通信電子線路實驗(通信)

高頻電子線路實驗指導(dǎo)書 通信電子線路實驗上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院前言通信（高頻）電子線路課程是大學(xué)本科電子類專業(yè)的必修課之一，其相應(yīng)的實驗課程，也是非常重要的。它為學(xué)生鞏固所學(xué)理論知識，開拓思路，增加動手能力提供了實踐平臺。本系列實驗參考了《電子線路－非線性部分》謝嘉奎主編、《高頻電子線路》張肅文主編，等教材的相關(guān)內(nèi)容而編寫的。實驗內(nèi)容包括振蕩器、調(diào)頻、調(diào)幅、波形變換、綜合類實驗等，約13個實驗?？梢曰緷M足對理論教材的覆蓋面。如果需要，還可以延伸出更多相關(guān)的實驗內(nèi)容。實驗系統(tǒng)由實驗平臺和若干個獨立實驗?zāi)K組成，實驗平臺自帶直流電源（＋12V、＋5V、－12V、－5V）。實驗?zāi)K以插板的形式插在實驗平臺上，除需調(diào)節(jié)和撥動的器件外，其它元件均焊接在PCB板上。模塊正面印有實驗電路圖，便于學(xué)生理解實驗原理。反面使用透明盒罩，便于學(xué)生觀察元件，又可對元件加以保護(hù)。本實驗課程內(nèi)容適合高校通信和電子信息專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)，若本教材在使用中發(fā)現(xiàn)不妥或錯誤之處，歡迎同學(xué)和老師指正。上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院王晨王芳2015.10于上海目錄TOC\o"1-1"\h\z\u實驗一高頻小信號調(diào)諧放大器 4實驗二三點式LC振蕩器與壓控振蕩器 7實驗三波形變換電路 12實驗四模擬乘法器調(diào)幅電路 16實驗五集電極調(diào)幅 19實驗六二極管峰值檢波器 22實驗七鎖相環(huán)調(diào)頻 25實驗八鎖相環(huán)鑒頻 28實驗九調(diào)幅語音通話 31實驗十調(diào)頻/調(diào)幅接收系統(tǒng) 34附錄計算機(jī)輔助分析軟件及應(yīng)用 37第一節(jié)OrCAD簡介 37第二節(jié)高頻小信號單調(diào)諧放大器的仿真 39第三節(jié)LC振蕩器的仿真 48

實驗一高頻小信號調(diào)諧放大器一、實驗?zāi)康?、掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的工作原理；2、掌握諧振放大器電壓增益、通頻帶、選擇性的定義、測試及計算方法。二、實驗內(nèi)容1、測量各放大器的電壓增益；2、測量放大器的通頻帶與矩形系數(shù)（選做）；3、測試放大器的頻率特性曲線（選做）。三、實驗儀器1、20MHz示波器一臺2、數(shù)字式萬用表一塊3、調(diào)試工具一套四、實驗基本原理1、單級單調(diào)諧放大器圖1－1單級單調(diào)諧放大器實驗原理圖實驗原理圖如圖1－1所示，本實驗的輸入信號（10.7MHz）由正弦波振蕩器模塊的石英晶體振蕩器或高頻信號源提供。信號從TP5處輸入，從TT2處輸出。調(diào)節(jié)電位器W3可改變?nèi)龢O管Q2的靜態(tài)工作點，調(diào)節(jié)可調(diào)電容CC2和中周T2可改變諧振回路的幅頻特性。2、雙級單調(diào)諧放大器圖1－3雙級單調(diào)諧放大器實驗原理圖實驗原理圖如圖1－3所示，若TP5處輸入信號的峰峰值為幾百毫伏，經(jīng)過第一級放大器后可達(dá)幾伏，此信號幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了第二級放大器的動態(tài)范圍，從而使第二級放大器無法發(fā)揮放大的作用。同時由于輸入信號不可避免地存在諧波成分，經(jīng)過第一級諧振放大器后，由于諧振回路頻率特性的非理想性，放大器也會對殘留的諧波成分進(jìn)行放大。所以在第一級與第二級放大器之間又加了一個陶瓷濾波器（FL3），一方面濾除放大的諧波成分，另一方面使第二級放大器輸入信號的幅度滿足要求。實驗時若采用外置專用函數(shù)信號發(fā)生器，調(diào)節(jié)第一級放大器輸入信號的幅度，使第一級放大器輸出信號的幅度滿足第二級放大器的輸入要求，則第一級與第二級放大器之間可不用再經(jīng)過FL3。五、實驗步驟1、單級單調(diào)諧放大器（1）連接實驗電路在主板上正確插好小信號放大器模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K5向左撥，主板GND接模塊GND，主板＋12V接模塊＋12V。TP9接地，TP8接TP10。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K5向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED4亮。（2）靜態(tài)工作點調(diào)節(jié)K5向左撥（即關(guān)閉電路電源），TP5接地，然后K5向右撥。用萬用表測三極管Q2發(fā)射極對地的直流電壓，調(diào)節(jié)W3使此電壓為5V。說明：本實驗箱的所有實驗，改接線的操作均要在斷電的情況下進(jìn)行，以后關(guān)于斷電改接線的操作步驟不再重復(fù)說明。（3）測量放大器電壓增益去掉TP5與地的連線，由正弦波振蕩器模塊或高頻信號源提供輸入信號Vi。1）輸入信號Vi由正弦波振蕩器模塊提供，參考實驗九產(chǎn)生10.7MHz的正弦波信號Vi，操作步驟如下：①在主板上正確插好正弦波振蕩器模塊，該模塊開關(guān)K1、K9、K10、K11、K12向左撥，K2、K3、K5、K7、K8向下?lián)?，K4、K6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，開關(guān)K1向右撥。若正確連接，則該模塊上的電源指示燈LED1亮。②用示波器在正弦波振蕩器模塊的TT1處測量，輸出信號應(yīng)為正弦波，頻率為10.7MHz。調(diào)節(jié)該模塊的W2可改變TT1處信號的幅度（注意W2不要調(diào)到兩個最底端）。此信號即為本實驗的輸入信號Vi，從TP5處引出。③正弦波振蕩器模塊的TP5接小信號放大器模塊的TP5，調(diào)節(jié)正弦波振蕩器模塊的W2使小信號放大器模塊TP5處信號Vi的峰峰值Vip-p為400mV左右。④用示波器在小信號放大器模塊的TT2處觀察，調(diào)節(jié)小信號放大器模塊的T2、CC2，適當(dāng)調(diào)節(jié)該模塊的W3，使TT2處信號Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。記錄各數(shù)據(jù)，填表1－1。2）輸入信號Vi由高頻信號源提供，參考高頻信號源的使用方法，用高頻信號源產(chǎn)生頻率為10.7MHz，峰峰值約400mV的正弦信號，將此信號輸入到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，調(diào)節(jié)小信號放大器模塊的T2、CC2，適當(dāng)調(diào)節(jié)該模塊的W3，使TT2處信號Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。記錄各數(shù)據(jù)，填表1－1。表1－1Vip-p（V）Vop-p（V）電壓放大倍數(shù)4、雙級單調(diào)諧放大器（1）連接實驗電路在主板上正確插好小信號放大器模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K5向左撥，主板GND接模塊GND，主板＋12V接模塊＋12V。TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K5向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED4亮。（2）靜態(tài)工作點調(diào)節(jié)TP5接地，用萬用表測Q2發(fā)射極對地的直流電壓，調(diào)節(jié)W3使此電壓約為5V。TP16接地，用萬用表測Q3發(fā)射極對地的直流電壓，調(diào)節(jié)W4使此電壓約為5V。（3）測量放大器電壓增益①去掉TP5與地及TP16與地的連線，TP8接TP15。參考實驗步驟2（3），產(chǎn)生10.7MHz的輸入信號Vi1（Vi1p-p約400mV）。將Vi1輸入到小信號放大器模塊的TP5處。②用示波器在TP8處測量，調(diào)節(jié)T2、CC2，使TP8處信號Vo1的峰峰值Vo1p-p約為4V。③用示波器在TT2處測量，調(diào)節(jié)T4、CC4，并適當(dāng)調(diào)節(jié)該模塊的W3、W4，使TT2處信號最大不失真，記錄此時輸出信號Vo2的峰峰值Vo2p-p。用示波器在TP16處測量第二級放大器輸入信號Vi2的峰峰值Vi2p-p，記錄各數(shù)據(jù)，填表1－3。表1－3Vi1p-p（V）Vi2p-p（V）Vo1p-p（V）Vo2p-p（V）兩級放大器電壓放大倍數(shù)六、實驗報告1、按步實驗并完成表1－1、1－2、1－3、1－4。2、高頻小信號放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

