武汉大学高频实验指导书2016

1、 武汉大学电子信息学院 高频电子线路实验指导书109前 言本书为电子信息和通信工程专业实验课用书。本书包括十九个实验。.实验内容紧密配合通信电子电路课程安排，通过动手实践，学生可以加深对理论知识的理解。通信电子电路是通信和无线电技术的重要专业基础课，它涉及到许多专业理论知识和实践知识，传统的高频技术主要是由信号发生（正弦信号发生、非正弦信号发生）、信号调制（调幅、调频）、信号发送、信号接收（选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频）等组成。通信电子电路实验箱包含15个实验模块，可完成十九项实验。其中五项属信号发生、信号调制、信号发送部分，即LC与晶体振荡器、幅度调制电路、变容二极管调频器、4046

2、锁相环组成的频率调制器、高频功率放大与发射；十项属信号接收与解调部分，即单调谐回路谐振放大器、双调谐回路谐振放大器、晶体三极管混频器、集成乘法器混频电路、中频放大器、集成乘法器幅度解调电路、晶体二极管检波器、电容耦合回路相位鉴频器、4046锁相环组成的频率解调器、自动增益控制（AGC）电路。以上各项实验，除可单独完成变换参数、性能比较之外，还可联接成完整的无线发送和接收系统，并可对整个系统进行性能测试。在进行高频电子线路实验时需注意以下几点：1. 实验前必须充分预习，认真阅读本实验教程，以掌握实验原理，熟悉实验步骤，并作必要计算，从而知道“做什么，怎么做“，对实验结果心中有数。2. 实验前对将

3、要使用的仪器要有充分了解，认真阅读使用说明书，掌握其操作使用。3. 实验中遵循“先断电、后插拔”的原则，无论是插拔实验板，还是插拔连接电缆，均应如此。4. 实验中若遇到与理论不一致的情况，应多加观察、试验，并详细记录实验现象、波形和数据，以备课后分析。在利用本实验系统做实验时，需配备的仪器如下：（1）40MHZ（或20MHZ）双踪示波器 1台（2）数字频率计 1台（3）万用表 1台 编者2016年3月于武汉大学珞珈山目 录 实验1 单调谐回路谐振放大器4实验2 双调谐回路谐振放大器9实验3 电容三点式LC振荡器14实验4 石英晶体振荡器21实验5 晶体三极管混频实验24实验6 集成乘法器混频器

4、实验28实验7 中频放大器32实验8 集成乘法器幅度调制电路36实验9 振幅解调器（包络检波、同步检波）44实验10 高频功率放大与发射实验52实验11 变容二极管调频器61实验12 电容耦合回路相位鉴频器65实验13 锁相环频率调制器68实验14 锁相环鉴频器75实验15 自动增益控制（AGC）79实验16 发送部分联试实验83实验17 接收部分联试实验85实验18 发射与接收完整系统的联调87实验19 高频电路开发实验91附 录99实验1 单调谐回路谐振放大器 、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 放大器静态工作点l LC并联谐振回路l 单调谐放大器幅频特性2做本实验时所用到的仪器：l

5、 单调谐回路谐振放大器模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法； 4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；5掌握测量放大器幅频特性的方法。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用示波器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1单调谐回路谐振放

6、大器原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。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。为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。图1-1 单调谐回路放大器原理电路图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图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，1C2用来调谐，

7、1K02用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。1W01用以改变基极偏置电压，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。1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。五、实验步骤1实验准备（1）插装好单调谐回路谐振放大器模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上开关1K01。（2）接通电源，此时电源指示灯亮。2单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。本实验采用点测法，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对

8、应的单调谐回路揩振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。步骤如下：（1）1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态。高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1P01）。示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ （用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰峰值）为200mv（示波器CH1监测）。调整单调谐放大器的电容1C2，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。此时回路

9、谐振于6.3MHZ。比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。（2）按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-2。表1-2输入信号频率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1输出电压幅值U(mv)（3）以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。3观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。顺时针调整1W01（此时1W01阻值增大），使1Q01基

10、极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点。按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。逆时针调整1W01（此时1W01阻值减小），使1Q01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线。可以发现：当1W01加大时，由于ICQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W01减小时，由于ICQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。4观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响 当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接

