实验一高频单调谐回路放大器VIP

1、由lc组成的并联谐振回路放大器，其放大倍数与频率有关，在谐振频率fo时放大器的放大倍数最大。在高于或低于fo时放大倍数就迅速减小。因此选用这种放大器可以只放大我们 .*电 子 电 路 实 验补 充 讲 义电子电路实验室编目 录实验一、高频电子仪表的使用2实验二、高频单调谐回路放大器4 实验三、电容反馈 lc振荡器7 实验四、乘法器振幅调制器10 实验五、乘法器同步检波器13 实验六、压控振荡器调频器15买验七、相位鉴频器18 实验八、波形转换器21 实验一 高频电子仪表的使用一实验目的1掌握示波器、bt3c频率特性测试仪的使用方法。 2弄清高频电子实验箱的结构；掌握实验箱自带仪表的使用方法。

2、二实验仪器 1示波器 2bt3c频率特性测试仪 3高频电子电路实验箱 4万用表三实验内容1高频实验箱的使用由于高频电子电路对实验电路的走线、元件排列等有较高要求,所以采用实验箱开设高频实验。sacgds高频电子电路实验箱是根据“高频电子线路”课程设计的，它可以满足和完成“高频电子线路”课程多种实验要求，共可开设十三个实验项目。本机还自带部分仪表，现将其介绍如下：（1）电源的使用本机设有供实验使用的五种电源：+5 v ;- 5v; +12v; - 12v; +8v；- 8v，最大输出电流0.3ma。（2）信号源的使用a高频信号源 输出波形：正弦波，三角波，方波。频率范围：100hz10mhz分五

3、档粗调，每档都可细调。输出幅度：01v（pp）连续可调。b低频信号源 输出波形：正弦波， 三角波， 方波。频率范围：1hz100khz 分五档粗调，每档都可细调。输出幅度：08v（pp）连续可调。（3）频率计数器的使用频率计是为本实验箱的实验设计的，它可以分别显示高低信号的频率，也可以测试各种振荡器的频率。使用方法如下：a当开关拨到高频位置时，显示高频信号源的频率。b当开关拨到低频位置时，显示低频信号源的频率。c当开关拨到外测位置时，可以测试外接电路（如lc振荡器）的频率。注意：此时高频信号源的频率粗调必须放在与被测频率相对应的频段位置上（即1mhz10 mhz）。2学会用示波器观察电路波形用

4、示波器观察实验箱中高、低频信号源的输出波形。注:信号的波形、频率、幅度自选。3了解bt3c频率特性测试仪面板上各开关的作用。 仪器介绍见指导书电子电路测量与实验p.114实验十五。四思考题1 高频实验箱实验板上各实验电路的“地”是否相通？可以随意使用吗？2 用高频实验箱做实验时，使用连线的长短对实验效果有无影响？应该注意什么？实验二 高频单调谐回路放大器 一 .实验目的1 通过实验进一步熟悉调谐放大器的幅频特性、通频带和选择性。2 掌握使用频率特性测试仪测量调谐放大器的带宽和增益的方法。二. 实验仪器1高频电子电路实验箱 2频率特性测试仪 3万用表 三 .实验原理调谐放大器的主要特点是晶体管集

5、电极负载不是纯电阻,而是由lc组成的并联回路。如图2-1所示：图21由lc组成的并联谐振回路放大器，其放大倍数与频率有关，在谐振频率fo时放大器的放大倍数最大。在高于或低于fo时放大倍数就迅速减小。因此选用这种放大器可以只放大我们所需要的某一频率信号，而抑止不需要的信号或外界干扰信号。所以调谐放大器在无线通讯方面广泛用作高频选频放大器。调谐放大器的电路形式很多，其基本的单元电路只有两种：一种为单调谐放大器、一种为双调谐放大器。本实验只讨论单调谐放大器。四实验内容和步骤实验电路如图22所示：图22按电路接好地线、12v电源线,接线正确后接通电源,指示灯亮。1测量三极管静态工作点，并判断其工作状态