實驗二三點式LC振蕩器與壓控振蕩器一.實驗?zāi)康?了解三點式LC振蕩器和壓控振蕩器的基本工作原理；2學(xué)會使用科學(xué)的測量方法采集振蕩器的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)；3通過觀察、比較,了解改變相關(guān)技術(shù)參數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響。二.實驗儀器雙蹤示波器一臺；數(shù)字式萬用表一個；實驗箱及正弦波振蕩器模塊一套調(diào)試工具若干三.實驗原理1三點式LC振蕩器三點式LC振蕩器原理圖如圖2－1所示。圖2－1三點式LC振蕩器原理圖圖中，T2為可調(diào)電感，Q1與周邊相關(guān)元件組成振蕩器，Q2和R9、R10、C11等元件組成射極跟隨器，Q3與周邊相關(guān)元件組成電壓放大器。C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通過控制K6、K7、K8的開閉，可改變振蕩器的反饋系數(shù)。設(shè)C7、C8、C40的組合電容為C∑，則振蕩器的反饋系數(shù)F＝C6/C∑。反饋電路不僅把輸出電壓的一部分送回輸入端產(chǎn)生振蕩，而且把晶體管的輸入電阻也反映到LC回路兩端。F大，使等效負(fù)載電阻減小，放大倍數(shù)下降，不易起振。另外，F(xiàn)的大小還影響波形的好壞，F(xiàn)過大會使振蕩波形的非線性失真變得嚴(yán)重。通常F約在0.01～0.5之間。同時，為減小晶體管輸入輸出電容對回路振蕩頻率的影響，C6和C∑取值要大。當(dāng)振蕩頻率較高時，有時可不加C6和C∑，直接利用晶體管的輸入輸出電容構(gòu)成振蕩電容，使電路振蕩。忽略三極管輸入輸出電容的影響，則三點式LC振蕩器的交流等效電路圖如圖2－2所示。圖1－2中，C5=33pF，由于C6和C∑均比C5大的多，回路總電容C0可近似為：（2－1）則振蕩器的頻率f0可近似為：（2－2）圖1－2LC振蕩器等效圖若調(diào)節(jié)T2則振蕩器的振蕩頻率變化，當(dāng)電感量L2變大時，f0將變小，振蕩回路的品質(zhì)因素變小，振蕩輸出波形的非線性失真也變大。在實際應(yīng)用中，C6和C∑不會遠(yuǎn)大于C5，且由于三極管輸入輸出電容的影響，在改變C∑，即改變反饋系數(shù)時，振蕩器的頻率也會變化。本模塊的實驗電路在C11與Q3之間還有一級10.7MHz陶瓷濾波器電路，用來濾除石英晶體振蕩器輸出信號中的二次、三次諧波分量，以給其它模塊提供載波信號。由于受到模塊大小的限制，故沒有在模塊上畫出這部分電路圖。若LC振蕩所產(chǎn)生信號的頻率不在陶瓷濾波器的通帶內(nèi)，則在TP5處將不會有波形輸出或輸出信號幅度較小。2壓控振蕩器壓控振蕩器的實驗原理圖如圖2-3所示。圖2-3壓控振蕩器原理圖Q1、Q2、Q3的作用與三點式LC振蕩器相同，TP2和TP3是為其他實驗二次開發(fā)留出的接口，在做壓控振蕩器實驗的時候，連接TP2與TP3。TP1是為調(diào)頻實驗留出的調(diào)制信號輸入接口，C1、L1為調(diào)制信號耦合隔離電路，壓控振蕩器實驗不涉及此部分電路。R2、R3、W1為變?nèi)荻O管D1提供直流反偏壓VD。C2、C3為變?nèi)荻O管的接入電容(C2=5pF，C3＝10pF)，設(shè)C2、C3的組合電容為CN，C7、C8、C40的組合電容為CM，忽略三極管輸入輸出電容的影響，則壓控振蕩器的交流等效電路如圖2-4所示。圖2-4壓控振蕩器等效圖圖中，C5=33pF，由于C6和CM均比C5大的多，則回路總電容C0可近似為：（2－3）則振蕩器的頻率f0可近似為：（2－4）參考圖1－4，定義變?nèi)荻O管的接入系數(shù)P為：（2－5）其中，CjQ是直流反偏壓為VD時變?nèi)荻O管的容量。調(diào)節(jié)W1，則VD變化，CjQ也變化。由式2－5可知，CN越大，變?nèi)荻O管的接入系數(shù)P也越大，單位直流反偏壓變化所引起的頻偏也越大。但為了減小高頻電壓對D1的作用和中心頻率的漂移，通常將CN取的較小。四.實驗內(nèi)容與步驟1三點式LC振蕩器（1）連接實驗電路在實驗箱上插入“正弦波振蕩器”模塊，開關(guān)K1、K9、K10、K11、K12向左撥，K2、K3、K4、K7、K8向下?lián)?，K5、K6向上撥。主板GND接模塊GND，主板＋12V接模塊＋12V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K1向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。（2）測量LC振蕩器的頻率變化范圍用示波器在三極管Q2的發(fā)射極觀察反饋輸出信號的波形，用無感螺絲刀調(diào)節(jié)T2，記錄（可用頻率計）輸出信號的頻率f0的變化范圍，比較波形的非線性失真情況，記錄波形并將數(shù)據(jù)填入表2-1。f0（MHz）最小值最大值波形非線性失真（大、?。┍?-1（3）觀察反饋系數(shù)變化對輸出信號的影響用示波器在三極管Q2的發(fā)射極觀察反饋輸出信號Vo的波形，調(diào)節(jié)T2，使Vo的頻率f1為10.7MHz，改變反饋系數(shù)F的大?。ㄍㄟ^選擇K6、K7、K8的撥動方向來改變），觀察Vo和f1，記錄波形（對應(yīng)與不同的F）并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)填入表2-2。反饋系數(shù)Vop-p（V）振蕩器頻率（MHz）F=1/210.7F=1/3F=1/5F=1/10表2-2（4）觀察溫度變化對三點式LC振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響用一熱源（如加熱的烙鐵）靠近T2，在Q2發(fā)射極觀察輸出信號頻率的變化情況。2壓控振蕩器（1）連接實驗電路在實驗箱上插入“正弦波振蕩器”模塊，開關(guān)K1、K9、K10、K11、K12向左撥，K3、K6、K8向下?lián)埽琄2、K4、K5、K7向上撥。實驗箱直流電源輸出端GND接模塊GND；＋12V接模塊＋12V；TP2接TP3。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K1向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。（2）觀察直流反偏壓、變?nèi)荻O管接入電容對振蕩器頻率的影響。①接入電容CN＝5pFK2向上撥、K3向下?lián)?，使變?nèi)荻O管的接入電容CN＝5pF。用萬用表測變?nèi)荻O管D1陰極對地的直流電壓VD（在D1上方的軍品插座處測量），調(diào)節(jié)W1，使VD從小變大，均勻選取多個VD，并用示波器在Q2發(fā)射極測量輸出信號的頻率f0，將數(shù)據(jù)填入表1－3。②接入電容CN＝15pFK2、K3都向上撥，使變?nèi)荻O管接入電容CN＝15pF。用萬用表測變?nèi)荻O管D1陰極對地的直流電壓VD（在D1上方的軍品插座處測量），調(diào)節(jié)W1，使VD從小變大，均勻選取多個VD，并用示波器在Q2發(fā)射極測量輸出信號的頻率f0，將數(shù)據(jù)填入表2-3。接入電容CN＝5pFVD（V）f0（MHz）接入電容CN＝15pFVD（V）f0（MHz）表2-3注意：由于萬用表輸出電容的影響，將萬用表接在D1兩側(cè)和不接在D1兩側(cè)時，Q2發(fā)射極信號的頻率會不一樣，所以萬用表在測量直流電壓后應(yīng)取下，再用示波器在Q2發(fā)射極測信號頻率。五.思考題1在對電路進(jìn)行測量時，一般因被測參數(shù)種類的不同，應(yīng)選用不同的儀器，以達(dá)到最佳的測量精度和效果。本實驗中，你在測量電壓、信號頻率時，選用了何種儀器？為什么？2調(diào)節(jié)電感時，為什么用無感螺絲刀？調(diào)節(jié)時，應(yīng)特別注意什么？3若將LC振蕩器的C5短路，K5上撥，電路工作狀態(tài)如何？為什么？4壓控振蕩器通常是通過什么方法來控制信號頻率的？

