高频电子线路实验指导

1、- 0 -前前 言言实验是学习电子技术的一个重要环节。对巩固和加深课堂教学内容，提高学生实际动手技能，培养科学作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础具有重要作用。本实验教程是为配合高频电子线路课程的理论教学，配合上海爱仪电子设备有限公司研制的 ASGP-1 高频电子线路实验系统的使用而编写的。本书在编写时参考了上海爱仪电子设备有限公司编写的ASGP-1高频电子线路实验系统实验指导书。在此基础上，结合教学实验的需要，进行了重新编写，并对错漏之处作了纠补。在编写过程中，上海爱仪电子设备有限公司的高级工程师张向东、孙伟众、王义康等同志亦提供了有益的帮助，特向他们表示衷心的感谢。由于编者水平有

2、限，加之时间仓促，书中难免会有疏漏，甚或谬误之处，恳请老师和同学们批评指正。 编者- 1 -实验要求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”中指定的内容。3）熟悉实验任务。4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2. 使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。3. 实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4. 高频电路实验注意：1）将实验板插入主机插座后，即已接通地线，但实验板所

3、需的正负电源则要另外使用导线进行连接。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，或输入信号是否过大。5. 实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导老师。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老师审阅签字后再拆除实验线路。

4、8. 实验结束后，必须关断电源、拨出电源插头，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。- 2 -实验一览表实验序号实验序号实验名称实验名称实验主要内容实验主要内容/知识点知识点需用的需用的实验系统实验系统需用的需用的实验仪器实验仪器一一单调谐回路谐振放大器 放大器静态工作点 LC并联谐振回路 单调谐放大器幅频特性实验板1实验板6双踪示波器AS1637万用表二二双调谐回路谐振放大器 双调谐回路 电容耦合双调谐放大器 放大器动态范围实验板1实验板6双踪示波器AS1637万用表三三高频谐振功率放大器 谐振功放基本工作原理 谐振功放工作状态，计算 VCC

5、和负载变化对谐振功放工作的影响实验板 2双踪示波器AS1637万用表四四电容三点式LC 振荡器 三点式 LC 振荡器 克拉泼电路 工作点、耦合电容、反馈系数、Q 值对振荡器工作的影响实验板 1双踪示波器频率计万用表五五石英晶体振荡器 石英晶体振荡器 串联型晶体振荡器 工作点、微调电容、负载电阻对晶振工作的影响实验板 1双踪示波器频率计万用表六六振幅调制器 幅度调制 模拟乘法器实现幅度调制 MC1496 四象限模拟相乘器实验板 3双踪示波器AS1637低频信号发生器万用表七七振幅解调器 振幅解调 二极管包络检波 模拟乘法器实现同步检波实验板 3双踪示波器AS1637万用表低频信号发生器八八变容二

6、极管调频器 频率调制 变容二极管调频 静态、动态调制特性实验板4双踪示波器频率计万用表低频信号发生器九九电容耦合回路相位鉴频器 FM波的解调 电容耦合回路相位鉴频器 S形鉴频特性实验板4实验板6双踪示波器AS1637万用表低频信号发生器十十LM566 组成的频率调制器 LM566组成 LM566组成的调频器原理实验板5双踪示波器频率计万用表低频信号发生器- 3 -十一十一LM565 组成的频率解调器 LM565组成 LM565组成的鉴频器原理实验板5双踪示波器万用表低频信号发生器十二十二三角波正弦波变换器 三角波正弦波变换原理 三角波正弦波变换方法双踪示波器稳压电源- 4 -目 录实验一实验一

7、 单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器.- 5 -实验二实验二 双调谐回路谐振放大器双调谐回路谐振放大器.- 10 -实验三实验三 高频谐振功率放大器高频谐振功率放大器.- 13 -实验四实验四 电容三点式电容三点式 LC 振荡器振荡器.- 17 -实验五实验五 石英晶体振荡器石英晶体振荡器.- 22 -实验六实验六 振幅调制器振幅调制器.- 25 -实验七实验七 振幅解调器振幅解调器.- 29 -实验八实验八 变容二极管调频器变容二极管调频器.- 33 -实验九实验九 电容耦合回路相位鉴频器电容耦合回路相位鉴频器.- 36 -实验十实验十 LM566LM566 组成的频率调制器组成的频率

