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文档简介
1、现代通信电路实验指导书主编 魏平俊 中原工学院电子信息教研室2012年10月 目 录一概述1二主要技术性能1三主要实验项目3四使用说明4五实验要求及注意事项9六实验内容10实验一 LC调谐放大器10实验二 高频功率放大器14实验三 LC电容反馈三点式振荡器16实验四 石英晶体振荡器19实验五 振幅调制器21实验六 调幅波解调器24实验七 变容二极管调频器27实验八 集成函数信号发生器构成的频率解调器 32实验九 集成锁相环构成的频率解调器35实验十 混频器38实验十一 本振频率合成42实验十二 调幅系统实验45实验十三 调频系统实验47实验十四 模拟通话实验4 一概述1. 现代通信电路实验课的
2、总体设计方案现代通信电路实验课的总体设计思路是,将现代通信电路课程实验和EDA基础课程实验整合在一起,并综合模拟电子技术、单片机、通信原理等课程的有关知识,使本实验课集基础实验、专业实验于一体,从验证性实验入手、由浅入深、达到综合性设计性实验的目的。最后要求学生设计并制作出一个无线发射接收系统。2. 实验项目的总体设计方案实验项目的总体设计思路是,将现代通信电路实验分成验证性实验、综合性实验和设计性实验三部分,其中3个验证性实验、2个设计性实验,然后进行1-2周的综合设计。具体方案如下。(1)做3个现代通信电路基本实验( 高频谐振放大器; 正弦波振荡器; 振幅调制与解调)。(2)进行综合性实验
3、用2-4个课时设计并实现无线通信系统,包括调幅发射系统和调幅接收系统及调频系统实验。(3)用1-2周的时间进行综合设计。设计要求如下:设计题目一:单工无线呼叫系统A. 基本要求 设计并制作出一个无线发射接收系统,要求:(1)设计并制作一个主站,传送一路语音信号,其发射频率在30MHz300MHz间自行选择,发射峰值功率不大于20mW(50假负载上测定)。(2)设计并制作一个从站,其接收频率与主站相对应,采用电池组供电,用耳机收听语音信号。(3)当传送信号为300Hz3400Hz的正弦波时,测试接收波形应无明显失真。B. 发挥部分完成上述要求后,将从站数量扩展至8个(实际制作1个),构成一点对多
4、点的单工无线呼叫系统。要求从站号码可任意改变,主站具有拨号选呼和群呼功能。设计题目二:无线控制系统A. 基本要求设计并制作出一个无线控制系统,要求:(1)可用该模块控制多个电器;(2)各控制对象的地址由本地设定;B. 发挥部分在完成上述功能的基础上,进一步增加控制功能,可以对一路灯具进行亮度调节,调节范围分灭、暗、中、亮四档。 二主要技术性能1五路直流稳压电源输出 额定值 额定电流(A)允许误差%最大波纹电压+50.53%5mv-50.53%5mv+120.53%5mv-120.53%5mv0-2413mv 以上电源均设有短路或过载保护,短路或过出现即切断输出,并声响报警,短路或过载消除按键点
5、动恢复。2交直流数字毫伏表:(1)具备外测内显功能,量程自动转换。“外测”可测试直流电压。交流低频信号电压,高频信号电压;“内显”则显示可调直流稳压电源的输出电压,高频信号源和低频信号源的输出电压。(2)直流电压测量范围mv-200v,误差+-1%+-1个字。 (3)低频交流信号电压测量范围1mv-200v,基本测量误差(1000mv/1Kz)+-2%,最高分辨率0.1mv,频率范围20Hz-2MHz。 (4)高频信号电压测量范围10mv-3v,频率范围10KHz-150MHz,基本测量误差+-3%(500mv/100KHz)3低频信号发生器: (1)正弦波,三角波,方波输出; (2)输出幅度
6、0-10Vp-p连续可调; (3)输出信号频率范围10Hz-100KHz; (4)正弦波输出失真度(1V/KHz) (5)正弦波输出电压和频率同时数字显示。4高频信号发生器: (1)正弦信号输出,扫频信号输出; (2)输出幅度0-4Vp-p(80KHz-15KHz); (3)输出频率范围80KHz-20KHz,分FL和FH两个频段,连续可调; (4)输出频率和输出信号电压同时数字显示;5扫频仪功能: (1)扫频信号扫频范围1MHz-15MHz,分高低两个频段,扫频范围起始频率和终端频率可调,并数字显示。 (2)扫频范围内对应有等分为20个频率标记脉冲,级性可变,在示波器的频响曲线上显示亮点或暗
7、点。 (3)扫频信号幅度0-4Vp-p连续可调。 (4)用普通20MHz双踪示波器的X,Y,Z轴接入相应信号,配合X,Y灵敏度调节,可显示被测电路的频响曲线,同时Z端输入频率标记脉冲,曲线上显示20等分的电刻度(亮点或暗点)。6数字频率计: (1)数字频率计有“内显”“外测”功能,内显功能显示低频信号或高频信号的输出频率,二路信号同时输出,则自动交替显示频率,扫频输出通过F1,F2按键操作分别显示扫频范围内的起始和终端频率。 (2)“外测”功能为普通的8位数字频率计; (3)测频范围10Hz-100MHz (4)灵敏度不差于100mv (5)稳定度0.00001 (6)精度0.00003 (7