11、通1R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。六、实验报告要求1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。2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。3总结由本实验所获得的体会。实验2 双调谐回路谐振放大器 、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 双调谐回路l 电容耦合双调谐回路谐振放大器l 放大器动态范围2做本实验时所用到的仪器：l 双调谐回路谐振放大器模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、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

12、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 1采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；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；3用示波器观察放大器动态范围。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，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工

13、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。2双调谐回路谐振放大器实验电路双调谐回路谐振放大器实验电路如图2-2所示，其基本部分与图2-1相同。图中，2C04、2C11用来对初、次级回路调谐，2K02用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2K01用以改变集电极负载。2K03用来改变放大器输入信号，当2K03往上拨时，放大器输入信号为来自天线上的信号，2K03往下拨时放大器的输入信号为直接送入。图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路五、实验步骤1实验

14、准备在实验箱主板上插上双调谐回路谐振放大器模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关2K1接通电源，此时电源指示灯点亮。2双调谐回路谐振放大器幅频特性测量本实验仍采用点测法，即保持输入幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性（如果有扫频仪，可直接测量其幅频特性曲线）。幅频特性测量2K02往上拨，接通2C05（4.5P）。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度300mv，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（IN）。2K03往下拨，使高频信号送入放大器输入端。示波器CH1接2TP01，

15、示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。按照表2-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰峰值为300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入表2-1。表2-1放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）测出两峰之间凹陷点的频率大致是多少。以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表2-

16、1，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。按照上述方法测出耦合电容为2C06(80P)（2K02拨向下方）时幅频特性曲线。3. 放大器动态范围测量2K02拨向下方，接通2C06。高频信号源输出接双调谐放大器的输入端（IN），调整高频信号源频率为6.3MHZ，幅度100mv。2K03拨向下方，使高频信号源输出送入放大器输入端。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。按照表2-2放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表2-2，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大

17、倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。表2-2放大器输入(mV)100200300400600800100012001400160018002000放大器输出(V)放大器电压放大倍数六、实验报告要求1画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？2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。3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？4总结由本实验所获得的体会。实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 三点式LC振荡器l

18、西勒和克拉泼电路l 电源电压、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：l LC振荡器模块l 双踪示波器l 万用表二、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熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理1.概述振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。振荡器是指振荡回路是由元件组成的。从交流等效电路可知：由振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈

19、电压取自分压电感，则称为电感反馈振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百。2.振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：ff来表示（f为所选择的测试频率；f为振荡频率的频率误差，fff；f和f为不

20、同时刻的f），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。4.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路(1)静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，

21、振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。（2）振荡频率f的计算 f=式中CT为C1、C2和C3的串联值，因C1（300p）>>C3(75p),C2(1000P)>>C3(75p)，故CTC3，所以，振荡频率主要由L、C和C3决定。(3)反馈系数F的选择F= 反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F0.10.5,本实验取F=5.克拉泼和西勒振荡电路图3-2为串联改进型电容三点式振荡电路克拉泼振

22、荡电路。图3-3为并联改进型电容三点式振荡电路西勒振荡电路。图3-2 克拉泼振荡电路 图3-3 西勒振荡电路6电容三点式LC振荡器实验电路 电容三点式LC振荡器实验电路如图3-4所示。图中3K05打到“S”位置（左侧）时图3-4 LC振荡器实验电路为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置（右侧）时，为改进型西勒振荡电路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路电容的变化。调整3W01可改变振荡器三极管的电源电压。3Q02为射极跟随器。3TP02为输出测量点，3TP01为振荡器直流电压测量点。3W02用来改变输出幅度。四、实验内容 1用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡器电压峰峰值VP-P，

23、并以频率计测量振荡频率。 2测量振荡器的幅频特性。 3测量电源电压变化对振荡器频率的影响。五、实验步骤 1实验准备插装好LC振荡器模块，按下开关3K1接通电源，即可开始实验。 2西勒振荡电路幅频特性的测量示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3V01。电位器3W02反时针调到底，使输出最大。开关3K05拨至右侧，此时振荡电路为西勒电路。3K01、3K02、3K03、3K04分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。例如3K01、3K02往上拨，其接入电路的