8、调制器.- 40 -实验十一实验十一 LM565LM565 组成的频率解调器组成的频率解调器.- 43 -实验十二实验十二 正弦波振荡电路设计正弦波振荡电路设计.- 46 -附录附录 通信原理与高频电路实验室仪器操作规程通信原理与高频电路实验室仪器操作规程.- 49 -参考文献参考文献.- 52 - 5 -实验一实验一 单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器 、实验准备、实验准备1 做本实验时应具备的知识点： 放大器静态工作点 LC并联谐振回路 单调谐放大器幅频特性2做本实验时所用到的仪器： 实验板1（调谐放大电路及通频带扩展电路单元，简称单调谐放大器单元） 实验板6（宽带检波器） 双踪示波

9、器 AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪） 万用表二、实验目的二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2熟悉放大器静态工作点的测量方法。 3熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响。4掌握用扫频仪测量放大器幅频特性的方法。三、实验内容三、实验内容 1用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点。2采用扫频法（以AS1637作为扫频仪）测量单调谐放大器的幅频特性。3用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。4用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。四、基本原理四、基本原理1单

10、调谐回路谐振放大器原理单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。2单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观RRRRCCCcCBGLINOUTB1B2BEECVcc1-1 - 6 -察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带

11、宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。五、实验步骤五、实验步骤 1AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置 频率定标频率定标的目的是为频率特性设定频标。每一频标实为某一单频正弦波的频谱图示。1）频率定标个数：共设8点频率，并存储于第07存储单元内。若把中心频率10.7MHz置于第3单元内，且频率间隔取为1MHz，则相应地有：0单元7.7 MHz，1单元8.7 MHz，7单元14.7 MHz。2）频率定标方法 准备工作：对频率范围、工作方式、函数波形作如下设置。(

12、) 频率范围：2MHz16MHz范围（按“频段手动递增/减”按键调整）；（）工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗）；（）函数波形：正弦波。 第0单元频率定标与存储() 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为7700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为7.7 MHz）；（）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为0；（）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把7.7 MHz频率存入第0单元内。 第1单元频率定标与存储() 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为8700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为8.7 MHz）；（）按“STO”键，相应指示

13、灯点亮，再调“频率调谐”旋钮（只需顺时针旋转1格），使存储单元编号显示为1；（）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把8.7 MHz频率存入第1单元内。 依此类推，直到把14.7 MHz频率存入第7单元内为止。 其他参数设置 扫描时间设置为20ms，即示波器上显示的横坐标（频率）的扫描时间为20ms。设置方法为：按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时间显示为0.020s；图 1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路- 7 - 工作方式又设置为线性扫描，即示波器上显示的横坐标（频率）为线性坐标。设置方法为：再按“工作方式”键，使INT LINEAR灯点亮；

14、 输出幅度设置为50mV。设置方法为：使“40dB”衰减器工作，并调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出显示为50mV（峰-峰值）。2实验准备实验准备 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 把实验板1左上方单元（单调谐放大器单元）的电源开关（K7）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。3单调谐回路谐振放大器静态工作点测量单调谐回路谐振放大器静态工作点测量 取射极电阻R4=1k（接通K4，断开K5、K6），集电极电阻R3=10k（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE

15、、VC，并填入表1.1内。（R1=15 k，R2=6.2 k）表表1.1实测实测(V)计算计算(V,mA)晶体管工作于放大区晶体管工作于放大区?射极偏置射极偏置电阻电阻VBVEVCVBEVCEIC是是否否理由理由R4=1k R4=510 R4=2k 当R4分别取510（接通K5，断开K4、K6）和2k（接通K6，断开K4、K5）时，重复上述过程，将结果填入表1.1，并进行比较和分析。4单调谐回路谐振放单调谐回路谐振放大器幅频特性测量大器幅频特性测量 一般说来，有两种方法用来对一个系统的幅频特性进行测量：点测法和扫频法。这里采用扫频法，并以AS1637 作为扫频仪，步骤如下。 实验准备先按图 1

16、-3 所示的方法对 AS1637、实验板 1 上的单调谐放大器单元、实验板 6（宽带检波器）、双踪示波器进行AS1634AS1634OUTPUTINOUTCH1 CH2(50) XY- 8 -连接，说明如下。 AS1637 的输出信号（OUTPUT 50）连接到单调谐放大器的 IN 端，以对输入信号进行放大。 单调谐放大器的输出（OUT）连接到实验板 6 的信号输入端，以对输入信号进行检波。 AS1637 背面板上的频标输出（MARKER OUT）连接到实验板 6 的频标输入端。实验板 6 把已检波的信号与频标混合后输出。 实验板 6 的混合输出端连接到双踪示波器 CH2（Y）端上。 AS16