8、)闸门时间0.01,0.1,1S三档选择7每套实验装置侧面提供二位单相三线220V安全电源插座,供插接其他仪器使用。8安全条件:电源进线均有标准漏电保护开关,其他低压电源均设有隔离变压器,机体绝缘电阻=7M欧姆,耐压强度1500V。9外型尺寸(1) XSGZ-1:2070*700*1560mm,重量约80kg 实验电路板600*350mm 二套(2) XSGZ-1A:650*550*345mm,重量约17kg 实验电路板600*350mm 单套10使用条件:温度10-35度 湿度=80% 三主要实验项目实验一 LC调谐放大器实验二 高频功率放大器实验三 LC电容反馈三点式振荡器实验四 石英晶体
9、振荡器实验五 振幅调制器实验六 调幅波解调器实验七 变容二极管调频器实验八 集成函数信号发生器构成的频率解调器实验九 集成锁相环构成的频率解调器实验十 混频器实验十一 本振频率合成实验十二 调幅系统实验实验十三 调频系统实验实验十四 模拟通话实验 四使用说明1面板控制件名称或功能(参照面板示意图): (1)总电源指示灯; (2)电源进线保险丝管; (3)总电源开关,此开关置于开的位置,各仪器即可获得电源,同时各直流稳压电源及交流直流豪伏表进入工作状态; (4)+12V,-12V直流稳压电源输出端及地端(插孔); (5)+5V,-5V直流稳压电源输出端及地端; (6)0-24V可调直流稳压电源“
10、+”“-”输出端; (7)0-24V可调直流稳压电源输出电压电位调节器; (8)保护复位按键,各路直流稳压电源输出过载或短路其输出被截止或切断,同时发出报警声,短路或过载消除按此键恢复输出; (9)交直流豪伏表工作状态控制键,均为自锁键,“外测”“内显”键,按出为外测功能,可测试直流或低频,高频信号,按入为内显功能,显示可调直流输出电压或低频交流信号及高频交流信号; “直流”“交流”键,确定表的直流或交流的测量状态; “低频”“高频”键,在交流工作状态根据被测信号或内显信号的频率范围,选择其位置,配合(12)(13)使用; (10)电压数字显示屏,量程自动转换,显示单位自动交替,交流约50mv
11、以下小信号,显示单位为“mv”,分辨率0.1mv; (11)mv和v显示单位指示; (12)DC/AC(L)为交直流毫伏表,直流电压和低频信号(2MHz以下)电压输入端; (13)AC(H)为高频信号测量探头的输入端;(14)低频信号源电源开关,开启电源指示灯亮;(15)低频信号输出频率调节电位器,调节此电位器配合(18)频段选择键可获10Hz-100KHz的函数信号;(16)低频信号输出Q9插座;(17)低频信号输出波形选择键;(18)低频信号频段选择键;(19)低频信号输出幅度调节;(20)数字频率计电源开关,开启电源数字屏(22)即有不确定指示;(21)数字频率计工作状态选择“内显”“外
12、测”键,“内显”位置确认数字频率计作为本机二组信号发生器输出信号的频率指示,“外测”位置该频率计作为100MHz通用数字频率计使用;“闸门时间”选择键确定频率计的计数速度和测频分辨率;“10M/100M”键的位置选择频率计的测频范围,选择不当影响测量精度或正常功能;0db/20db键为频率计外测信号过大时按入此键,将信号衰减,以保证测量的稳定性。(22)频率计8位LED数字显示屏;(23)10MHz和100MHz不同工作状态时,显示频率单位指示;(24)测频输入高频插座,由带Q9插头的高频同轴电缆线输入被测仪器;(25)高频信号源部分电源开关,开启电源指示灯两;(26)高频信号和扫频信号输出Q
13、9高频插座;(27)常态状态高频信号的频率调节(分FL,FH波段),或扫频状态扫频起始的频率调节电位器;(28)高频信号或扫频信号输出幅度粗调电位器;(29)高频信号或扫频信号输出幅度细调电位器;(30)扫频信号终止(高端)频率调节电位器;(31)高频信号源工作状态扫频功能控制键,“常态/扫频”键为高频信号输出状态或扫频信号输出状态选择控制;F1,F2为常开按键,按F1显示并调节起始(低端)频率;按F2显示并调节扫频终点(高端)频率;FL/FH为高频信号或扫频信号高低频段选择键;“频标+/频标-”键为频标脉冲极性选择键,确定示波器(Z轴输入)显示的频率响应曲线频率刻度为亮点或暗点(习惯选为亮点
14、,根据不同示波器Z轴调辉极性决定);(32)检波输入航空插座:被测网络高频信号输出经检波探头后送至示波器的Y输入端显示频响曲线;(33)双踪示波器连接输出端,“X,Y,Z,地”分别与示波器的X(YA),Y(YB),Z(调辉),地相连,示波器置XY工作状态,检波头送入网络输出的扫频信号,接至检波输入,适当调节示波器X,Y轴灵敏度,即可观察被测网络的频率特性曲线。2操作方法:(1)接通装置侧面的漏电保护开关,“1”电源指示灯亮说明外电源220V已经送入工作台,同时装置侧面的单相电源插座可以送电;(2)开启电于开关“3”,各仪器部分即可获得电源,交直流毫伏表和各直流稳压电源同时进入工作状态;(3)+