24、电容为10P+50P=60P。按照表3-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰一峰值VP-P），并将测量结果记于表中。表3-1电容C（pf）1050100150200250300350振荡频率f(MHZ)输出电压VP-P(v)注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。 3克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至左侧，振荡电路转换为克拉泼电路。按照上述方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表3-1中。 4波段覆盖系数的测量波段覆盖即调谐振荡器的频率范围，此范围的大小，通常以波段覆盖系数K表示：测量方法：根据测量的幅频特性，以输出电压最大

25、点的频率为基准，即为一边界频率，再找出输出电压下降至处的频率，即为另一边界频率，如图3-5、图3-6所示，再由公式求出K。 图3-5 图3-6 5测量电源电压变化对振荡器频率的影响分别将开关3K05打至左测（S）和右侧（P）位置，改变电源电压EC，测出不同EC下的振荡频率。并将测量结果记于表3-2中。其方法是：频率计接振荡器输出3P01，电位器3W02反时计调到底，选定回路电容为50P。即3K02往上拨。用三用表直流电压档测3TP01测量点电压，按照表3-2给出的电压值Ec，调整3W01电位器，分别测出与电压相对应的频率。表中f为改变Ec时振荡频率的偏移，假定Ec=10.5V时 ,f=0，则f

26、=f-f10.5V。表3-2串联（S）EC（V）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ)并联（P）EC（V）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ) 68.8MHZ频率的调整在用各个模块构成无线收、发系统时，需要用到LC振荡器模块，作为接收系统中的本振信号。此时振荡频率需要8.8MHZ左右，如何得到8.8MHZ左右的频率，其方法如下：（1）振荡电路为西勒电路时（3K05往右），3K01、3K02、3K03、3K04四个开关全部往下拨，此时输出的振荡频率为8.8MHZ左右。如果频率高于8.8MHZ，可将3K01往上拨，这样频率可以降低。（2）振荡电路为

27、克拉泼电路时（3K05往左），3K02、3K03接通（往上拨），此时输出振荡频率为8.8MHz左右。如果频率相差太大，可调整四个开关的位置。六、实验报告1根据测试数据，分别绘制西勒振荡器，克拉泼振荡器的幅频特性曲线，并进行分析比较。2根据测试数据，计算频率稳定度，分别绘制克拉泼振荡器、西勒振荡器的曲线。3对实验中出现的问题进行分析判断。4总结由本实验所获提的体会。实验4 石英晶体振荡器、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 石英晶体振荡器l 串联型晶体振荡器l 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：l 晶体振荡器模块l 双踪示波器l 频率计l 万用表二

28、、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、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 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。图4-1 晶体振荡器交流通路3观察并测量静态工作点、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1晶体振荡器工作原理一种晶体振荡器的交流通路如图4-1所示。图中，若将晶体短路,则L1、C2、C3就构成了典型的电

29、容三点式振荡器(考毕兹电路)。因此，图4-1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，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， 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。2晶体振荡器电路图4-2 晶体振荡器实验电路晶体振荡器电路如图4-2所示。图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并构成共基接法。4W01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。4C05为输出耦合电容。4Q02为射随器，用以提高带负载能力。实际上，图4-2电

30、路的交流通路即为图4-1所示的电路。五、实验步骤1实验准备在实验箱主板上插好晶振模块，接通实验箱上电源开关，按下开关4K01，此时电源指示灯点亮。2静态工作点测量改变电位器4W01可改变4Q01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（发射极电阻4R04=1K）。3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4W01达到）。 调节电位器4W01以改变晶体管静态工作点IE，使其分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到4TP02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

31、表4.1。表4.1VEQ(V)2.02.22.42.62.83.0f(MHz)Vp-p(V)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、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。实验5 晶体三极管混频实验一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 混频的概念l 晶体三极管混频原理l 用模拟乘法器实现混频2.做本实验时所用到的仪器：l 晶体三极管混频模块l LC振荡与射随放大模块l 高频信

32、号源l 双踪示波器二、实验目的1进一步了解三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰。三、实验内容1.用示波器观察输入输出波形；2.用频率计测量混频器输入输出频率；3.用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。四、基本原理混频器的功能是将载波为（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频fi （固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。混频器的电路模型如图 5-1所示。混频器常用的非

33、线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号UL ，并与输入信号US经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用晶体三极管作混频电路实验。图5-2是晶体三极管的混频器电路，本振电压UL频率为(8.8MHZ)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为6.3MHZ)从晶体三极管的基极B输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三管的集电极C输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验