17、37 背面板上的锯齿输出（SAWTOOTH OUT）连接到双踪示波器 CH1（X）端上。此时需把示波器水平扫描调节旋钮置于“X-Y”档，该 CH1 输入即用作为外同步信号，便可在示波器上观测到带频标刻度的放大器幅频特性（有回扫）。改变 CH1 量程可调节横坐标（时间轴）比例，改变 CH2 量程可调节纵坐标（幅度）比例。 幅频特性测量仍取 R3=10k、R4=1k，观测放大器幅频特性，并作如下调试： 调实验板 6 上的“频标幅度”旋钮，可调节频标高度； 调实验板 1 上的单调谐放大器的电容 C3，可调节谐振频率点； 调 AS1637 的输出幅度（AMPL）旋钮，可调节频率特性幅度。最后，把谐振频

18、率调节到 10.7MHz，记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB 频率点和带宽。 观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响 改变R4的大小，可改变静态工作点。观察并记录幅频特性曲线的变化规律。 观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响改变R3的大小，观察并记录幅频特性曲线的变化规律。 六、实验报告要求六、实验报告要求1画出图1-2电路的直流通路，计算放大器直流工作点，并与实测结果作比较。2对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。3对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。4总结由本实验所获得

19、的体会。图 1-3 扫频法测量幅频特性实验框图- 9 -实验二实验二 双调谐回路谐振放大器双调谐回路谐振放大器 、实验准备、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 双调谐回路 电容耦合双调谐回路谐振放大器 放大器动态范围 AS1637函数信号发生器使用说明（参阅附录）2做本实验时所用到的仪器： 实验板1（双调谐放大电路单元） 实验板6（宽带检波器） 双踪示波器 AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪和高频信号源） 万用表二、实验目的二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响。 3了解放大器动态范围的概念和测量方法。三、实验内容三、实验

20、内容 1采用扫频法测量双调谐放大器的幅频特性（以AS1637作为扫频仪）。2用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响(单峰特性、双峰特性)。3用示波器观察放大器动态范围（以AS1637作为高频信号源）。 四、基本原理四、基本原理1双调谐回路谐振放大器原理顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图 2-1 所示。与图 1-1 相比，两者都采

21、用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图 2-1 中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对 L1、L2加以屏蔽），而是由电容 C3进行耦合，故称为电容耦合。为了减小晶体管和下级负载对回路的影响，它们对 L1、L2的接入均采用了部分接入。RRRCCCcC1BGL1INOUTC2L2C3VccB1B2EEB2-1 - - 10 -2双调谐回路谐振放大器电路双调谐回路谐振放大器电路如图 2-2所示，其基本部分与图 2-1 相同。图中，C3、C6用来对初、次级回路调谐，K1、K2、K3用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。五、实验步

22、骤五、实验步骤1AS1637 函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置与实验一中的方法完全相同。2实验准备实验准备 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 把实验板1右上方单元（双调谐放大电路单元）的电源开关（K4）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。3双调谐回路谐振放大器幅频特性测量双调谐回路谐振放大器幅频特性测量 实验准备先对 AS1637、实验板 1 上的双调谐放大器、实验板 6（宽带检波器）、双踪示波器进行连接，其方法与图 1-3 所示的方法相同，只是单调谐

23、放大器应改为双调谐放大器而已。 单峰（幅频）特性测量取 C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），然后反复调整 C3、C6，使两个回路均调谐在10.7MHz，并使放大器幅频特性为单峰。记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB 频率点和带宽。 双峰（幅频）特性测量取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3断开）和C7=12pF（K3接通，K1、K2断开）进行测量，并作记录（应观察到双峰）。当C7=12pF时，中心频率可能发生偏移，此时应反复调整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。记下C7=12pF时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。4放大器动态范围测量放大器动态范围测量 实验

24、准备 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），并反复调整C3、C6，使特性曲线仍为单峰，且谐振于10.7MHz。 AS1637 输出信号（OUTPUT 50）仍连接到双调谐放大电路的 IN 端（并以示波器CH1 监视） ，放大电路的输出（OUT）端改接到示波器 CH2 上。断开示波器与实验板 6 的连接，示波器水平扫描则处于常规状态。 AS1637 设置() 工作方式设置为内计数（“工作方式”按键左边 5 个指示灯皆暗），此时图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路- 11 -AS1637 工作于信号源方式。() 按“REC”键，相应指示灯亮，调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为