6、。revbveic vce工作状态2001k2k2 带宽值的测量re取200、 a点接5k。测试电路如图23所示 图23选择正常的扫频信号电压，频率为5.5±0.5mhz， 调节ct使输出最大。 定量测试带宽时，必须将扫频仪屏幕上的谐振曲线展宽，即扫频宽度变小以减小误差。根据内频标及示波管上的刻度就可以粗略地估算出通频带,如图24所示。图24则带宽2ffhfl3 增益的测量在屏幕上显示出被测电路的正常特性曲线后，记下该曲线在y轴方向所占的格数，以及仪器面板上“输出衰减”粗调和细调的分贝值，此值为a2，保持“y轴增益”不变，短接扫频输出和y轴输入（即不通过被测电路而直接连接）。调节“输

7、出衰减”粗调和细调使屏幕上显示的扫描线与“零”电平基线之间相距的格数等于被测电路特性曲线所占的格数。设此时的分贝值为a1。则被测电路的增益为： aa2a1bt3 使用时的注意事项：1 接地线尽可能短、粗、且导电性能好,否则地线分布参数将影响被测曲线的形状。2 为了使被测电路不产生饱和失真，输出衰减不宜过小,否则输出曲线不真实。五 .思考题1 引起调谐放大器不稳定的原因是什么？如果出现自激，应如何克服？2 扫频仪的“输出衰减”和“y轴衰减”有什么不同？实验三 电容反馈lc振荡器一 实验目的1 掌握lc振荡电路的基本工作原理；2掌握反馈系数不同，静态工作电流ieq对起振及振幅的影响；3了解振荡回路

8、q值对频率稳定度的影响。二 .实验仪器1 示波器2 高频电子电路实验箱3 万用表三实验原理 lc振荡器，一般分为电感三点式和电容三点式。在此，我们只研究电容三点式lc 振荡电路（又称电容反馈lc振荡器），它是采用电容分压电路作为反馈网络。1 相位平衡条件三点式电路的相位平衡条件是依靠调谐回路三个引出端点的正确连接予以实现的（即连接到发射极的两个电抗必须为同性电抗，不连接到发射极的另一个电抗必须为异性电抗）。如图31所示。在电容三点式的电路中，若忽略回路中的损耗和管子参数的影响，则可认为振荡频率近似等于回路的谐振频率fo为： 12 lc1c2（c1c2）当回路谐振时，输出电压uo与输入电压ui反

9、相，反馈电压uf与输入电压ui同相，才能满足相位平衡条件。2 起振条件电容反馈lc振荡的起振条件为>c1/c2。此公式是在假设放大器 的输入电阻rbrbe/（rb+rbe）>>1/ 0c2的条件下推导出来的。3 频率的稳定度频率的稳定度是振荡器的一项十分重要的技术指标，表示一定时间范围内或一定的湿度、温度、电源电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度。振荡频率的相对变化量越小，则表明振荡频率的稳定程度越高。 改善频率的稳定度，主要是提高lc谐振回路的稳定性。一般采用下列措施：（1） 采用稳压电源（2） 选用受温度影响小的l、c元件（3） 提高lc谐振回路的q值（4） 在振荡器和

10、负载之间加一个射极跟随器，减小负载对振荡器的影响。（5） 采用部分接入的方法，以减小晶体管的极间电容和分布电容对振荡频率的影响。4 改进的电容反馈lc 振荡电路如图32所示为改进型的电容三点式振荡回路的交流通路。图中把电容c3与电感l并联，由电感l和电容c1、c2和c3组成振荡回路。当c1>>c3、c2>>c3时电路的振荡频率fo为： 12图31 图32 5 实验电路图图33 四. 实验内容及步骤接好地线与12v电源线。1观察静态工作电流ieq对振荡幅值的影响：c3接c、c6接a、r5接d、c8接b，用示波器在输出端测量振荡幅值，填入表1。ieq(ma)0.811.52

