中頻挑夫信號變換為反映傳送信息的調制信號， AGC是自動反饋增益控制器，

11、起作用時產(chǎn)生一個負反饋電壓給輸入端，消除擾動信號的干擾。AGC的特點是輸入一定范圍的信號，輸出一固定信號。主要指標有動態(tài)范圍和線性度。3、 調幅接收系統(tǒng)：從天線接收傳遞信息的載波信號，經(jīng)過低噪放完成初級放大送入混頻器，與本振信號混頻的到455kHz的中頻信號，再經(jīng)過中頻放大器和AGC反饋控制電路實現(xiàn)增益可控的信號放大，最后由二極管檢波器完成檢波，經(jīng)低頻放大后輸出要求的調制信號。3、 實驗步驟：1、 晶體管混頻電路：a. 調節(jié)靜態(tài)工作點：接入12V直流電源，調節(jié)2W1，2R4兩端電壓為0.51v，使之達到靜態(tài)工作點。b. 在V2-5輸入10.455MHz，200300mV的本振信號,在V2-1輸

12、入10MHz、50mV的調幅信號，在V2-3處觀測，調節(jié)2C3和2B1測量中頻輸出，使輸出為455KHz的最大不失真穩(wěn)定正弦波。c. 完成子系統(tǒng)調試，根據(jù)要求測量數(shù)據(jù)：改變基極偏執(zhí)電阻2W1，使靜態(tài)工作點從0到3.0變化，測量不同靜態(tài)工作點下的中頻輸出的峰峰值，并計算混頻增益。2、 中頻放大/AGC和檢波電路：a 接通12V直流電源，調整3BG1靜態(tài)工作點： 利用萬用表直流電壓檔測量3R7（即Re）兩端電壓，調整基極偏執(zhí)電阻3W1，使發(fā)射級電流Ie在0.5到0.8mA左右即可。b 利用函數(shù)信號發(fā)生器，在V3-1處接入455kHz的中頻輸入信號；將開關3K2、3K3閉合，接入AGC。c 調節(jié)第一

13、級中頻放大電路： 以V3-2為觀測點，調節(jié)選頻網(wǎng)絡中的電容3C4，使中頻放大輸出信號最大不失真且保持455kHz。d 調節(jié)第二級AGC電路： 以3BG2為中心的AGC反饋控制電路調節(jié)方式與步驟4一樣，調節(jié)選頻網(wǎng)絡中的電容3C7，使中頻放大輸出信號最大不失真且保持455kHz。e 完成子系統(tǒng)調試，根據(jù)要求測量數(shù)據(jù)： 改變出入中頻信號的峰峰值，使之從1mV到1V變化，測量不同峰峰值輸入信號Uin下，中頻放大器輸出Vo1（即AGC輸入）和AGC輸出Vo2以及AGC 控制電壓。3、 調幅接收系統(tǒng)：a 分別在V2-1和V2-5處接入高頻載波信號和本振信號。其中，高頻載波信號頻率10MHz，峰峰值250m

14、V，本振信號為10.455MHz的調制信號（利用函數(shù)信號發(fā)生器的調制模式將1000kHz和10.455MHz的正弦信號進行調制）。b 晶體管混頻電路與中頻放大/AGC和檢波電路通過試驗箱內部連接。4、 測試指標與測試波形：3.1. 晶體管混頻電路：混頻管靜態(tài)電流“Ic”變化對混頻器中頻輸出信號“U2”的影響關系表2- 1 測試條件：EC1 = +12V、 載波信號Us = 5mv UL=250 mVp-p Ic = 0.13mA電流 Ic（mA）0.00.51.01.52.02.53.0中頻U2 （mVp-p）混頻增益Kuc (dB)3.2. 中頻放大/AGC和檢波電路：2.1、 AGC動態(tài)范

15、圍測試表2-2 V1=+12V, Uin=1mVp-p1Vp-p/455kHz 輸入信號UinmVp-p10201002001V一中放Vo1（AGC輸入）（mV）p-pAGC輸出Vo2（mV）p-pAGC控制電壓VcVAGC動態(tài)范圍測試曲線圖特性曲線圖粘貼處AGC動態(tài)范圍結論 2.2、 AGC輸入信號峰峰值與AGC檢波輸出電壓關系曲線圖特性曲線圖粘貼處AGC檢波輸出線性動態(tài)范圍結論 2.3、 檢波失真觀測測試條件：輸入信號Vin：455KHz、10mVp-p，調制1kHz信號，調制度50%調幅信號檢波無失真輸出波形實測波形選貼實測波形 粘貼處 對角線失真輸出波形實測波形選貼實測波形 粘貼處 負