25、3； （）再按“REC”键，相应指示灯变暗，表明已将 10.7 MHz 频率从第 3 单元内读出，于是 AS1637 输出 10.7 MHz 正弦波。 放大器动态范围测量从 AS1637 上读取放大器输入电压幅度值，以示波器 CH1 监视双调谐放大器的输入波形，从示波器 CH2 上监测放大器输出波形，并读取输出幅度值，便可监视放大器失真，并计算放大器电压放大倍数值。改变 AS1637 的输出信号幅度，并把数据填入表 2.1。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，输出波形开始畸变（失真），放大倍数开始下降。表表 2.1放大器输入放大器输入(mV)20406080100150200250300

26、放大器输出放大器输出(V)放大器电压放大倍数放大器电压放大倍数六、实验报告要求六、实验报告要求1画出耦合电容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三种情况下的幅频特性，计算-3dB带宽，并由此说明单峰特性和双峰特性的优缺点。2当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？3画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。若把放大器的动态范围定义为放大倍数下降1dB时对应的输入电压幅度，试求本放大器的动态范围。4总结由本实验所获得的体会。- 12 -实验三实验三 高频谐振功率放大器高频谐振功率放大器、实验准备、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 谐振功率放大器的基本工作

27、原理（基本特点，电压、电流波形） 谐振功率放大器的三种工作状态，功率、效率计算 集电极电源电压 VCC和集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响2做本实验时所用到的仪器： 实验板 2（丙类高频功率放大电路单元） 双踪示波器 AS1637 函数信号发生器（用作为高频信号源） 万用表二、实验目的二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。 3了解集电极电源电压 VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。三、实验内容三、实验内容 1用示波器监测两级前置放大器的调谐。2观察谐振功率放大器工作状态，尤其是过压状态时

28、的集电极电流凹陷脉冲。3观察并测量集电极电源电压 VCC变化对谐振功率放大器工作的影响。4观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。 四、基本原理四、基本原理1高频谐振功率放大器原理高频谐振功率放大器原理电路如图 3-1 所示。图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈 L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类。C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与图 3-1 丙类功率放大器原理电路- 13 -其他参数一起，对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成

29、串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。2高频谐振功率放大器电路高频谐振功率放大器电路如图 3-2 所示，其第 3 级部分与图 3-1 相同。BG1、BG2是两级前置放大器，C2、C6用以调谐，A、B 点用作为这两级的输出测试点。BG3为末级丙类功率放大器，当 K4断开时可在 C、D 间串入万用表（直流电流档），以监测 IC0值。同时，E点可近似作为集电极电流 iC波形的测试点（R10=10，C9=100pF，因而 C9并未对 R10构成充分的旁路）。K1K3用以改变集电极负载电阻。五、实验步骤五、实验步骤1实验准备实验准备 在箱体右下方插

30、上实验板 2（丙类高频功率放大电路单元）。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V 电源指示灯点亮。 把实验板 2 右上方的电源开关（K5）拨到上面的 ON 位置，就接通了+12V 电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 AS1637 输出频率为 10.7MHz、峰-峰值为 80mV 的正弦波，并连接到实验板 2 的输入（IN）端上。2两级前置放大器调谐两级前置放大器调谐 先将 C、D 两点断开（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（带钩）探头接 A 点，（监测第 1 级输出），调 C2使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。 再把示波器高阻（带钩）探头接 B 点，（监测第 2 级输出

31、），调 C6使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。需要时，亦可把示波器探头接在 B 点上，再反复调节 C2、C6，使输出幅度图 3-2 高频谐振功率放大器实验电路- 14 -最大。3末级谐振功率放大器（丙类）测量末级谐振功率放大器（丙类）测量 谐振功率放大器工作状态观察 实验准备() 接通开关 K4（拨到“ON”）；() 示波器 CH1 连接到实验板 2 的 OUT 点上；() 示波器 CH2 以高阻（带钩）探头连接到 E 点上。 逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT 点）和集电极电流波形（E 点）。可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电