實驗三波形變換電路一.實驗?zāi)康?了解二極管限幅器的組成與工作原理；2掌握用二極管實現(xiàn)非線性波形變換的基本原理；3熟悉任意波變方波、方波變脈沖波、方波變?nèi)遣?、三角波變正弦波的原理和方法。?實驗儀器雙蹤示波器一臺；實驗箱與綜合實驗?zāi)K一套；信號發(fā)生器一臺；連接線若干三.實驗原理1二極管限幅器二極管限幅器的原理圖如圖3-1所示。圖3-1二極管限幅器實驗原理圖輸入信號從TP1處輸入，輸出信號在TT1處測試。設(shè)輸入信號電壓為，輸出信號電壓為，二極管導(dǎo)通電壓為，二極管導(dǎo)通電阻為。（1）當(dāng)時，二極管D1、D2都截止，，由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，則。（2）當(dāng)時，二極管D1、D2都導(dǎo)通，,由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，則。所以當(dāng)時輸出信號波形就近似變?yōu)樯?、下頂部被削平的梯形波?任意波轉(zhuǎn)方波、方波轉(zhuǎn)脈沖波、方波轉(zhuǎn)三角波、脈沖波轉(zhuǎn)鋸齒波任意波變方波、方波變脈沖波、方波變?nèi)遣?、脈沖波變鋸齒波的原理圖如圖3-2所示。圖3-2若干波形轉(zhuǎn)換原理圖（1）任意波轉(zhuǎn)方波任意波從TP11輸入，經(jīng)過雙向限幅器（D9、D10）后送入比較器U5A的正向輸入端，從TP13處輸出方波。此比較器為遲滯比較器，在過零點比較器的基礎(chǔ)上引入正反饋電阻R43，用來抑制過零點附近的干擾。R42和穩(wěn)壓二極管D11、D12起分壓作用。（2）方波轉(zhuǎn)脈沖波當(dāng)TP12懸空時，比較器U5B的反向輸入端由＋12V電源通過電阻R46，獲得一個高于同向輸入端的電壓，其值等于二極管D13的導(dǎo)通電壓，則比較器輸出一個負(fù)的直流電壓。連接TP13和TP12，則TP13處的方波經(jīng)過電容C16送入到比較器U5B的反向輸入端。當(dāng)反向輸入端電壓發(fā)生正向變化時，由于D13的正向?qū)娮韬苄?，電壓的變化大部分降落在C16上，比較器的反向輸入端發(fā)生的變化不大，因此比較器的輸出電壓保持不變。當(dāng)反向輸入端電壓發(fā)生負(fù)向變化時，由于C16兩端的電壓不能發(fā)生突變，二極管反向截止，使比較器反相輸入端發(fā)生負(fù)向變化，比較器輸出發(fā)生正跳變。在電源電壓充電的作用下，C16右端電位逐漸升高，當(dāng)反向輸入端的電位過零點后，輸出電壓迅速變?yōu)樨?fù)值。直到反向輸入端的第二個負(fù)跳變之前，比較器的輸出一直為負(fù)電壓。如此反復(fù)，就可在TT4處得到正負(fù)交替的脈沖波，輸出負(fù)脈沖的寬度由C16和R46決定。（3）方波轉(zhuǎn)三角波、脈沖波轉(zhuǎn)鋸齒波方波轉(zhuǎn)三角波、脈沖波轉(zhuǎn)鋸齒波用積分電路實現(xiàn)。圖3－2中，運放U6A組成積分器，R51用來克服運放失調(diào)和初始輸出直流分量的不確定性。開關(guān)K7向上波，選擇方波進(jìn)入積分器；K7向下?lián)埽x擇脈沖波進(jìn)入積分器。三角波和鋸齒波在TT5處觀察。3三角波轉(zhuǎn)正弦波三角波變正弦波的方法有濾波法和折線法，本實驗采用的是折線法。原理圖如圖3-3所示，具體原理可參考高等教育出版社出版的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第三版）（童詩白、華成英主編）或其他相關(guān)書籍。圖3-3三角波轉(zhuǎn)正弦波原理圖四.實驗內(nèi)容與步驟觀察各波形變換的結(jié)果并進(jìn)行比較分析。1限幅器（1）連接實驗電路在實驗箱上插入“綜合實驗”模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K8、K9向左撥，實驗箱直流穩(wěn)壓電源GND接模塊GND，其他電源可不接。（2）輸入信號TP1處輸入頻率f=1KHz，電壓U=500mVPP的正弦波信號。該信號由信號發(fā)生器提供。（3）觀察限幅器的輸出用示波器在TT1處觀察，逐漸增大TP1處信號的幅度，觀察TT1處信號波形的變化情況。記錄TT1處信號上下頂被削平時TP1處信號的峰峰值，并記錄（畫出）這2個波形（在同一個坐標(biāo)系內(nèi)）。2任意波轉(zhuǎn)方波、方波轉(zhuǎn)脈沖波、方波轉(zhuǎn)三角波、脈沖波轉(zhuǎn)鋸齒波（1）連接實驗電路模塊同前，開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K8、K9向左撥，實驗箱直流穩(wěn)壓電源的GND接模塊GND，±12V接模塊±12V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的電壓開關(guān)，K5、K6向右撥，K7放任意位置，此時，模塊上的電源指示燈LED5、LED6亮。（2）輸入信號TP11處輸入頻率f=1KHz，U=2VPP的正弦波或三角波信號（由低頻信號源提供）。（3）觀察方波輸出用示波器在TP13處觀察，記錄此處信號的波形。（4）觀察三角波輸出開關(guān)K7向上撥，用示波器在TT5處觀察，記錄此處信號的波形。（5）觀察脈沖波輸出連接TP12與TP13，用示波器在TT4處觀察，記錄此處信號的波形。（6）觀察鋸齒波輸出連接TP12與TP13，K7向下?lián)埽檬静ㄆ髟赥T5處觀察，記錄此處信號的波形。3三角波轉(zhuǎn)正弦波（1）連接實驗電路實驗?zāi)K同前，開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K8、K9向左撥，主板GND接模塊GND，TP3接主板＋5V，TP5接主板－5V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)。（2）輸入信號TP2處輸入頻率f=20KHz，U=8VPP的三角波信號。此信號由低頻信號源提供。（3）觀察正弦波輸出用示波器在TT2處觀察并記錄輸出波形（4）改變分壓電阻觀察輸出波形去掉TP3與主板＋5V的連線以及TP5與主板－5V的連線。TP4接主板＋5V，TP6接主板－5V。TP2處輸入信號不變，用示波器在TT2處觀察并記錄輸出波形。五．思考題1雙向限幅器的工作原理。2試分析任意波轉(zhuǎn)方波的過程原理。3在三角波轉(zhuǎn)正弦波的電路中，改變分壓電阻對輸出正弦波的影響如何。