34、中频为Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压Us和本振电压UL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰。图5-2 晶体三极管混频的电路图五、实验步骤1.实验准备将三极管混频器模块，LC振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源。2

35、.中频频率的观测将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入混频器的一个输入端(IN1)，混频器的另一个输入端（IN2）接高频信号发生器的输出（6.3MHz VP-P =0.4V）。用示波器观测5TP01、5TP02、5TP03，并用频率计测量其频率。并计算各频率是否符合Fi=FL-Fs。当改变高频信号源的频率时，输出中频5TP03的波形作何变化，为什么？3. 混频的综合观测将调制信号为1KHZ载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的射频输入，用双踪示波器的观察5TP01、5TP02、5TP03各点波形，特别注意观察5TP02和5TP03两点波形的包络是否一致。六、实验报告

36、1根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。 2归纳并总结信号混频的过程。实验6 集成乘法器混频器实验一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 混频的概念l MC1496模拟相乘器l 用模拟乘法器实现混频2.做本实验时所用到的仪器：l 集成乘法器混频模块l LC振荡与射随放大模块l 高频信号源l 双踪示波器二、实验目的1. 了解集成混频器的工作原理，掌握用MC1496来实现混频的方法；2. 了解混频器的寄生干扰。三、实验内容1. 用示波器观察输入输出波形；2. 用频率计测量混频器输入输出频率；3. 用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。四、基本原理混频器的功能是将载波为fs（高频）的已

37、调波信号不失真地变换为另一载频fi （固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。混频器的电路模型如图6-1所示。混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号，并与输入信号Us经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化

38、电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。图6-2是用MC1496构成的混频器，本振电压UL(频率为(8.8MHZ)从乘法器的一个输入端（10脚）输入，信号电压Vs(频率为6.3MHZ)从乘法器的另一个输入端（1脚）输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由乘法器的输出端（6脚）输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频为Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压Us和本振电压UL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频

39、率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰。图6-2 MC1496构成的混频器电路图五、实验步骤1.实验准备将集成乘法器混频模块，LC振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源。2中频频率的观测将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入乘法器的一个输入端(IN1),乘法器的另一个输入端（IN2）接高频信号发生器的输出（6.3MHZ V p-p=0.4V）。用示波器观测6TP01、6

40、TP02、6TP03、6TP04波形，用频率计测量6TP01、6TP02、6TP04的频率。并计算各频率是否符合Fi=FL-Fs。当改变高频信号源的频率时，输出中频6TP04的波形作何变化，为什么？3混频的综合观测将音频调制信号为1KHz载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的射频输入，用双踪示波器观察6TP01、6TP02、65TP03、6TP04各点波形，特别注意观察6TP02.和6TP04两点波形的包络是否一致。六、实验报告1根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。2归纳并总结信号混频的过程。实验7 中频放大器一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 中频放大器的基本工作原理l

41、 中频放大器的作用l 中频放大器的要求2做本实验时所用到的仪器：l 中频放大器模块l 高频信号源l 双踪示波器l 频率计二、实验目的1. 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2. 了解中频放大器的作用、要求及工作原理；3. 掌握中频放大器的测试方法。三、实验内容1. 用示波器观测中频放大器输入输出波形，并计算其放大倍数；2. 用点测法测出中频放大器幅频特性，并画出特性曲线，计算出中频放大的通频带。四、基本原理中频放大器位于混频之后，检波之前，是专门对固定中频信号进行放大的，中放和高放都是谐振放大器，它们有许多共同点，由于中频放大器的工作频率是固定的，而且频率一般都较低，因而有其特殊之处。因为

42、中放工作频率较低，所以容易获得较大的稳定增益。由于工作频率较低，且为固定因而可采用较复杂的谐振回路或带通滤波器，将通带做的较窄，使谐振曲线接近于理想矩形。中放通常分为单调谐中频放大器和双调谐中频放大器。本实验采用单调谐的。图7-1是中频放大的实验原理图：图7-1 中频放大器实验原理图从图可看出，本实验采用两级中频放大器，而且都是共发放大，这样可获得较大的增益。7W02用来调整中频放大输出幅度，7L01、7C04和7L02、7C08分别为第一级和第二级的谐振回路。7P01孔为自动增益控制(AGC)连接孔。五、实验步骤1.实验准备将中频放大器模块插入实验箱主板上，按下电源开关7k01.电源指示灯点