32、极电流脉冲幅度亦随之增大，说明放大器工作于欠压状态。 当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷，说明放大器已进入到过压状态。 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响 VIp-p(AS1637 输出信号)为 100mV 时的测量() 取 R12=120 (接通 K1，断开 K2、K3) 时的测量用示波器观察功放级的输入、输出电压波形（B 点、OUT 点），并测量输入、输出电压峰-峰值 Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值 IC0，并把结果填入表 3.1 中。测量IC0的方法是：在 C、D 两点间串入万用表（直流电流，200mA 档

33、），再断开 K4，便可读得 IC0值，然后接通 K4，取走表笔。() 取 R12=75时的测量：接通 K2，断开 K1、K3，重做()，观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响。() 取 R12=50时的测量：接通 K3，断开 K1、K2，再重做()，观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。 VIp-p为 200mV 时的测量：重复。 集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响实验板 2 右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V 电源（相应指示灯点亮），重做，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表 3.1。说明：说明：

34、 表中“计算”列内各符号的含义如下：Ic1m 集电极电流基波振幅；Po集电极输出功率；PD集电极直流电源供给功率；Pc集电极耗散功率；c集电极效率。 作计算时应注意：在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值，而在教材的计算公式中则常用振幅值，两者相差一倍。- 15 -表表 3.1实测实测计算计算测试条件测试条件Vbp-p (V)Vcp-p (V)Ic0(mA)Ic1m(mA)Po(mW)PD(mW)Pc(mW) cR12=120 R12=75 VIp-p=100mVR12=50 R12=120 R12=75 VCC=12VVIp-p=200mVR12=50 R12=120 R12=75 VIp-p

35、=100mVR12=50 R12=120 R12=75 VCC=5VVIp-p=200mVR12=50 六、实验报告要求六、实验报告要求1根据实验测量数据，计算各种情况下的 Ic1m、Po、PD、Pc、c。2对实验结果进行分析，说明输入信号振幅 Vbm、集电极电源电压 VCC、集电极负载对谐振功率放大器工作的影响（工作状态，电压、电流波形，功率、效率）。 3倘若实验结果与理论学习时的结论不一，请分析其可能存在的原因。4总结由本实验所获得的体会。- 16 -实验四实验四 电容三点式电容三点式LC振荡器振荡器、实验准备、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 三点式 LC 振荡器 克拉泼电路 静态工

36、作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值对振荡器工作的影响2做本实验时所用到的仪器： 实验板 1（LC 振荡器电路单元） 双踪示波器 频率计 万用表二、实验目的二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2掌握电容三点式 LC 振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响。4熟悉不同反馈系数时，静态工作点变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验内容三、实验内容 1用万用表进行静态工作点测量，用示波器观察振荡器的停振、起振现象。2用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计测量振荡频率。3观

37、察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响。 四、基本原理四、基本原理1电容三点式 LC 振荡器原理电容三点式 LC 振荡器的交流通路如图 4-1所示。由图可见，这是一种克拉泼电路，C5是耦合电容，通常应满足 C5C3、C4。若把 C5与 L1、R5互换位置，则与一般克拉泼电路画法相同。 振荡频率 foscR4R5C4 C5C3L1BG14-1 LC- 17 -令 C = C3C4C5，则有。112oscfLC若取，则可算得。134510F,100pF,1000pF,51pFLCCC8.8MHzoscf若取，则可算得。345680pF,120pF,1

38、50pFCCC6.46MHzoscf 起振条件：。01meTg R F ，是晶体管跨导。显然，静态工作点电流会影响。126EQmeIgrEQImg ，是电压反馈系数。334foVCFVCC Re是等效到晶体管 C（集电极）、B（基极）两端的总（谐振）电阻。若令，则 R5等效到 C、B 两端的电阻为，343,434C CCCC255553,4CRRCC 又，R4等效到 C、B 两端的电阻为，4421RRF于是，Re = R5R4=。25553,4CRCC421RF 根据以上分析，总结各参数如何影响起振条件的。2电容三点式 LC 振荡器电路 电容三点式 LC 振荡器实验电路如图 4-2 所示。图中

39、，C1是旁路电容，C2是隔直流电容。显然，若把 C1、C2短路，并在此基础上画出交流通路，则就是图 4-1 所示的电路。图 4-2 中，W1用以调整振荡器的静态工作点（主要图 4-2 电容三点式 LC 振荡器实验电路- 18 -影响起振条件）；K1、K2、K3用来改变 C3，K4、K5、K6用来改变 C4，从而改变电压反馈系数；K7、K8、K9用来改变 R5，从而改变回路谐振电阻；K10、K11、K12用来改变 C5，从而改变振荡频率，亦改变耦合程度。当然，它们都会影响起振条件。五、实验步骤五、实验步骤1实验准备实验准备 在箱体右下方插上实验板 1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V