實驗四模擬乘法器調(diào)幅電路一.實驗?zāi)康?理解模擬乘法器調(diào)制電路的工作原理；2掌握測量調(diào)幅器相關(guān)參數(shù)的方法。二.實驗儀器雙蹤示波器一臺；BT-3掃頻儀（選做）；實驗箱與幅度調(diào)制與解調(diào)模塊一套；信號發(fā)生器一臺；數(shù)字式萬用表一只；調(diào)試工具一套三.實驗原理所謂調(diào)幅，就是用低頻調(diào)制信號去控制高頻載波（振蕩）信號的幅度，使載波的幅度隨調(diào)制信號的規(guī)律而變化。調(diào)幅波按其不同的頻譜結(jié)構(gòu)，可分為普通調(diào)幅信號（AM）；平衡調(diào)幅波或稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號（DSB）和抑制載波及一個邊帶的單邊帶調(diào)幅信號（SSB）。調(diào)幅的實質(zhì)是將調(diào)制信號的頻譜搬遷到載頻的兩側(cè)，使其成為含有低頻信息的調(diào)幅波。這是一個頻譜搬遷的過程。從時域上考慮，這相當(dāng)于將調(diào)制信號與載波信號相乘。因而在低電平調(diào)制時，可以用模擬乘法器將調(diào)制信號與載波信號相乘來實現(xiàn)調(diào)幅。若把調(diào)制信號和載波同時加到一個非線性元件上，如：晶體二極管、晶體三極管、模擬乘法器等，經(jīng)過非線性變換電路的作用，就可以產(chǎn)生新的頻率成分，在利用一定的帶寬諧振回路選出所需的頻率成分就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)幅。以下是電路簡介。乘法器調(diào)幅器電路圖如圖4-1所示。圖4-1乘法器調(diào)幅電原理圖模擬乘法器MC1496是常用的平衡調(diào)制/解調(diào)器，內(nèi)部有8個有源晶體管。本電路可用于調(diào)幅和解調(diào)及其他電路。調(diào)制信號從TP2輸入，載波從TP1輸入。適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)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(diào)節(jié)W1），當(dāng)模擬乘法器的4腳直流電壓不為0時，TT1輸出普通調(diào)幅信號（AM）；當(dāng)模擬乘法器的4腳直流電壓為0時，TT1輸出平衡調(diào)幅信號（DSB）。FL1為10.7MHz的陶瓷濾波器，它的作用是對TT1處調(diào)幅波進(jìn)行濾波，得到抑制載波的單邊帶調(diào)幅信號（SSB）。該信號可在TP4處觀察到。為兼容檢波電路的濾波網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行調(diào)制與檢波實驗時，調(diào)制信號的頻率選擇為1KHz，載波信號的頻率選擇為10.7MHz。在觀察平衡調(diào)幅波（DSB）的相位突變現(xiàn)象時，調(diào)制信號的頻率可改為500KHz，載波信號的頻率選擇為11.2MHz。AM波的波形圖如下：圖4-2普通調(diào)幅波A為最大振幅；B為最小振幅；Ma是普通調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)。它是描述調(diào)幅波調(diào)制情況的一個物理量。普通調(diào)幅波的包絡(luò)反應(yīng)了調(diào)制信號的變化規(guī)律，且波谷處的內(nèi)部載波是連續(xù)變化的。平衡調(diào)幅波如下圖：圖4-3平衡調(diào)幅波平衡調(diào)幅波的包絡(luò)不反應(yīng)調(diào)制信號的變化規(guī)律，它的內(nèi)部載波在過0處有180度的翻轉(zhuǎn)。四.實驗內(nèi)容與步驟1普通調(diào)幅（AM）波的測試在實驗箱主板上插入“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊，開關(guān)K1、K2、K8、K9、K10、K11向左撥，主板GND接模塊GND，主板±12V接模塊±12V，檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K1、K2向右撥。此時模塊上的電源指示燈LED1、LED2亮。（1）在TP2處輸入調(diào)制信號U?。f?=100KHz；U?=700mV?p-p(正弦波信號)（2）在TP1處輸入載波信號Ui。fi=10.7MHz；Ui=500mVp-p(正弦波信號)（以上信號均由信號發(fā)生器提供）。（3）產(chǎn)生并觀察AM波。①用示波器探頭接TT1處，觀察輸出信號，適當(dāng)調(diào)節(jié)W1，以產(chǎn)生清晰的AM波。畫下此波形，測量出它的A與B，求出調(diào)制度M。改變調(diào)制信號U?的大小，產(chǎn)生一個M=0.5的調(diào)幅波。測量出此時的A與B，并畫下該波形。2平衡調(diào)幅（DSB）波的測試①示波器探頭接TT1處，適當(dāng)調(diào)節(jié)W1，使TT1處能觀察到DSB波。記錄此波形。3觀察/測試普通調(diào)幅（AM）波過調(diào)波形①連接同上。調(diào)節(jié)W1或增大調(diào)制信號的幅度，使在TT1處能觀察到過調(diào)的AM波形。記錄該波形并求出它的調(diào)制度M’。五.思考題1AM與DSB波的區(qū)別在哪里？2在實際的通信系統(tǒng)使用中AM、DSB和SSB波優(yōu)缺點在哪里（可參考相關(guān)書籍）？

實驗五集電極調(diào)幅一、實驗?zāi)康?、掌握利用晶體三極管進(jìn)行集電極調(diào)幅的原理；2、掌握調(diào)幅波與調(diào)制信號及載波的關(guān)系；3、掌握調(diào)幅系數(shù)測量與計算的方法。二、實驗內(nèi)容1、產(chǎn)生并觀察調(diào)幅波；2、測量并計算調(diào)幅波調(diào)幅系數(shù)。三、實驗儀器1、20MHz模擬示波器一臺2、數(shù)字式萬用表一塊3、調(diào)試工具一套四、實驗原理集電極調(diào)幅是利用調(diào)制信號改變高頻功率放大器集電極直流電源電壓來實現(xiàn)調(diào)幅的。實驗原理圖如圖16－1所示。圖16－1集電極調(diào)幅實驗原理圖TP2和TP3是為測量丙類功放的效率而留出的接口，調(diào)幅實驗時，TP2與TP3相連。調(diào)制信號從TP5輸入，經(jīng)音頻變壓器T3耦合到丙類功放的集電極。載波從TP1輸入，調(diào)幅波在TT2處觀察和測量。調(diào)幅時，功放應(yīng)工作在過壓狀態(tài)，可通過觀察TT1處是否為下凹的波形來判斷功放是否工作在過壓狀態(tài)。五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好高頻功率放大器模塊，K1、K5、K6向左撥，K2、K3、K4向下?lián)?，TP2接TP3，主板GND接模塊GND，主板＋12V接模塊＋12V，檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，開關(guān)K1向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。2、靜態(tài)工作點調(diào)節(jié)TP1接地，用萬用表測量三極管Q1發(fā)射極對地的直流電壓，調(diào)節(jié)W1使此電壓為1.8V。3、輸入載波去掉TP1與地的連線，由高頻信號源或正弦波振蕩器模塊為本實驗提供載波信號。參考高頻信號源使用方法或?qū)嶒炓粚嶒灢襟E2（3），產(chǎn)生10.7MHz的載波信號。將此信號輸入到高頻功率放大器模塊的TP1。調(diào)節(jié)載波信號的幅度，使TP1處信號的峰峰值約為500mV。4、調(diào)試功放使之工作在過壓狀態(tài)用示波器在高頻功率放大器模塊的TT1處觀察，調(diào)節(jié)該模塊的T1、T2，使TT1處出現(xiàn)如圖16－2所示的下凹波形，即功放工作在過壓狀態(tài)。圖16－2過壓狀態(tài)時TT1處的波形5、輸入調(diào)制信號本實驗的調(diào)制信號V?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。（1）若調(diào)制信號V?由正弦波振蕩器模塊的RC振蕩電路提供參考實驗十，用RC振蕩電路產(chǎn)生1.2KHz左右的調(diào)制信號，調(diào)節(jié)正弦波振蕩器模塊的W3，使調(diào)制信號V?的峰峰值V?p-p約為3V。連接正弦波振蕩器模塊的TP6與高頻功率放大器模塊的TP5。（2）若調(diào)制信號V?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(chǎn)生頻率為1KHz，峰峰值約為3V的正弦波信號V?。連接信號源的Vout與高頻功率放大器模塊的TP5。6、觀察調(diào)幅波波形并計算調(diào)幅系數(shù)用模擬示波器在TT2處觀察調(diào)幅波，波形如圖16－3所示。圖16－3調(diào)幅波波形由計算調(diào)幅系數(shù)，填表16－1。7、觀察調(diào)幅系數(shù)與調(diào)制信號幅度的關(guān)系保持載波信號的幅度不變，調(diào)制信號峰峰值V?p-p由小變大，用模擬示波器在TT2處測量調(diào)幅波，填表16－1。表16－1V?p-p（V）12.545.578.510ma（％）說明1：只有功放工作在過壓狀態(tài)時，才能實現(xiàn)集電極調(diào)幅。因此，建議調(diào)試方法為：將峰峰值為500mV左右的載波信號和峰峰值為3V左右的調(diào)制信號分別輸入到TP1和TP5，用模擬示波器在TT2處觀察，調(diào)節(jié)T1、T2，直至TT2處出現(xiàn)圖16－3所示的波形為止。說明2：若無論怎樣調(diào)節(jié)T1、T2都不能使TT2處出現(xiàn)圖16－3所示的波形，則適當(dāng)增大載波的幅度或適當(dāng)調(diào)節(jié)高頻功率放大器模塊的W1。六、實驗報告1、按步實驗并畫出調(diào)幅波的波形。2、完成表16－1。