43、亮，即可开始实验。2.中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量将高频信号源频率设置为2.5MHz，峰一峰值Vp-p=150mv（注意先测频率，然后再调幅度，否则幅度太小时，频率计测不出。），其输出送入中频放大器的输入端（IN），用示波器测量中放输出7TP02点的波形，微调高频信号源频率使中放输出幅度最大。调整7W02，使中放输出幅度最大且不失真,并记下此时的幅度大小，然后再测量中放此时的输入幅度，即可算出中放的电压放大倍数。3.测量中频放大器的谐振曲线(幅频特性)保持上述状态不变，按照表7-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为150mV（示波器CHI监视），从示波器

44、CH2（接7TP02）上读出与频率相对应的幅值，并把数据填入表7-1，然后以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表7-1，画出中频放大器的幅频特性曲线。并从曲线上算出中频放大器的通频带。表7-1频率（MHZ）1.92.02.12.22.32.42.52.62.72.82.93.03.1输出幅度U（mv）4. 输入信号为调幅波的观察在上述状态下，将输入信号设置为调幅波，其载波为2.5MHZ。用示波器观察中放输出7TP02点的波形是否为调幅波。六、实验报告要求1. 根据实验数据计算出中频放大器的放大倍数。2. 根据实验数据绘制中频放大器幅频特性曲线，并算出通频带。3. 总结本实验所获得的体会。实验8 集成

45、乘法器幅度调制电路、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 幅度调制l 用模拟乘法器实现幅度调制l MC1496四象限模拟相乘器 2做本实验时所用到的仪器：l 集成乘法器幅度调制电路模块l 高频信号源l 双踪示波器l 万用表 二、实验目的 1通过实验了解振幅调制的工作原理。 2掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。 3掌握用示波器测量调幅系数的方法。 三、实验内容 1模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。2用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。3用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。4用示波器观察调制信号为方波、三角

46、波的调幅波。 四、基本原理所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。目前由于集成电路的发展，集成模拟相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。 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8-1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

47、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： ，因而，仅当上输入满足v1VT (26mV)时，方有：，才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。图8-1 MC1496内部电路及外部连接 2MC1496组成的调幅器实验电路用1496组成的调幅器实验电路如图8-2所示。图中，与图8-1相对应之处是：8R08对应于RT，8R09对应于RB，8R03、8R10对应于RC。此外，8W0

48、1用来调节（1）、（4）端之间的平衡，8W02用来调节（8）、（10）端之间的平衡。8K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当8K01置“on”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为正常调幅波（AM），调整8W03电位器，可改变调幅波的调制度。当8K01置“off”时，其输出为平衡调幅波（DSB）。晶体管8Q01为随极跟随器，以提高调制器的带负载能力。五、实验步骤1实验准备（1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关8K1，此时电源指标灯点亮。（2）调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）：· 频率范围

49、：1kHz· 波形选择：正弦波· 输出峰-峰值：300mV（3）载波源：采用高频信号源：· 工作频率：2MHz用频率计测量；· 输出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器观测。2输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“off”（往下拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。（1）载波输入端输入失调电压调节把调制信号源输出的音频调

50、制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形，调节电位器8W02，使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。（2）调制输入端输入失调电压调节把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。图8-2 1496组成的调幅器实验电路 3DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上），可进

51、行DSB的测量。（1）DSB信号波形观察将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到8TP02上），示波器CH2接调幅输出端（8TP03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图8-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调8W01电位器。图8-3 图8-4（2）DSB信号反相点观察为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率。本实验可将载波频率降低为100KHZ（需另配100KHZ的函数发生器），幅度仍为200mv。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。增大示波器X轴扫

52、描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB信号，过零点时刻的波形应该反相，如图8-4所示。（3）DSB信号波形与载波波形的相位比较在实验3（2）的基础上，将示波器CH1改接8TP01点，把调制器的输入载波波形与输出DSB波形的相位进行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相。4AM（常规调幅）波形测量 （1）AM正常波形观测 在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“on”（往上拨），即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度200mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图8-5所示。图8-5调整电位器8W03，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形应随之