40、 电源指示灯点亮。 把实验板 1 右下方单元（LC 振荡器电路单元）的电源开关（K13）拨到 ON 位置，就接通了+12V 电源（相应指示灯亮），即可开始实验。2静态工作点测量静态工作点测量 先不接反馈电容 C3（即把 K1K3均置 OFF 位置），并取 C4=1000pF（K4置 ON位置），用示波器探头接本单元 OUT 端，观察振荡器停振时的情形。 改变电位器 W1可改变 BG1 的基极电压 VB，并改变其发射极电压 VE。记下 VE的最大值，并计算相应的 IE值（R4=1k）： 。 4EEVIR3静态工作点变化对振荡器工作的影响静态工作点变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：IEQ=2.

41、5mA（调 W1达到），C3=100pF（接通 K1，断开 K2、K3），C4=1000pF（接通 K4，断开 K5、K6），R5=110k（接通 K7，断开 K8、K9），C5=51pF（接通 K10，断开 K11、K12）。 调节电位器 W1以改变晶体管静态工作点 IEQ，使其分别为表 4.1 所示各值，且把示波器探头接到 OUT 端，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表 4.1。表表 4.1IEQ(mA)0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4耦合电容耦合电容 C5变化对振荡器工作的影响

42、变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：同 3。 改变耦合电容 C5，使其分别为51pF、100pF、150pF（分别单独接通K10、K11、K12），且把示波器探头接到 OUT 端， 表表4.2C5(pF)51 100 150Vp-p(V)f(MHz)- 19 -观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.2。 5电压反馈系数电压反馈系数(分压比分压比) 变化对振荡变化对振荡器工作的影响器工作的影响 实验初始条件：同 3。 同步改变 C3/C4，使其分别为100/1000pF，120/680pF，680/120pF（分别单独同步地接通开关 K1/K

43、4、K2/K5、K3/K6），且把示波器探头接到 OUT 端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表 4.3。6等效等效 Q 值变化（负载电阻变化）对振荡器工作的影响值变化（负载电阻变化）对振荡器工作的影响 实验初始条件：同 3。根据具体情况，亦可把接通 K10改为接通 K11，即把耦合电容 C5加大。 改变负载电阻 R5（亦就改变了等效 Q 值），使其分别为 110k、10k、1k（分别单独接通 K7、K8、K9），且把示波器探头接到 OUT 端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表 4.4。需

44、注意：频率计读数的后几位跳动变化的情况。7不同反馈系数时静态工作点变化对振荡幅度的影响不同反馈系数时静态工作点变化对振荡幅度的影响 实验初始条件：同 3。此后在做本实验时，需保持 C5 = 51pF（单独接通 K10）、R5 = 110 k（单独接通 K7）不变，但令 C3、C4同步变化，即开关 K1/K4、K2/K5、K3/K6应同步地接通或断开。 取 C3=l00pF、C4=1000pF（K1、K4置“ON”位置），此时分压比 C3/C4=0.1，反馈系数 F=0.091。调电位器 W1使静态工作点电流 IE分别为表 4.5 所标各值，用示波器观察振荡波形，测量输出振荡幅度 Vp-p，并填

45、入表 4.5。 取 C3=120pF、C4=680pF（K2、K5置“ON”位置），此时分压比 C3/C4=0.176，反馈系数 F=0.15，重复做的内容。 取 C3=680pF、C4=120pF（K3、K6置“ON”位置），此时分压比 C3/C4=5.67，反馈系数 F=0.85，重复做的内容。表表 4.5IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0C3=100pF,C4=1200pFVp-p (V)C3=120pF,C4=680pFVp-p (V) 表表4.3C3/C4(pF)100/1000120/680680/120Vp-p(V)f(MHz)表表4.4R

46、5(k)110101Vp-p(V)f (MHz)- 20 -C3=680pF,C4=120pFVp-p (V)最后指出：做本实验时，可能发生振荡器输出波形失真或停振现象，此时可先把该现象记下来。必要时，可改变其他参数，使振荡器重新起振。六、实验报告要求六、实验报告要求1根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对振荡器起振条件的影响。2对实验结果进行分析，总结静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q 值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。 3总结由本实验所获得的体会。- 21 -实验五实验五 石英晶体振荡器石英晶体振荡器、实验准备、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 石英晶体振荡