11、.53uop-p（v）表12观察改变反馈系数（f）数值对振荡幅值的影响：ieq2ma、r5接d、c8接b，用示波器在输出端测量振荡幅值，填入表2。 表2反馈系数（f）数值 vopp（v）c2接c、c5接a（ ）c3接c、c6接a（ ）c4接c、c7接a（ ） 3改变串联电容观察振荡器的频率与幅值：ieq=2ma、 c3接c、c6接a、r5接d、c8、c9、c10分别接b、测振荡器的频率与幅值，填入表3。注意：（1）用频率计测频时，由于信号幅度小，达不到测频率所要求的幅值，所以必须将振荡器输出的信号加到单调谐回路上，经过放大后，再进行频率检测。（2）开关拨到外测位置，同时高频信号源的频率粗调必须

12、放在被测频率的相应的频段位置上（1mhz10mhz）。表3c8、c9、c10分别接b f（mhz） vopp c8 c9 c104 改变电阻数值对频率稳定度的影响 ieq3ma、c3接c、c6接a、c9接b、电阻r5、r6、r7分别接d，记录振荡频率，填入表4。表 4 r() 1k 10k 110k频率（mhz）5 观察改变ieq对频率的影响：c2接c、c5接a、r5接d、c10接b、改变ieq,记录振荡频率，填入表 5 。表 5 ieq（ma） 1 2 3f（mhz）五 思考题1 电容三点式与改进型电容三点式比较有何优点？2 为什么提高振荡回路的q值，可以提高振荡频率的稳定度？实验四 乘法器

13、振幅调制器一 .实验目的1 通过实验了解乘法器构成普通调幅波和双边带抑制载波调幅波的工作原理。2 通过实验了解mc1496芯片的使用及实验电路的调整测试方法。3 学会用示波器测试调幅波的调制系数。二 .实验仪器1 高频电子电路实验箱2 万用表3 示波器三. 实验原理及实验电路图1 乘法器调制原理调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度使振荡幅度随着调制信号瞬时值进行线性变化。而载波的频率和初相位则保持不变。实现调幅的方法很多，本实验采用mc1496集成模拟相乘法器来实现调幅。如图41所示：vc 高频载波 k 射极输 vo v调制信号 出器 相乘调幅 图412 mc1496集成模拟乘法

14、器引出端功能及内部电路（1） mc1496引出端功能脚。图32所示：vee vcc vy vy14 13 12 11 10 9 8 mc14961 2 3 4 5 6 7 vx vx图42(2) mc1496内部电路图。如图43所示：图 43 3实验电路图说明图 44 模拟乘法器是一种完成两路互不相关的模拟信号 （连续变化的两个电压或电流）相乘作用的电子器件。它是利用晶体管特性的非线性巧妙的进行结合实现调幅的电路。使输出中仅保留晶体管非线性所产生的两路输入信号的乘积这一项，从而获得良好的乘法特性。 mc1496内部电路图中，晶体管t1t4组成双平衡差分放大器t5t6组成 单差分放大器，晶体管t

15、7、t8及其偏置电阻作为t5t6的恒流源。 为了扩展乘法器的输入线性动态范围，在引脚“2”和“3”之间接了一个电阻r7（1k）,它的作用为晶体管t5、t6形成串联电流负反馈。因此扩大了vx的输入线性动态范围，其目的输入线性化。 mc1496的“6”脚接了一个射随器起隔离作用， mc1496可采用单电源供电，也可采用双电源供电,本实验采用双电源供电,vcc为12v，vee为8v。四 .实验内容及步骤实验电路如图34所示。接入地线，接好vcc为12v电源线，vee为8v电源线，再接通电源。1 输入失调调零(1) 将高频输入信号uc加至高频输入端。其频率为500khz, 幅度为uc0.1v左右（参考

16、值）。让低频信号输入端接地,调节电位器rt1使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）,然后撤除高频信号。(2) 将低频信号加入低频信号的输入端，其频率为1khz,幅度为uc0.3v左右（参考值）让高频信号输入端接地,调节电位器rt2使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）。重复上述（1）、（2）调试过程，使输出波形最小,至此即完成集成块输入失调调零。2 观察调幅器的输出波形（1） 调节rt1，用万用表测tp1到tp2之间的电压使u120.1v。加入高频信号频率为500khz，幅度为vcpp60mv ;低频信号频率为1khz，幅度从0增加到vpp200mv观察波形。（2） 高频信号uc：