實驗六二極管峰值檢波器一.實驗?zāi)康?了解二極管峰值檢波的工作原理；2了解負(fù)峰切割失真和惰性失真的發(fā)生條件及改善方法。二.實驗儀器雙蹤示波器一臺；數(shù)字式萬用表一臺；實驗箱與幅度調(diào)制與解調(diào)模塊一套；信號發(fā)生器一臺；晶體管毫伏表一臺三.實驗原理幅度檢波是調(diào)幅的逆過程。檢波器能對AM波解調(diào)，電路簡單，但如調(diào)整不好，輸出的解調(diào)信號容易產(chǎn)生失真。二極管峰值檢波器原理圖見圖6-1。通常當(dāng)檢波器輸入信號幅度大于0.5V時，即為大信號峰值檢波工作狀態(tài)。其工作過程如下：當(dāng)二極管D導(dǎo)通時，輸入調(diào)幅信號Ui通過D向電容CL充電，充電時間常數(shù)為RDCL（RD為二極管正向電阻）。每當(dāng)D截止時，CL上充得的電荷通過RL放電，放電時間常數(shù)為RLCL。通常RD<<RL，故對CL而言，充電快，放電慢。因此，經(jīng)過若干個高頻周期后，檢波器的輸出電壓UO就在這樣的充放電過程中建立起來。隨著UO的逐步上升，D的導(dǎo)通時間逐步縮短，最后，CL的充放電達(dá)到動態(tài)平衡，UO就按高頻周期作鋸齒狀等幅波動，其平均值是穩(wěn)定的且變化規(guī)律與輸入調(diào)幅信號包絡(luò)變化規(guī)律一樣。從而實現(xiàn)了調(diào)幅波的解調(diào)。圖6-1二極管峰值檢波器二極管峰值檢波器容易產(chǎn)生的二種失真：1.惰性失真這是由于負(fù)載時間常數(shù)RLCL過大造成的。表現(xiàn)為輸出電壓跟不上輸入調(diào)幅信號包絡(luò)的變化。為了避免惰性失真，一般要求2負(fù)峰切割失真這是由于交流負(fù)載電阻R〔R=RLRL’/（RL+RL’）〕與直流負(fù)載電阻RL相差太大造成的。表現(xiàn)為輸出交流電壓負(fù)峰被削平。要避免負(fù)峰切割失真，應(yīng)滿足：本實驗電原理圖如圖6-2所示。電路簡介如下：圖6-2實驗二極管峰值檢波器電原理圖調(diào)幅信號從TP5處輸入，檢波器的直流負(fù)載電阻(R∑1為電阻R16、R17的并聯(lián)電阻)，檢波器的交流負(fù)載電阻(R∑2為電阻R18、R19、R20的并聯(lián)電阻)。電容C8可提高高頻濾波的能力，改善輸出波形的失真。C9和檢波器的負(fù)載電阻組成RC低通濾波器，通過對載波高頻濾波后，在輸出端得到解調(diào)信號。四.實驗內(nèi)容與步驟連接實驗線路在實驗箱主板上插入“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊，主板接地GND與模塊接地GND相連。在電路輸入端TP5處輸入調(diào)幅（AM）波。其載波峰峰值為500mV，頻率10.7MHz；調(diào)制信號峰峰值為5V，頻率1KHz，正弦波信號。示波器探頭接TT3處，觀察以下三種情況時檢波器的輸出波形。1檢測檢波器輸出的不失真解調(diào)信號K3、K6向上撥，K4、K5、K7向下?lián)?，觀察不失真檢波輸出波形。記錄該波形并測出此時的輸入信號調(diào)制度M1。2測量惰性失真波形K4、K6向上撥，K3、K5、K7向下?lián)?，觀察“惰性失真”波形（若現(xiàn)象不明顯可加大調(diào)制信號幅度或適當(dāng)改變各開關(guān)的撥動方向）。記錄該波形并測出此時的輸入信號調(diào)制度M2。觀察負(fù)峰切割波形K3、K7向上撥、K4、K5、K6向下?lián)?，觀察“負(fù)峰切割失真”波形（若現(xiàn)象不明顯可加大調(diào)制信號的幅度或適當(dāng)改變各開關(guān)的撥動方向）。記錄該波形并測出此時的輸入信號調(diào)制度M3。注意：若在（2）、（3）實驗中未調(diào)整過輸入調(diào)制信號的幅度，則三次實驗中的調(diào)制度相同。五．思考題1二極管峰值檢波器中通常會產(chǎn)生二種失真。在本實驗電路中與哪些器件哪些因素有關(guān)？如何解決這類失真？2原理電路圖與實驗電路圖有所不同，試解釋實驗電路的工作原理。

實驗七鎖相環(huán)調(diào)頻一.實驗?zāi)康?.了解鎖相環(huán)工作原理；2.了解鎖相環(huán)調(diào)頻電路工作原理。二.實驗儀器雙蹤示波器一臺；實驗箱及角度調(diào)制模塊一套；信號發(fā)生器一臺；頻率計一臺三.實驗原理1集成鎖相環(huán)調(diào)頻簡介調(diào)頻是用反映信息的低頻信號（調(diào)制信號）去控制高頻載波振蕩的頻率，使載波的瞬時頻率隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化。本實驗系統(tǒng)是采用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實現(xiàn)調(diào)頻。鎖相環(huán)路是一種允許用外部信號去控制環(huán)路內(nèi)部振蕩器頻率和相位的電路，是一種相位反饋電路。鎖相環(huán)的內(nèi)部電路主要由鑒相器和壓控振蕩器VCO兩部分組成。在普通的直接調(diào)頻電路中，振蕩器的中心頻率穩(wěn)定度較差，而采用晶體振蕩器的調(diào)頻電路，其調(diào)頻范圍又太窄。采用鎖相環(huán)調(diào)頻可以解決這個矛盾。實現(xiàn)鎖相調(diào)頻的條件是調(diào)制信號的頻譜要處于低通濾波器的通帶之外。使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)定度很高的晶振頻率上，而隨著輸入調(diào)制信號的變化，振蕩頻率可以發(fā)生很大頻偏。2鎖相環(huán)調(diào)頻原理鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖如圖8-1所示。將低頻調(diào)制信號加到壓控振蕩器的控制端，使壓控振蕩器的輸出頻率在自由振蕩頻率（中心頻率）fO上下隨調(diào)制信號而變化，壓控振蕩器的輸出端產(chǎn)生一個調(diào)頻波。當(dāng)高頻載波頻率與自由振蕩頻率相近時，壓控振蕩器的振蕩頻率與載波頻率鎖定。低通濾波器只保證壓控振蕩中心振蕩頻率與載波頻率鎖定時所產(chǎn)生的相位誤差電壓通過，它與調(diào)制信號經(jīng)由加法電路，去控制壓控振蕩器的頻率，這樣。既保證了壓控振蕩器的中心頻率與載波頻率頻率具有同樣頻率穩(wěn)定度，又能在壓控振蕩器輸出一個調(diào)頻波。圖8-1鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖3實驗鎖相環(huán)調(diào)頻電路工作原理本實驗用鎖相環(huán)調(diào)頻的原理圖如下圖所示。圖8-2鎖相調(diào)頻實驗原理圖電路采用74HC4046鎖相環(huán)與周邊器件構(gòu)成調(diào)頻電路。調(diào)制信號從TP8輸入，外部載波信號從TP5輸入，調(diào)制信號從TP7輸出。鎖相環(huán)內(nèi)部VCO的頻率受C18、R21和第12腳外接電阻的影響。設(shè)第12腳外接電阻阻值為R∑，則VCO的振蕩頻率f為：（8-1）其中，VC＝Vdd/2，Vdd為74HC4046的供電電壓，本電路為5V。R∑越大，單位調(diào)制信號電壓所引起的頻偏也越大。電路中，C18=5600pF，R21=10KΩ，R20=100K，R33=10KΩ。四.