47、器 串联型晶体振荡器 静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响2做本实验时所用到的仪器： 实验板 1（石英晶体振荡器电路单元） 双踪示波器 频率计 万用表二、实验目的二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响4感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。三、实验内容三、实验内容 1用万用表进行静态工作点测量。2用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计测量振荡频率。3观察并测量静态工作点

48、、微调电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响。四、基本原理四、基本原理1晶体振荡器工作原理一种晶体振荡器的交流通路如图 5-1 所示。图中，若将晶体短路,则 L1、C2、C3、C4就构成了典型的电容三点式振荡器(考毕兹电路)。因此，图 5-1 的电路是一种典型的串联型晶体振荡器电路（共基接法）。若取L1=4.3H、C2=820pF、C3=180pF、C4=20pF，则可算得 LC 并联谐振回路的谐振频率 f06MHz，与晶体工作频率相同。图中，C4是微调电容，用来微调振荡频率；C5是耦合（隔直流）电容，R5是负载电阻。很显然，R5越小，负载越重，输出振荡幅度将越小。R4R5C2C

49、3C4L1C5BG1JTI5-1 - 22 -2晶体振荡器电路晶体振荡器电路如图 5-2 所示。图中，R3、C6为去耦元件，C1为旁路电容，并构成共基接法。W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。K1、K2、K3用来改变R5，从而改变振荡器负载。C9为输出耦合电容。实际上，图 5-2 电路的交流通路即为图 5-1 所示的电路。五、实验步骤五、实验步骤1实验准备实验准备 在箱体右下方插上实验板 1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V 电源指示灯点亮。 把实验板 1 左下方单元（石英晶体振荡器电路单元)的电源开关（K4）拨到 ON 位置，就接通了+12V 电源（相应指示灯亮）

50、，即可开始实验。2静态工作点测量静态工作点测量改变电位器 W1可改变 BG1的基极电压 VB，并改变其发射极电压 VE。记下 VE的最大、最小值，并计算相应的 IEmax、IEmin值（R4=1.5k）。3静态工作点变化对振荡器工作的影响静态工作点变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：VEQ=2.5V（调 W1达到），R5=110k（接通 K1，断开 K2、K3）。 调节电位器 W1以改变晶体管静态工作点 IE，使其分别为表 5.1 所示各值，且把示波器探头接到 OUT 端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表 5.1。表表 5.1VEQ(V)

51、0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4微调电容微调电容 C4变化对振荡器工作的影响变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：同 3。 用改锥（螺丝刀、起子）平缓地调节微调电容 C4。与此同时，把示波器探头接到OUT 端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，图 5-2 晶体振荡器实验电路- 23 -填入表 5.2。 5负载电阻变化对振荡器工作的影响负载电阻变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：同 3。 改变负载电阻 R5，使其分别为110k、10k、1k（分别单独接通K1、K2、K3），且把示波器探头接到

52、OUT 端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值 Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表5.3。六、实验报告要求六、实验报告要求1根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。2对实验结果进行分析，总结静态工作点、微调电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。3对晶体振荡器与 LC 振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。4总结由本实验所获得的体会。 表表5.2C4数值数值最小最小较小较小中间中间较大较大最大最大Vp-p(V)f(MHz)表表5.3R5(k)110101Vp-p(V)f (MHz)- 24 -实验六

53、实验六 振幅调制器振幅调制器、实验准备、实验准备1做本实验时应具备的知识点： 幅度调制 MC1496 四象限模拟相乘器 用模拟乘法器实现幅度调制2做本实验时所用到的仪器： 万用表 双踪示波器 AS1637 函数信号发生器 低频函数信号发生器（用作调制信号源） 实验板 3（幅度调制电路单元）二、实验目的二、实验目的 1掌握在示波器上测量调幅系数的方法。2通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。3掌握用 MC1496 来实现 AM 和 DSB-SC 的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间的关系。 三、实验内容三、实验内容 1由 MC1496 组成的模拟相乘调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测