17、频率500khz、vcpp40mv（或50mv）。低频信号频率1khz、ucpp200mv。调节电位器rt1。当m30时、m100时，观察输出波形的变化。并用万用表测试tp1到tp2间的电压u12的值3 观察双边带抑制载波调幅（1） 调节电位器rt1，用万用表测试tp1和tp2间的电压u120时，加入高频信号频率100khz1240khz，vcpp50mv（或40mv）。此时不加低频信号，观察输出波形。（2） 高频频率、幅度不变。加入低频信号频率为1khz、vpp200mv，观察记录波形。（3） 高频信号、低频信号的频率、幅度均不变，调节电位器rt2当反时针旋转到底、顺时针旋转到底，观察记录输

18、出波形。五思考题：1 什么是调幅波？2 普通调幅波与抑制载波的双边带调幅波的差异是什么？实验五 乘法器同步检波器一. 实验目的1 通过实验加深对模拟乘法器工作原理及其特性的理解。2 掌握同步检波器的工作原理。3 掌握用集成电路（乘法器）实现同步检波的方法。二.实验仪器1 高频电子电路实验箱2 双踪示波器3 万用表三.实验原理1 实验电路图。如图51所示：图512 实验原理同步检波是指作用于检波器上的两个高频信号不但频率相同，而且相位基本相同。即这两个高频信号是完全同步的。同步检波器不仅可用于普通调幅波信号的解调，而且可解调双边带调制信号和单边带调制信号。乘法器同步检波电路方框图如图52所示：u

19、am uc 限幅器 ux 低通 c xk 滤波 uo uy 器 图52图中普通调幅信号uam加到乘法器uy端（1脚）；同步参考信号uc是输入调幅波信号经限幅器后得到的，加至乘法器的ux端（8脚）。当uc与uam相乘时，即产生原调制信号分量和其他谐波组合频率分量，经低通滤波器后，就可以得到还原的低频调制信号。同步检波也称乘积检波。它在广播、彩色电视、通信及仪表测量中得到广泛的应用。本实验电路是用乘法器1496和外围电路组成，有关1496的资料请参看实验指导书中调幅器介绍。mc1496可用单电源供电，也可用双电源供电,本电路采用12v单电源供电。四 .实验内容及步骤按实验电路图接好12v与地线，接

20、通电源。（1） 解调全载波信号a 将c5的c端接地，c6的a端接b，把调幅波的调幅系数分别调至m30、m100、m>100。加在uam上，相同的载波信号加在uc上。分别记录输出波形并与调制信号相比较。b 去掉c5、c6，观察输出波形。记录输出波形，然后再复原。 调幅系数调制信号的波形调幅信号的波形输出波形 m30 m100 m>100 m=去掉c5、c6时（2） 解调抑制载波的双边带调制信号a 把调幅实验中调好的抑制载波的调幅波加入uam，uc加入相同载波。其它连线不变观察记录输出波形，并与调制信号波形相比较。b 去掉c5、c6，观察输出变化，记录输出波形。五. 思考题 比较同步检

21、波器和二极管包络检波器两者的优缺点。实验六 压控振荡器调频器一 实验目的1 了解压控振荡器和用它构成频率调制器的原理。2 弄清调频原理。3 掌握用压控振荡器组成调频器的方法。4 测试中心频率及观察调频波形。二 实验仪表1 高频电子电路实验箱 2 万用表 3 双踪示波器 三 实验原理1 调频原理调频就是用低频调制信号去控制高频载波信号的频率，使高频载波的频率随着调制信号的变化规律而变化，而载波的振幅则保持不变，这样得到的已调波叫调频波。实现调频的方法有两种：直接调频和间接调频。直接调频是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律，以产生调频波。因此，凡是能直接影响振荡

22、器振荡频率的元件或参数，只要能够用调制信号去控制它们，并使振荡频率按调制信号的变化规律线性变化，都可实现直接调频，本实验用压控振荡器实现调频。调频波是随着调制信号的振幅和频率而改变的。在调制信号的频率不变而振幅变化时，由于调制指数和频偏都与调制信号的幅度成正比，所以在调制信号的幅度增加时，调制指数和频偏都随着增加，由于调制信号频率不变，所以随着调频指数的增大，带宽增加。当调制信号的振幅不变，而频率改变时，这时频偏不变。由于调制指数随调制频率成反比变化，因而随着调制频率的降低，调频波变密，带宽基本不变。这也就是说，调频波的带宽随调制信号振幅的增大而变宽，但与调制信号的频率基本无关，这时调频波的一