15、-12V,+-15V为固定稳压电源,供地输出,0-24V为独立电源,通过调节电位器“7”获得所需输出电压,电压值由毫伏表指示(毫伏表控制键“9”置“内显”“直流”工作状态)。(4)毫伏表“内显”状态,并选择“9”为“交流”,通过“高频”“低频”键的转换,分别显示本机高频信号和低频信号的输出幅度;毫伏表“外测”状态,选择“直流”则该表是量程自动转换的直流数字电压表;选择“交流”,通过“低频”“高频”转换,则分别为量程自动转换的低频毫伏表和一个量程的高频毫伏表。直流或低频信号测量从DC/AC(L)输入,测量高频信号从AC(H)“13”输入。(5)接通开关“14”低频信号部分的电源指示灯亮,通过“1
16、7”波形选择键所需输出波形;通过“18”选择输出频率范围,控制键上方所标频率数为本波段的高频,其低频可覆盖下一频段的高频(频率),波段被的频率调节由电位器“15”实施,频率由频率计显示,频率计的“工作状态选择键”“21”选择“内显”和“10M”位置。输出幅度(正弦波)有效值由交直流毫伏表显示,“9”选择“内显”“交流”“低频”状态。三角波和正弦波的幅度由示波器观察,毫伏表只作比较性指示。(6)接通“14”的同时应该接通“20”频率计的电源开关。工作状态选择键选择“外测”,这是一个典型100MHz频率计,可以测试输入端“24”输入的信号频率,幅度较大时选择衰减“20dB”以求稳定显示。10MHz
17、以下信号测试宜选择“10M”,10MHz以上信号测试时必须选择“100M”。显示的频率单位有“23”自动转换表示。闸门时间决定记数速度和显示分辨率,一般选择1s,调节信号频率时可选择0.01过0.1s,这样反映记数比较快。工作状态选择“内显”,则显示低频信号过高频信号频率,最好是分别显示,低频信号频率显示选择“10M”,高频信号频率超过10MHz选择“100M”,二路信号同时输出则交替显示,此时以高频信号的输出频率选择“10M/100M”位置(选择“100M”,低频信号分辨率稍差)。(7)接通开关“25”高频信号电源指示灯亮,“工作状态扫频功能”控制键“31”选择常态,则高频信号源工作,输出频
18、率波段由“31”的FL/FH选择,频率由“频率调节”电位器“27”调节,数字频率计“内显”状态指示,幅度通过“幅度粗调”“28”和“幅度细调”“29”电位器调节,由毫伏表(“内显”“交流”“高频”状态)指示,信号由高频Q9插座“26”输出。(8)“工作状态扫频功能”键选择“扫频”,通过FL/FH选择高低档扫频频段,根据被测电路的频响范围确定扫频开始端(低频端)频率F1和扫频终止端(高频端)频率F2。按住F1键,通过频率计的显示,调节“F1调节”电位器调节扫频开始频率,松开“F1”按住“F2”,通过频率计显示,调节“F2调节”电位器调节扫频信号终端频率,这样扫频频率范围已经确定,调节“幅度粗调”
19、“28”和“幅度细调”“29”调节扫频信号输出幅度(毫伏表指示),扫频信号从Q9高频插座“26”输出。(9)扫频仪功能频响曲线的显示:扫频信号输出的同时,示波器连接输出“33”的“X”输出端子输出扫频调制信号锯齿波电压,“Z”输出端输出频标刻度信号,扫频范围内均为20个等分刻度。由扫频开始频率和终端频率即可确定刻度频率,每个刻度间隔为扫频范围(F2-F1)频段1/20。由于设计电路所决定,查看频标从扫频曲线终端计数,终点为第一个频标,向左查第一个频标点为第二个频标,依次类推。将扫频信号从“输入/输出”端“26”接至被测电路的输入端,用与“检波输入”“32”连接的检波探头联接被测电路的输出端(或
20、测试端),从“33”的“Y”端即输出检波信号,此时将“33”的X,Y,地,Z分别接至双踪示波器的X(YA),Y(YB),地,Z(调辉输入),示波器处于XY工作状态,适当调节X(YA)和Y(YB)的灵敏度开关,即可观察到被测电路的频响曲线,适当天界示波器的亮度在频响曲线上可以清晰地看到20个电刻度(频标),选择“31”频标,“+”“-”极性,可以使频标成亮点或暗点。改变被测电路的调谐参数及Q值,可以观察到频响曲线的应有变化,查看频标可以大致确定谐振中心频率。如果电路Q值较低或是参差调谐电路,扫频范围达不到频响宽度,可以平行调节扫频范围,分别观察曲线的上升和下降沿。观察频响曲线谐振频率最好的方法是
21、:完整的频响曲线显示以后,调节扫频终端频率f2(配合f1调节),扫频终端对应的频响曲线的各点即为曲线该点的频率。按入F2即可数字显示频率值,这样就可以方便地测出频响曲线的峰值频率,双调谐曲线的双峰点频率,中心频率,频带宽度等。这样比通用扫频仪方便,更准确。以上图示曲线,可以与用高频毫伏表点测绘的曲线进行比较,以加深理解。高频信号源部分控制件带红色文字或符号中标注的均与扫频信号有关。(10)用示波器观测信号波形,必须使探极处于*10位置,这样可以减少探头输入电容对被测电路的影响。 五.实验要求及注意事项1实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。预习要求如下:1)认真阅读实验指导书,分析,掌握实验