實驗內(nèi)容與步驟1測量鎖相環(huán)VCO的自由振蕩頻率（1）連接實驗電路在主板上正確插好角度調(diào)制模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K5向左撥，實驗箱主板接地端GND連接模塊接地端GND，主板＋5V接模塊＋5V。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)船形開關(guān)，K3向右撥，模塊上電源指示燈LED3亮。（2）K4向左撥，即74HC4046的第12腳接電阻R20（100KΩ）。示波器探頭接TT3，測量VCO頻率f1，由式5-1計算出此時TT3處信號頻率的理論值，將數(shù)據(jù)填入表8－1。（3）K4向右撥，即74HC4046的第12腳接電阻R33（10KΩ）。用示波器在TT3處測量VCO的頻率f2，由式5-1計算此時TT3處信號頻率的理論值，將數(shù)據(jù)填入表5-1。（KHz）實測值理論值（KHz）實測值理論值表8-12測量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶TP6連接TP7。TP5處輸入載波信號（由低頻信號源提供）。K4向右撥，載波信號頻率為fR=f1(實測值)，峰峰值5V，直流量約1V，方波或正弦波均可。（1）用雙蹤示波器同時在TT3和TP5處觀察，逐漸增大fR，觀察示波器上二個波形。當(dāng)兩波形同時移動時，系統(tǒng)處于（同步）鎖定狀態(tài)。繼續(xù)慢慢增加fR，當(dāng)fR增大到某一值時，示波器只能顯示一個波形，另一個波形處于漂移狀態(tài)。此時，系統(tǒng)處于失鎖狀態(tài)，記下此時的fR值fH1。然后，慢慢將頻率往回調(diào)，同時觀察示波器，直到屏幕上可同時顯示2個清晰的波形為止（此時系統(tǒng)又回到鎖定狀態(tài)），記下此時的頻率fH2。（2）接上，將頻率從fH2往低頻處調(diào)節(jié)，方法同上。直到示波器只能顯示一個波形，另一個波形處于漂移狀態(tài)，系統(tǒng)再次處于失鎖狀態(tài)。記下此時的頻率fL1，然后，慢慢將頻率往回調(diào)，同時觀察示波器，直到屏幕上可同時顯示2個清晰的波形為止（此時系統(tǒng)又回到鎖定狀態(tài)），記下此時的頻率fL2。同步帶W同=fH1-fL1捕捉帶W捕=fH2-fL2將數(shù)據(jù)代入上述公式，計算出同步帶和捕捉帶（3）K4向右撥，TP5處載波信號頻率為fR=f2(實測值)。其他步驟同①和②，再次測量出此時系統(tǒng)的同步帶和捕捉帶。3觀察調(diào)頻波連接TP6與TP7，K4向左撥。（1）TP8處輸入調(diào)制信號：頻率約1KHz，峰峰值5V的正弦波信號；（2）TP5處輸入載波信號：頻率為40KHz，峰峰值7V的正弦波或方波，由信號源提供

（也可不輸入此信號）。（3）示波器探頭接在TT3處觀察調(diào)頻波，調(diào)節(jié)調(diào)制信號的幅度，直到能觀察到調(diào)頻波疏密的變化情況。五.思考題1用鎖相環(huán)調(diào)頻時，外加載波信號頻率與壓控振蕩器的中心頻率，哪個頻率穩(wěn)定度要求較高？為什么？2在本實驗中，低通濾波器的作用是什么？3同步帶和捕捉帶哪個寬？試從基本原理上分析（可參考相關(guān)書籍）。

實驗八鎖相環(huán)鑒頻一．實驗?zāi)康?了解鎖相環(huán)鑒頻的原理；2了解實驗鎖相環(huán)鑒頻電路工作原理。二．實驗儀器雙蹤示波器一臺；實驗箱與角度解調(diào)模塊一套；晶體管毫伏表一臺信號發(fā)生器一臺；三．實驗原理對調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻率檢波或鑒頻。鎖相環(huán)原理（鑒頻）的框圖如圖9-1所示。圖9-1鎖相環(huán)鑒頻原理框圖輸入的調(diào)頻波經(jīng)放大后與壓控振蕩器的輸出經(jīng)鑒相器獲得一個變化的相位誤差電壓，并通過低通濾波器（濾波器需有足夠的帶寬，使鑒相器輸出的誤差電壓能順利通過）濾去所含的高頻成份，獲得一個誤差電壓去控制VCO，這樣VCO就能跟蹤輸入調(diào)頻波中反映調(diào)制規(guī)律的瞬時頻率。此時的誤差電壓就是隨調(diào)制信號頻率而變的解調(diào)信號，即實現(xiàn)了鑒頻。本實驗鎖相環(huán)鑒頻的電原理圖如圖9-2所示。其工作原理如下：圖9-2鎖相環(huán)鑒頻實驗原理圖調(diào)頻波從TP1輸入，解調(diào)信號從TT1輸出。C3決定VCO的自由振蕩頻率；電位器W1用來調(diào)節(jié)鎖相環(huán)環(huán)路濾波器的截止頻率，使同頻帶有足夠的寬度可以保證誤差信號的通過。輸入調(diào)頻信號可由角度調(diào)制模塊的鎖相環(huán)調(diào)頻電路提供或信號發(fā)生器提供。若調(diào)頻電路沒有頻率穩(wěn)定度高的外部載波信號，則可不用接外部載波，否則穩(wěn)定度低的外部載波會影響解調(diào)信號的穩(wěn)定度。五．實驗內(nèi)容與步驟1產(chǎn)生符合要求的調(diào)頻波（1）連接實驗電路在實驗箱主板上插入“角度解調(diào)”模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4、K6、K7、K8、K9、K10、K11向左撥，主板接地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(cè)的電源開關(guān)，K1、K2向右撥，此時，模塊上的電源指示燈LED1、LED2亮。（2）產(chǎn)生調(diào)頻信號（下面2方法2選1）*參考實驗八中“實驗內(nèi)容與步驟”3所述的方法用鎖相環(huán)調(diào)頻電路產(chǎn)生調(diào)頻波。*通過信號發(fā)生器取得相應(yīng)的調(diào)頻波。示波器探頭和頻率計探頭同時接4046鎖相環(huán)的3腳，測量出VCO振蕩器的自由振蕩頻率f。,將屏幕上的波形畫下（標(biāo)明峰峰值和周期）。信號發(fā)生器的載波就取f。，幅度為：2V的方波。調(diào)制信號為：1KHz幅度為：1V的正弦波。（3）輸入調(diào)頻波連接角度調(diào)制模塊的TP7與角度解調(diào)模塊的TP1，或?qū)⑿盘柊l(fā)生器輸出端接角度解調(diào)模塊的TP1。示波器探頭分別接角度解調(diào)模塊的TT1，調(diào)節(jié)W1，并適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)制信號的幅度，使TT1處信號最大不失真。記錄TT1處信號的頻率f0和峰峰值Vop-p，并將波形畫下。示波器探頭連接信號發(fā)生器的調(diào)制信號輸出端和TT1，比較這2個波形，在同一坐標(biāo)系內(nèi)畫下這2個波形。五.思考題1當(dāng)解調(diào)波失真時，調(diào)節(jié)哪些儀器或器件可以減?。ㄏ┦д?？2調(diào)制信號與解調(diào)信號有位相差，為什么？

實驗九調(diào)幅語音通話一.實驗?zāi)康?通過實驗，基本了解調(diào)幅/解調(diào)到音頻信號輸出的全過程。2了解信號流程及調(diào)制/解調(diào)中各種信號的測試方法及這些信號在系統(tǒng)調(diào)試時的作用。二.實驗儀器雙蹤示波器一臺；數(shù)字萬用表一臺；實驗箱一套；調(diào)試工具若干高頻功率放大器模塊/綜合實驗?zāi)K/幅度調(diào)制與解調(diào)模塊各一塊三.實驗原理 本實驗是在集電極調(diào)幅和二極管峰值包絡(luò)檢波器實驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合綜合模塊的話筒耳機(jī)電路實現(xiàn)的。原理框圖如下圖所示。圖11－1調(diào)幅語音通話實驗原理框圖話筒將聲音信號轉(zhuǎn)換為微弱的電信號，該信號送入放大電路進(jìn)行放大。帶通濾波器（300Hz～3.4KHz）電路對放大后的信號進(jìn)行濾波，去除信號中的干擾信號。經(jīng)過濾波后的信號經(jīng)射極跟隨器輸出，以隔離前后級電路之間的影響。經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理的聲音信號作為調(diào)幅電路的調(diào)制信號，對載波信號進(jìn)行調(diào)制。檢波電路解調(diào)出調(diào)制信號，此信號進(jìn)入射極跟隨器電路，輸出的信號送入帶通濾波器（300Hz～3.4KHz）進(jìn)行濾波。