54、量。2用双踪示波器观察 DSB-SC 波形。3用双踪示波器观察 AM 波形，测量调幅系数。4用双踪示波器观察调制信号为方波时的调幅波。四、基本原理四、基本原理1MC1496 简介MC1496 是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图1 所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：、脚间接一路输入（称为上输入v1），、脚间接另一路输入（称为下输入v2），、脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V 上，并从、脚间取输出vo。、脚间接负反馈电阻

55、Rt。脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流 I7、I8的数值，典型值为 6.8k。脚接负电源8V。、脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明： ，122th2cotTRvvvRv因而，仅当上输入满足v1VT (26mV)时，方有：图 1 MC1496 内部电路及外部连接- 25 -，12cotTRvv vRv才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。21496 组成的调幅器用 1496 组成的调幅器实验电路如图 2 所示。图中，与图 1 相对应之处是：R8对应于Rt，R9对应于 RB，R3、R10对应于 RC。此外，W1用来调节、端之间的平衡，

56、W2用来调节、端之间的平衡。此外，本实验亦利用 W1在、端之间产生附加的直流电压，因而当 IN2 端加入调制信号时即可产生 AM 波。晶体管 BG1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。五、实验步骤五、实验步骤1 1实验准备实验准备 在箱体右下方插上实验板 3。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V 电源指示灯点亮。 把实验板 3 上幅度调制电路单元右上方的电源开关（K1）拨到 ON 位置，就接通了12V 电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 调制信号源：采用低频函数发生信号发生器，其参数调节如下（示波器监测）： 频率范围：1kHz 波形选择： 幅度衰减：20dB 输出峰-峰值：100

57、mV 载波源：采用 AS1637 函数信号发生器，其参数调节如下： 工作方式：内计数（“工作方式”按键左边 5 个指示灯皆暗，此时才用作为信号源） 函数波形选择(FUNCTION)： 工作频率：100kHz 输出幅度（峰-峰值）：10mV2 2静态测量静态测量图 6-2 1496 组成的调幅器实验电路- 26 - 载波输入端（IN1）输入失调电压调节把调制信号源输出的调制信号加到输入端 IN2（载波源不加），并用示波器 CH2 监测输出端（OUT）的输出波形。调节电位器 W2使此时输出端（OUT）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小（电压峰-峰值为 0）。然后断开调制信号源。 调制输入端（

58、IN2）输入失调电压调节把载波源输出的载波加到输入端 IN1（调制信号源不加），并用示波器 CH2 监测输出端（OUT）的输出波形。调节电位器 W1使此时输出端（OUT）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小（电压峰-峰值为 0）。 直流调制特性测量仍然不加调制信号，仍用示波器 CH2 监测输出端（OUT）的输出波形，并用万用表测量A、B 之间的电压VAB。改变 W1以改变VAB，记录VAB值（由表 6.1 给出）以及对应的输出电压峰-峰值Vo（可用示波器 CH1 监测输入载波，并观察它与输出波形之间的相位关系）。再根据公式vokVABVcp-p计算出相乘系数k值（Vcp-p=10mV），并

59、填入表 1。表表 1 1V VABAB(V)(V) 0.40.4 0.30.3 0.20.2 0.10.10 00.10.10.20.20.30.30.40.4V Vo o(V)(V)k k(1/V)(1/V)需要指出，对相乘器，有z=kxy，在这里有vokvcv（vo、vc、v相应地是OUT、IN1、IN2 端电压） 。因此，当v=0 时，即使vc0，仍应有vo=0。若vo0，则说明MC1496 的、输入端失调。于是应借由调节 W1来达到平衡，这就是上面实验（2 2）的做法（2 2相同） 。另一方面，在下面的实验中，又要利用对 W1的调节来获得直流电压，把它先与v相加后再与 vc相乘，便可获

60、得 AM 调制。这与“失调”是两个完全不同的概念，请勿混淆。3 3DSB-SCDSB-SC（抑制载波双边带调幅）波形观察（抑制载波双边带调幅）波形观察 在 IN1、IN2 端已进行输入失调电压调节（对应于 W2、W1的调节）的基础上，可进行DSB-SC 测量。 DSB-SC 信号波形观察 示波器 CH1 接调制信号（可用带“钩”的探头接到 IN2 端旁的接线上），示波器 CH2接 OUT 端，即可观察到调制信号及其对应的 DSB-SC 信号波形。 DSB-SC 信号反相点观察增大示波器 X 轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的 DSB-SC 信号，能否观察到反相点？ DSB-SC 信