22、电路的工作原理,并进行必要的估算。2)完成各实验“预习要求”中指定内容。3)熟悉实验任务。4)复习实验中所用仪器的使用方法及注意事项。2使用仪器和实验装置前必须了解其性能,操作方法及注意事项,在使用时应该严格遵守。3实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误后才能接通电于,初学或没有把握应该经指导老师审查同意后再接通电源。4高频电路实验注意事项:1)实验所需的正负电源确认电压值无误后才能连接至实验电路。2)由于高频电路频率较高,分布参数及相互感应的影响较大。所以在接线时连接线要尽可能短。接地点必须接触良好,以减少干扰。3)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点,设置是否正确,
23、或输入信号是否过大。5实验时注意观察,若发现有异常现象(例如有元件冒烟,发烫或有异味)应立即关断电源,找出原因,排除故障,经指导老师同意再继续实验。6实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆接线。7实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据,波形,现象)。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验电路。8实验结束后,必须关断电源,找出电源插头,并将仪器,设备,工具,导线等按规定整理。9实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。10实验装置高频毫伏表输入探头跟扫频检波探头不能混用,否则影响测试结果。 六实验指导实验一 LC调谐放大器一实验目的1熟悉电子元件和高频电路实验装置。2熟
24、悉谐振回路的幅频特性分析通频带与选择性。3熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响,从而了解频带扩展。4熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二实验仪器1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置三预习要求1复习谐振回路的工作原理。2了解谐振放大器的电压放大倍数,动态范围,通频带及选择性相互之间关系。3实验电路中,若电感量L=1uh,回路总电容C=220pf(分布电容包括在内),计算回路中心频率f。四实验内容及步骤(一)单调谐回路谐振放大器。1实验电路见图1-1按图1-1所示连接电路(注意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接)。2静态测量实验电路中选(射极电阻)Re=1K测量各静态工作点
25、,计算并填表1.1 表1.1VB,VE是三极管基极和发射极对地电压.3.动态研究(1)测放大器的动态范围Vi-Vo(在谐振点)选R=5.1K,Re=1K.把高频信号发生器接到电路输入端,电路输出端接毫伏表,选择正常放大区的输入电压Vi,(保证晶体管工作在放大区,此时才是谐振放大器)调节频率f使其成为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输入电压幅度为最大。此时调节Vi由0.02V变到0.8V,逐点记录Vo电压,并填入表1.2。Vi的各点测量值可根据实测情况来确定。 表1.2(2)当Re分别为510欧,2K时,重复上述过程,将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线,并进行比
26、较个分析。(3)测量放大器的频率特性当回路电阻R=5.1K时,选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率fo=10.7MHz为中心频率,测得在不同频率f时对应的输出电压Vo,将测得的数据填入表1.3,频率偏离范围可根据实测情况来确定。 表1.3 计算fo=10.7MHz时的电压的放大倍数及贿赂的通频带和Q值。(根据电压值为最大值的0.707倍时,两者对应的频率的差值即为频带,用公式计算Q值)(3) 改变谐振回路电阻,即R分别为2K欧,470欧时,重复上述过程,并填入表1.3。比