功放電路對信號進(jìn)行放大以驅(qū)動耳機(jī)。四.實驗內(nèi)容與步驟第一種方法1調(diào)幅信號的產(chǎn)生（1）連接實驗電路在主板上正確插好“高頻功率放大器”模塊。開關(guān)K1、K5、K6向左撥，K2、K3、K4向下?lián)?，TP2接TP3，主板GND接模塊GND，主板+12V接模塊＋12V，檢查連線正確無誤后打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，開關(guān)K1向右撥，若正確連接則模塊上的電源指示燈LED1亮。（2）靜態(tài)工作點調(diào)節(jié)TP1接地，用萬用表測量三極管Q1發(fā)射極對地的直流電壓，調(diào)節(jié)W1使此電壓約為1.8V。（3）輸入載波TP1處輸入頻率為10.7MHz，峰峰值約500mV的正弦波載波信號，此信號可由“正弦波振蕩器”模塊或信號源提供，或信號發(fā)生器提供。（4）輸入調(diào)制信號TP5處輸入頻率約1KHz，峰峰值約5V的正弦波調(diào)制信號，此信號可由正弦波振蕩器模塊的RC振蕩電路或信號源提供。（5）調(diào)試調(diào)幅電路用示波器在TT2處觀察，調(diào)節(jié)中周T1和T2，使TT2處出現(xiàn)如下圖所示的調(diào)幅波。圖11－1調(diào)幅波波形2解調(diào)電路調(diào)試（1）連接實驗電路在主板上插入“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊，主板GND接模塊GND。（2）輸入調(diào)幅波連接高頻功率放大器模塊的TP4與“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊的TP5。（3）觀察解調(diào)輸出信號“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊的開關(guān)K3、K6向上撥，K4、K5、K7向下?lián)?，用示波器在該模塊的TT3處觀察解調(diào)輸出波形。適當(dāng)調(diào)節(jié)高頻功率放大器模塊的中周T1和T2，使解調(diào)輸出波形最大不失真。3話筒耳機(jī)電路調(diào)試（1）連接實驗電路在主板上插入“綜合實驗”模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K8、K9向左撥，主板GND接該模塊GND，主板±5V接該模塊±5V輸入端。檢查連線正確無誤后，打開實驗箱右側(cè)的船形開關(guān)，K3、K4向右撥。此時，模塊上的電源指示燈LED3、LED4亮。（2）接通話筒耳機(jī)將耳機(jī)分別插在話筒耳機(jī)插座上（注意不要插反），耳機(jī)上的音量調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到中等位置。4調(diào)幅語音通話聯(lián)調(diào)將“高頻功率放大器”模塊的調(diào)制信號去掉，連接“綜合實驗”模塊的TP8與高頻功率放大器模塊的TP5，連接綜合模塊的TP9與幅度調(diào)制與解調(diào)模塊的TP6。戴上耳機(jī)，對著話筒吹氣/說話，緩緩調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量放大旋鈕使耳機(jī)的音量適中。緩緩調(diào)節(jié)“綜合實驗”模塊上的“失真調(diào)節(jié)”電位器，耳機(jī)的聲音最佳。第二種方法1模塊的連接與調(diào)幅波的產(chǎn)生(1)在實驗箱交流電源關(guān)閉狀態(tài)下，將“綜合實驗”模塊接地和±12V與實驗箱的接地和±12V輸入插座相連接，且K1,K2左撥；“幅度調(diào)制與解調(diào)”模塊的接地端與實驗箱的接地端相連。（2）用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個普通調(diào)幅波。調(diào)制信號頻率為1KHz,1Vpp;載波信號頻率為：100KHz,3Vpp;將此信號加入包絡(luò)檢波器輸入端TP5,在TP6處可觀察到檢波輸出信號。用示波器測量TP5和TP6處的波形并記錄；測量調(diào)幅波的調(diào)制度M12解調(diào)信號的測試（1）將解調(diào)信號加到綜合模塊加法器的輸入端TP7,右撥該模塊K1,K2開關(guān)，用示波器同時測量TP7和TT3的波形并記錄這兩個波形，計算出放大器的電壓放大倍數(shù)Au(解調(diào)信號不失真）。（2）將綜合模塊TT3與TP9相連接，耳機(jī)黑插頭插入耳機(jī)插座。（3）在調(diào)制信號頻率范圍300Hz3.4KHz范圍內(nèi)，保持解調(diào)信號不失真。用耳機(jī)試聽該信號變化情況。記錄此時調(diào)制信號的幅度和調(diào)幅信號的調(diào)制度M2。五.思考題1當(dāng)調(diào)制信號頻率升高時，為什么解調(diào)信號會逐步失真？實驗十調(diào)頻/調(diào)幅接收系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?、熟悉調(diào)頻/調(diào)幅接收的原理和方法；2、熟悉調(diào)頻/調(diào)幅信號的頻譜。二、實驗內(nèi)容調(diào)試調(diào)頻/調(diào)幅接收機(jī)電路，接收收音機(jī)信號。三、實驗設(shè)備1、鞭狀天線一根2、耳機(jī)一套四、實驗原理調(diào)頻/調(diào)幅解調(diào)電路由索尼公司生產(chǎn)的CXA1691BM和少量外圍元件組成。CXA1691BM既可以接收中波調(diào)幅信號，也可接收調(diào)頻信號。它包含了中放、混頻、限幅、鑒頻、檢波等電路，內(nèi)部框圖如圖53－1所示。圖53－1CXA1691BM內(nèi)部框圖典型應(yīng)用電路圖如圖53－2所示。當(dāng)開關(guān)S1向下?lián)軙r，CXA1691BM工作在調(diào)幅接收的狀態(tài)，接收載頻范圍為535kHz～1605KHz。當(dāng)開關(guān)S1向上撥時，CXA1691BM工作在調(diào)頻接收的狀態(tài)，接收載頻范圍為88MHz～108MHz。調(diào)幅接收電路分析（1）輸入回路調(diào)幅波經(jīng)調(diào)幅天線線圈（由L1、C1和四聯(lián)電容中的1個可調(diào)電容組成）進(jìn)入芯片的第10腳。（2）調(diào)幅本振電路調(diào)幅本振電路由L4、C4、四聯(lián)電容中的1個可調(diào)電容和芯片內(nèi)部電路組成。（3）混頻、中放和檢波外部調(diào)幅波與調(diào)幅本振電路產(chǎn)生的本振信號混頻得到455KHz的調(diào)幅中頻信號，此中頻信號經(jīng)中頻變壓器（T1）耦合到455KHz陶瓷濾波器CF1的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾波后的中頻信號進(jìn)入芯片第16腳，即進(jìn)入中放。信號經(jīng)芯片內(nèi)部中放、檢波電路處理后得到解調(diào)信號，從芯片的23腳輸出。（4）音頻放大檢波輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳，即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過芯片內(nèi)部的音頻放大電路后，從芯片的27腳輸出，此信號接到耳機(jī)電路，即可接收到語音信號。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語音信號的大小。2、調(diào)頻接收電路分析（1）輸入回路調(diào)頻波經(jīng)調(diào)頻天線（ANT）、帶通濾波器進(jìn)入芯片的第12腳（FMRFIN）。L2、C2和四聯(lián)電容中的1個可調(diào)電容組成選頻網(wǎng)絡(luò)，用于選中某一載頻信號。（2）調(diào)頻本振電路調(diào)頻本振電路由L3、C3、四聯(lián)電容中的1個可調(diào)電容和芯片內(nèi)部電路組成。