16、峰切割失真輸出波形實測波形選貼實測波形 粘貼處 3.3. 調幅接收系統(tǒng)（給出各單元模塊接口信號參數(shù)并分析調幅接收系統(tǒng)性能）： 實驗三、調頻接收系統(tǒng)實驗一、 實驗目的與內容：通過實驗了解與掌握調頻接收系統(tǒng)，了解與掌握小信號諧振放大電路、晶體振蕩器電路、 集成混頻鑒相電路（虛框部分為所采用的集成混頻鑒相芯片MC3362P）下圖為實驗中的調頻接收系統(tǒng)結構圖：鑒頻本振1混頻放大混頻本振2MC3362P2、 實驗原理：2.1、 小信號諧振放大電路：分析上圖小信號諧振放大器電路，這是一個丙類諧振功率放大器，由晶體管，選頻回路二部分組成。它不僅對高頻小信號進行放大，而且還有一定的選頻作用。對由天線輸入的信號

17、進行前級小信號放大。其中，1R1、1R2為晶體三極管提供直流偏臵。信號經(jīng)過隔直電容1C7輸入三極管基極，經(jīng)過1C5和1L1組成的選頻網(wǎng)絡輸出單諧振信號，通過1C5和1L1組成的選頻網(wǎng)絡與1C9、1C10、1L2組成的選頻網(wǎng)絡輸出雙諧振信號。2.2、 晶體振蕩電路：晶體振蕩電路采用石英晶體振蕩器來控制與穩(wěn)定頻率。電路中，7805為三端集成穩(wěn)壓器，為晶體振蕩電路提供穩(wěn)定的5V電壓，電路主體為并聯(lián)型晶體振蕩器，其中晶振可以作為高Q值的電感與電容構成LC諧振回路選頻網(wǎng)絡，輸出頻率固定的振蕩信號經(jīng)晶體三極管放大和選頻網(wǎng)絡濾波輸出理想的振蕩信號。2.3、 集成混頻鑒相電路： 將兩個頻率相同，幅度一致的高頻

18、信號加在混頻器的本振信號和載波信號輸入端，中頻端輸出隨兩個輸入信號之差變化而變化的直流電壓。當輸入信號為正弦信號時，鑒相輸出隨輸入信號之差變化的正弦波。3. 調頻接收系統(tǒng)：由天線接收載波信號，經(jīng)第一級低噪放大后送入MC3362P集成混頻鑒頻電路，進行兩次混頻和一次鑒頻操作，完成頻率調制，最終輸出所需的已調頻信號。其中，MC3362P的本振信號由外部晶振電路提供。3、 實驗步驟：1、 小信號諧振放大電路：a. 確定靜態(tài)工作點，使三極管Ic在0.5-1mA 左右，即調節(jié)1W1，測1R3兩端的電壓，使其在0.4-0.5V左右。 b. 天線輸入端不加天線，加一個30MHz，50mVpp的小正弦信號。開

19、關1K1置在雙諧振，用示波器測V1-3處的波形(雙諧振)。調節(jié)1C10和1C9，使該處波形最大不失真。 c. 采用逐點法測放大器的幅頻特性，頻率在27-33MHz（步長為0.5MHz）之間,觀察幅度的變化。 d. 將掃頻儀的output接到“天線輸入”端，并將頻率調到20MHZ-40MHZ（此時中心頻率為30MHZ），將V1-3輸入接入掃頻儀的input，觀察掃頻儀的波形（紅色線條），正確的波形應為電壓幅度隨調制信號變化的包絡波，若波形不對，調1c9，使其達到耦合。2、 晶體振蕩電路：a 接通電源，先調靜態(tài)工作點使5R15的電壓約為3V。b 示波器接V5-4處，調節(jié)5C19和5C22，使輸出的正弦振蕩信號在40.7MHz.50Vpp并記錄輸出波形。3、 集成混頻鑒相電路：a. 電路中接入30MHZ，50mVPP的調頻波和40