27、较通频带情况。(Q值变小,通频带变小,选择性好)(二)双调谐回路谐振放大器1实验线路图1-2(电容耦合) 图1-2 双调谐回路谐振放大器原理图(1)用示波器(扫频)或高频毫伏表调双回路谐振曲线。接线方法同上(3),观察双回路谐振曲线,选CT3为合适的位置,使输出波形为最佳,反复调整CT1,CT2使两回路谐振在6.5MHz。(2)测双回路放大器的频率特性按图1-2所示连接电路,将高频信号发生输出端接至电路输入端,选CT3为合适位置,置高频信号发生器频率为6.5MHz,反复调整CT1,CT2使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的频率为中心频率,然后保持高频信号发生器输出电压不变,改变频率,(在高
28、频信号发生器上改变频率)由中心频率向两边逐点偏离,测得对应的输出频率f和电压值。2改变耦合电容CT3,(转移阻抗最大值,改变Q值,波形变化)观察输出波形的变化情况,根据所学的知识分析其原因。3用扫频信号输入,通过示波器观察谐振曲线。附说明:显示谐振曲线不可能是理想曲线,而实用电路高低端均设有吸收回路曲线才能比较接近理想曲线。五实验报告要求1写出实验目的。2画出实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。3写明实验所用仪器,设备及名称,型号。4整理实验数据,并画出幅频特性。(1)单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。(2)双调谐回路耦合电容CT3对幅
29、频特性,通频带的影响。从实验结果找出单调谐回路和双调回路的优缺点。5本放大器的动态范围是多少(放大倍数下降1dB的弯折点Vo定义为放大器动态范围),讨论Ic对动态范围的影响。 实验二 高频功率放大器一实验目的1了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类放大器的计算与设计方法。2了解电源电压Vc与集电极负载对功率放大器功率及效率的影响。二预习要求1复习功率谐振放大器原理及特点。2分析图2-1所示的实验电路,说明各元件的作用。三实验仪器1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验内容及步骤1实验电路功率放大器接好所需电源,在输入端接入10.7MHz的高频信号,使A接至V2的基极,使第二极调协放大器
30、的输出为f=10.7MHz,Vm=2V的信号,记为Vi,加至C6。2按图接好实验板所需电源,将C,D两点短接,利用扫频仪功能调回路谐振频率,使其谐振在10.7MHz的频率上。 图2-1 功率放大器(丙类)原理图3不加负载,去掉C,D两点短接线,在C,D两端串入电流表(选择万用表直流电流档,量程选择大于200mA),测Io电流,在输入端接f=10.7MHz,Vi=2V信号,测量各工作电压,同时用示波器测量输入,输出峰值电压,将测量结果填入表2.1(探头必须用*10档)。 表2.1其中Vi:输入电压峰-峰值Vo:输出电压峰-峰值Io:电源给出总电流Pi:电源给出总功率(Pi=VcIo)(Vc:电源
31、电压)Po:输出功率Pa:为管子损耗功率(Pa=IcVce)4加75欧负载电阻,同2测试并填入表2.1内。5改变输入端电压Vi=2V,同2、3测试并填入表2.1测量。6改变电源电压Vc=5V,同2、3测试填入表2.1内。五实验报告要求1根据实验测量结果,计算各种情况下Ic、Po、Pi、n。2说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。3总结在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求。 实验三 LC电容反馈式振荡器一实验目的1掌握LC三点式振荡电路的基本原理,掌握电容反馈式LC三点振荡电路的设计方法及参数计算方法。2掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3掌握振荡器反馈系数不同时,静态工作电流IEQ
32、对振荡器起振及振幅的影响。二预习要求1复习LC振荡器的工作原理。2分析图3-1电路的工作原理,及各元件的作用,并计算晶体管静态工作电流Ic的最大值(设晶体管的B值为100)3实验电路中,L1=3.3uh,过C=120pf,C=680pf,计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少?三实验仪器1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验内容及步骤实验电路见图3-1。实验前根据图3-1所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。 图3-1 LC电容反馈三点式振荡器原理图1 检查静态工作点(1)在实验板+12V插孔上接入+12V直流电源,注意电源极性不能接反。(2)反馈电容C不