23、个重要特性。下面画出调制信号波形、调频波波形以及调频波的瞬时角频率随时间t的变化规律，见图61，以帮助理解。图61调频波波形图2 压控振荡器压控振荡器是目前应用较为广泛的重要振荡电路。它是利用处于振荡电路中的变容二极管或可变电抗管的等效电容随外加电压变化的原理所构成的振荡电路，因此，压控振荡器实际上是一种电压频率变换器。压控振荡器又名vco（voltage controlled oscillator），它的振荡频率可由外加电压控制，其输出波形可以是正弦波、脉冲波或者三角波，当控制电压为正弦信号时，就可以在其输出端得到调频波；当控制电压为锯齿波信号时，就可以得到扫频波。在本实验中，我们只研究调频

24、波情形。3 用lm566实现调频lm566管脚排列及其功能见图62，它采用双电源供电，有两个输出端：out1为方波输出端；out2为三角波输出端。图62用lm566实现调频的实际电路见图63，“in”是调制信号输入端，调节电位器rt1，可改变本振频率f，c为定时电容，c、c为滤波电容，rt1、rt2组成分压器，t、t是保护电路。 图63四 实验内容及步骤1 测量中心频率连接好5v电源，频率计接到out1，连接ed，改变rt1，记录振荡器最高频率f及最低频率f，计算中心频率。 f=将rt1调到产生中心频率位置，观察并记下out1、out2端波形。2 观察并记录直流偏置时的调频波将a、b、c连接在

25、一起，改变rt2，分别观察和记录调频的三角波与方波波形，说明波形与上述波形相比，有何不同。3 观察并记录正弦信号作控制电压时的调频波将a、b、c连线断开，连接a点和out点，将5khz，1v左右的正弦信号加到“in”端，改变输入信号幅度和频率，观察out1与out2端输出调频波的变化，说明其变化过程，记下较稳定的调频三角波与方波波形。五 思考题1 什么叫压控振荡器？2 试分析rt1的作用。实验七 相位鉴频器一.实验目的1， 了解相位鉴频器电路的组成2， 熟悉相位鉴频器的工作原理3， 掌握用频率特性测试仪调测鉴频器特性参数的方法 二.实验仪表1.bt3c频率特性测试仪2.示波器3.高频电子电路实

26、验箱三.实验原理实验电路如图 71所示，它是由放大器，频相转换网络，鉴相器三部份电路组成的一个电容耦合相位鉴频器。放大器是一个单端输入单端输出的差分放大器，由t1、t2构成差分对管，放大器输出电压u1由t2管的集电极初级谐振回路（ct1，c3，l1）选频输出，工作频率为中心频率（6.5mhz）。频相转换网络由初级谐振回路（ct1，c3，l1）和次级谐振回路（ct2，c6，l2）组成。两个回路的工作频率都为中心频率（6.5mhz）。 鉴相器由两个对称的包络检波器t3，r9和t4，r10构成。 由原理图可以看出c5（0.01uf）很大，对高频相当于短路，对直流而言相当于开路。于是初级回路电压u1直

27、接加到了l2的中点和r11的两端，同时也加到了两个二极管t3，t4上，r11也为两个包络检波二极管提供了直流通路。 ct3为初级回路和次级回路间的耦合电容，初级回路输出电压u1通过ct3至地形成一个通路，则由u1在ct3上产生的电流为： i =jct3 u1即i始终超前u190度。于是由u1产生的i便在次级回路上建立起了u2，上下两半线圈的电压各为u2/2。图71从上面的分析可知加在两个检波二极管上的电压分别为：u =u1+u2/2 u =u1-u2/2 u1称为参考电压，u2称为比较电压。电容耦合相位鉴频的两个包络检波二极管上的高频电压ut3，ut4的矢量关系图如图72所示。 图72从矢量图中可以得出当f = f时，z呈纯电阻，i与u2同相