（3）混頻、中放和鑒頻經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選中的載頻與調(diào)頻本振電路產(chǎn)生的本振信號混頻得到10.7MHz的調(diào)頻中頻信號。此中頻信號經(jīng)C11、R4、R5接到10.7MHz陶瓷濾波器CF2的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾波后的中頻信號進(jìn)入芯片第17腳，即進(jìn)入中放。信號經(jīng)芯片內(nèi)部中放、鑒頻電路處理后得到解調(diào)信號，從芯片的23腳輸出。（4）音頻放大鑒頻輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳，即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過芯片內(nèi)部的音頻放大電路后，從芯片的27腳輸出，此信號接到耳機(jī)電路，即可接收到語音信號。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語音音量。3、其它功能說明在芯片19腳加一調(diào)諧指示燈D1，可隨時觀測接收信號的強(qiáng)度。信號強(qiáng)度越大，芯片19腳輸出的電壓越小，發(fā)光二極管D1越亮，解調(diào)信號的質(zhì)量越高。4、實驗?zāi)K使用說明本實驗調(diào)幅天線線圈放置在PCB板的反面，調(diào)頻天線為鞭狀天線。開關(guān)K5向左撥，則CXA1691BM為調(diào)幅接收機(jī)，開關(guān)K5向右撥，CXA1691BM為調(diào)頻接收機(jī)。四聯(lián)電容通過大撥盤（黑色）來調(diào)節(jié)，LED5用于指示調(diào)諧程度。語音信號可通過揚聲器Speaker或耳機(jī)（Phone）接收。當(dāng)開關(guān)K6向左撥時，用揚聲器接收；當(dāng)開關(guān)K6向右撥時，用耳機(jī)接收?？烧{(diào)電阻（Volume）用于調(diào)節(jié)語音音量。注意：本實驗不能在星期二下午或午夜電臺停臺時進(jìn)行，建議在空曠信號良好處進(jìn)行。五、實驗步驟1、連接實驗電路在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4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(cè)的船形開關(guān)，K4向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。2、調(diào)幅接收（1）K5向左撥，即CXA1691BM工作在調(diào)幅接收狀態(tài)。（2）K6向左撥，即采用揚聲器接收語音信號。若使用實驗箱附帶的耳機(jī)接收語音，則K6向右撥，將耳機(jī)插在Phone處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量旋鈕，使語音音量適當(dāng)。（3）緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Volume，使LED5最亮且揚聲器輸出語音清晰。（4）繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接收其它頻道的信號。3、調(diào)頻接收（1）K5向右撥，即CXA1691BM工作在調(diào)頻接收狀態(tài)。（2）K6向左撥，即采用揚聲器接收語音信號。若使用實驗箱附帶的耳機(jī)接收語音，則K6向右撥，將耳機(jī)插在Phone處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量旋鈕，使語音音量適當(dāng)。（3）緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Volume，使LED5最亮且揚聲器輸出語音清晰。（4）繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接收其它頻道的信號。六、實驗報告要求1、討論本實驗的實驗原理。2、畫出調(diào)幅接收和調(diào)頻接收電路的原理框圖。附錄計算機(jī)輔助分析軟件及應(yīng)用第一節(jié)OrCAD簡介一、OrCAD軟件結(jié)構(gòu)OrCAD集成了電原理圖繪制、印制電路板設(shè)計、模擬與數(shù)字電路混合仿真及電路優(yōu)化設(shè)計等功能。其軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1－1所示。OrCAD/CaptureCISOrCAD/CaptureCIS（電路圖設(shè)計）OrCAD/PspiceA/D（數(shù)/?；旌夏M）Optimizer（電路優(yōu)化設(shè)計）OrCAD/LayoutPlus（PCB設(shè)計）圖1－1微機(jī)級EDA軟件OrCAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1、OrCAD/CaptureCISCapture提供直觀的界面和豐富的功能。除可生成各類模擬電路、數(shù)字電路和數(shù)/?；旌想娐返碾娐吩韴D外，還配備有元件信息系統(tǒng)，可以對元器件的采用實施高效管理。該軟件還具有因特網(wǎng)元器件輔助功能，可在設(shè)計電路圖的過程中從Internet的元件數(shù)據(jù)庫中查閱、調(diào)用上百萬種元器件。2、OrCAD/PspiceA/D（數(shù)/?；旌闲盘柲M）及Optimizer（仿真優(yōu)化設(shè)計）這是一個通用模擬軟件，除可對模擬電路、數(shù)字電路和模數(shù)混合電路進(jìn)行模擬外，還有優(yōu)化設(shè)計的功能。該軟件的Probe模塊。不但可以在模擬結(jié)束后顯示信號波形，而且還可以對波形進(jìn)行各種運算處理，包括提取電路特性參數(shù)、分析電路特性參數(shù)與元器件參數(shù)的關(guān)系。3、OrCAD/LayoutPlus（PCB設(shè)計軟件）該模塊可直接將OrCAD/Capture生成的電路圖通過手工或自動布局布線方式進(jìn)行復(fù)雜、混合間距、多層PCB設(shè)計。二、電路圖繪制及電路圖后處理電路圖的繪制由OrCAD/Capture軟件完成。Capture設(shè)計過程如圖1－2所示。具體操作參見第二節(jié)高頻小信號單諧放大器的仿真操作實例。設(shè)置原理圖環(huán)境設(shè)置原理圖環(huán)境新建DesignProjectandSchematic繪制原理圖設(shè)計后續(xù)處理圖1－2Capture處理過程三、OrCAD/PspiceA/D（電路特性仿真）在原理圖繪制完成且無錯誤的情況，可對原理圖進(jìn)行仿真。PspiceA/D可進(jìn)行6類15種電路特性仿真。仿真操作步驟如圖1－3所示。具體操作參見第二節(jié)高頻小信號單諧放大器的仿真操作實例。建立仿真描述文件建立仿真描述文件設(shè)置特性分析類型及參數(shù)運行仿真觀察仿真結(jié)果圖1－3PspiceA/D處理過程有關(guān)Optimizer（電路優(yōu)化設(shè)計）及OrCAD/LayoutPlus（PCB設(shè)計）的部分，由于本實驗指導(dǎo)書后續(xù)部分沒有使用到，故不做相關(guān)介紹。若想深入了解OrCAD的應(yīng)用，可參考下列書籍：《基于ORCAD10.5的電子電路分析與設(shè)計》譚陽紅等國防工業(yè)出版社《從實例中學(xué)習(xí)ORCAD》王輔春、劉明山、遲海濤、雷治林機(jī)械工業(yè)出版社《電子電路CAD技術(shù)——基于ORCAD9.2》賈新章、武岳山西安電子科技大學(xué)出版社附帶光盤贈送OrCAD9.2軟件包，參考光盤中的安裝說明，進(jìn)行OrCAD9.2的安裝，以便后續(xù)仿真實驗的進(jìn)行。第二節(jié)高頻小信號單調(diào)諧放大器的仿真仿真原理圖如圖2－1所示。圖2－1高頻小信號單調(diào)諧放大器原理圖1、新建Project啟動CaptureCIS，在菜單欄中選擇file>new>Project，出現(xiàn)圖2－2所示的對話框。圖2－2NewProject設(shè)置對話