33、接,(C=680pf),用示波器观察振荡器停振时的情况,注意:连接C的接线要尽量短。(3)改变电位器Rp测得晶体管V的发射极电压VE,VE可连续变化,记下VE的最大值,计算IE值。 IE=Ve/Re 设Re=1K欧2振荡频率与振荡幅度的测试实验条件:C=120pf C=680pf RL=110K(1)改变CT电容,当分别接为C9,C10,C11时,记录相应的频率值,并填入表3.1。(2)改变CT电容,当分别接为C9,C10,C11时,用示波器测量相应振荡电压的峰峰值Vp-p并填入表3.1。 表3.1 CTf(MHz)Vp-p51pf100pf150pf3测试C,C不同时,起振点,振幅与工作电流
34、IEQ的关系(R=110K欧)(1)取C=C3=100pf,C=C4=1200pf,调电位器Rp使IEQ(静态值)分别为表3.2所标各值,用示波器测量输出振荡幅度Vp-p(峰峰值),并填入表3.2。 表3.2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0Vp-p(V)(2)取C=C5=120pf、C=C6=680pf、C=C7=680pf、C=C8=120pf,分别重复测试3.2的内容。4频率稳定度的影响(1)回路LC参数固定时,改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时,对振荡频率的影响。实验条件:C/C=100/1200pf,CT=100pf,两端不并联电阻,改变Rp
35、使波形振荡最佳,测试振荡频率fo及IEQ,然后改变R,使其分别为1K欧,10K欧,110K欧,分别记录电路的振荡频率,并填入表3.3,与fo比较。注意:频率计后几位跳动变化的情况。(2)回路L参数及Q值不边,改变IEQ对频率的影响。实验条件:C/C=100/1200pf,CT=100p,R=110K欧,改变晶体管IEQ使其分别为表3.4所标各值,测出振荡频率,并填入表3.4,与fo比较。表3.3 Qf R1K10K110KF(MHz)表3.4 IEQfIEQ(mA)123F(MHz)五实验报告要求1写明实验目的。2画出实验电路的直流与交流等效电路,整理实验数据,分析实验结果。3以IEQ为横轴,
36、输出电压峰峰值Vp-p为纵轴,将不同C/C值下测得的三组数据,在同一坐标纸上绘制成曲线。4说明本振荡电路有什么特点。 实验四 石英晶体振荡器一实验目的1了解晶体振荡器的工作原理及特点。2掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二预习要求1查阅晶体振荡器的有关资料,阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。2试画并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路,并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。三实验仪器1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验内容实验电路见图4-1 图4-1晶体振荡器原理图1 测振荡器静态工作点,调图中Rp,测得IEmin及IEmax。2
37、 测量当工作点在上述范围内时的振荡频率及输出电压。3 负载不同时对频率的影响,RL分别取110K欧,10K欧,1K欧,测出电路振荡频率,填入表4.1并与LC振荡器比较。表4.1 RLfRL110K10K1Kf(MHz)五实验报告要求1画出实验电路的交流电路。2整理实验数据。3比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异,并分析原因。4你如何肯定电路工作在晶体的频率上。5根据电路给出的LC参数计算回路中心频率,阐述本电路的优点。 实验五 振幅调制器一实验目的1掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和以致载波双边带调幅的方法和过程,并研究已调波与二输入信号的关系。2掌握测量调幅系数的方法。3通过实验调幅
38、波形的变换,学会分析实验现象。二预习要求1预习幅度调制器的有关知识。2认真阅读实验指导书,了解实验原理及内容,分析实验电路用1496乘法器调制的工作原理,并分析计算各引出脚的直流电压。3分析全载波调幅及抑制载波调幅信号的特点,并画出其频谱图。三实验仪器1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验电路说明幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性变化,变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比,通常称高频信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器即为产生调幅信号的装置。 图5-1 1496芯片内部电路图本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器,图5-1为1496芯片内
39、部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对,由V1-V4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以次实现了四象限工作。D,V7,V8为差动放大器V5,V6的恒流源,进行调幅时,载波信号加V1-V4的输入端,即引脚的“8”,“10”之间,调制信号加在差动放大器V5,V6的输入端,即引脚的“1”,“4”之间,“2”,“3”脚外接1K欧电阻,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两极(即输出脚(6),(12)之间)输出。 用1496集成电路构成的调幅器电路如图5-2所示,图中Rp1用来调节引
40、出脚:“1”,“4”之间的平衡,Rp2用来调节“8”,“10”脚之间的平衡,三极管V为射极跟随器,以提高调幅器带负载的能力。五实验内容实验电路图见图5-2 图5-2 1496构成的调幅器1实现全载波调幅(1)调节Rp1使VAB=0.1V,载波信号为频率100KHz,峰值100mv,将低频信号峰值100mv,频率1KHz加至调制器输入端,画出调幅波形(标明峰峰值与谷谷值)并测出其调制度m。(2)加大示波器扫描速率,改变低频信号峰值,观察并记录m=100%和m100%两种调幅波在零点附近的波形情况。(3)载波信号Vc(t)不变,将调制信号改为峰值100mv,频率1KHz调节Rp1观察输出波形VAM
41、(t)的变化情况,记录m100%的调幅波形,在图上标明峰峰值电压。3画出当改变VAB时能得到几种调幅波形,分析其原因。4画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形,比较二者的区别。5画出实现抑制载波调幅时改变Rp2后的输出波形,分析其现象。 实验五 调幅波解调器一实验目的1进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。2了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真。3掌握用集成电路实现同步检波的方法。二预习要求1复习课中有关调幅和解调原理。2分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三实验仪器设备1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验电路说明调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号
42、的过程,通常称为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器,同步检波器。1二极管包络检波器 图6-1 二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程,它具有电路简单,易于实现的特点,本实验如图6-1所示主要由二极管D及RC低通滤波器组成,它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波,所以RC时间常数选择很重要,RC时间常数过大,则会产生对角切割失真,RC时间常数过小,高频分量会滤不干净,综合考虑要求满足下式: 1/foRC其中:m为条幅系数,fo为载波频率, 为调制信号角频率。2同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频
43、分量而获得调制信号。本实验如图6-2所示,采用1496集成电路构成解调器,载波信号Vc经过电容C1加在“8”“10”脚之间,调幅信号VAM经电容C2加在“1”“4“脚之间,相乘后信号由(12)脚输出,经C4,C5,C6组成的低通滤波器,在解调输出端,提取调制信号。 图6-2 1496构成的解调器五实验内容及步骤注意:做出实验之前需恢复实验五的实验内容2(1)的内容。(一) 集成电路(乘法器)构成解调器实验电路见图6-21解调抑制载波的双边带调幅信号(1)正确连接电源,C4另一端接地,C5另一端接A。按调幅实验中实验3(2)的条件获得抑制载波调幅波,并加至图6-2的VAM输入端,解调器的Vc载波
44、输入端加上与调幅信号相同的载波信号。示波器一路观察解调输出波形,另一路观察调幅信号,并记录两路波形,解调输出与调制信号相比较。(2)去掉滤波电容C4,C5观察记录输出波形。2解调全载波信号(1)将图6-2中的C4另一端接地,C5另一端接A,按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调幅波。将它加至解调器VAM的输入端,并解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号,示波器一路观察调幅信号,另一路观察解调信号,分别记录两路波形,并与调制信号相比。(2)去掉C4,C5观察记录调解器输出波形,并与调制信号相比较。(二)二极管包络检波器实验电路见图6-11解调全载波调幅信号(1)m100%的调幅波的检波
45、按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调幅波,并将它加至图6-1二极管包络检波器VAM信号输入端,观察记录检波电容为C1时的输出波形及输入调幅波形。(2)加大调制信号幅度,使m=100%,观察记录检波输出波形。(3)恢复(1)的实验条件,将电容C2并联至C1,观察记录波形,并与调制信号比较。2解调抑制载波的双边带调幅信号。调节Rp1使调制器输出的全载波信号变为抑制载波的双边带调幅信号,然后加至二极管包络检波器输入端,观察记录检波输出波形和输入调幅波形,并与调制信号比较。六实验报告要求输入的调幅波波形m100%m=100%抑制载波调幅波二极管包络检波器输出同步检波输出1通过一系列两种检波器实验,
46、将下列内容整理在表内,并说明两种检波结果个异同原因。2画出二极管包络检波器并联C2前后的检波输出波形,并进行比较,分析原因。3在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波时曲调低通滤波中电容C4,C5前后各是什么波形,分析二者为什么有区别。 实验六 变容二极管调频器一 实验目的 1 了解变容二极管调频器电路原理及构成。2 了解调频器调制特性及测量方法。3 观察寄生调幅现象,了解其产生原因及消除方法。二预习内容1复习变容二极管的非线形特性及变容二极管调频振荡器调制特性。2复习角度调制的原理和变容二极管调频电路有关资料。三实验仪器设备1双踪示波器2万用表3高频电路实验装置四实验电路实验电路见图7-1 图
47、7-1 变容二极管构成的调频振荡器1静态调制特性测量输入端不接音频信号,将频率计接到调频器的F端。C3(=100pF)电容接与不接两种状态,调整Rp1,使Ed变化,将对应的频率填入表7.1 表7.12 动态测试(1)C3电容不接,调Rp1使Ed=4V,测试F处频率为fo,自IN端口输入频率为f=5KHz的音频信号Vm,用示波器观察Ed的波形。从示波器显示屏上记录上下峰值电压值,(示波器Y输入端必须用DC偶合),然后去掉输入的音频,调制电压,条Rp1使示波器时基线与Vm上半周峰值一致,测得振荡频率为F2想通过F0=fo-F2为下偏频,按表7.2所示Vm电压有效值依次类推,测试并记录结果填入表内。
48、说明Vm调频上下频偏的关系。 表7.2(2)接上C3电容后测试,方法同上,将对应的频率填入表7.2。五实验报告1整理实验数据。2在同一坐标上画出静态调制特性曲线,并求出其调制灵敏度S,说明曲线斜率受哪些因素的影响。3在坐标纸上画出动态调制特性曲线,说明输出波形畸变原因。 实验七 集成函数信号发生器构成的频率调制器一实验目的1 进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理2 掌握集成电路频率调制器的工作原理二预习要求1 查阅有关集成电路压控振荡器资料2 认真阅读指导书,了解566(VOO的单片集成电路)的内部电路及原理3 搞清566外接元件的作用三实验仪器设备1 双踪示波器2 万用表3 高频电路
49、实验装置四实验电路说明 图9-1中幅度鉴别器,其正向触发电平定义为VSP。反向触发电平定义为VSP,当电容C充电使其电压V7(566管脚“7”对地电压)上升至VSP,此时幅频鉴别器翻转,输出为高电平,从而使内部控制电压形成电路的输出电压,该电压Vo为高电平;当电容C放电时,其电压V7下降,降至VSM时幅度鉴别器再次翻转,输出为低电平,从而使Vo也变为低电平,用Vo的高、低电平控制S1和S2两开关的闭合与断开。Vo为低电平时S1闭合,S2断开。这时I6=I7=0,I0全部给电容C充电,使V7上升,由于I0为恒流源,V7线性斜升,升至VSP时Vo跳变为高电平,Vo高电平时控制S2闭合,S1断开,恒
50、流源I0全部流入A支路,即I0=I6,由于电流转发器的特性,B支路电流I7应等于I6,所以I7=I0,该电流由C放电电流提供,因此V7线性斜降,因此V7降至VSM时Vo跳边为低电平,如此周而复始循环下去,I7及Vo波形如图9-2 566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R和外加电容C来确定。 其中:R为时基电阻 C为时基电容 V8为566管脚“8”至地的电压 V5为566管脚“5”至地的电压五实验内容实验电路见图9-3 1 观察R、C1对频率的影响(其中:R=R3+RP1)。按图接线,C1接入566管脚“7”,RP2及C2接至566管脚“5”,接通电源(5) 调RP2使V5=3.5V,将频率计接
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