高频实验报告全

1、 实 验 报 告实验课程：通信电子线路实验 学生姓名：周倩文 学 号：6301712010 专业班级：通信121班 指导教师：雷向东老师、卢金平老师 目录实验一 仪器的操作使用实验二 高频小信号调谐放大器实验三 非线性丙类功率放大器实验实验四  三点式正弦波振荡器实验五 晶体振荡器设计实验六 模拟乘法混频实验七 二极管的双平衡混频器设计实验八 集电极调幅实验实验九 基极调幅电路设计实验十 模拟乘法器调幅 南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-10-10 实验成绩：、 实验一 仪

2、器的操作使用（硬件）一、实验目的 掌握使用高频实验室的示波器、高频信号发生器的目的、方法及注意事项。 （1）示波器是用来观察和测量信号的，主要是用来观察周期信号的波形，比如正弦波、三角波、方波、调幅波，等等。信号发生器，即信号源。 （2）注意事项：在仪器之间、仪器与电路之间，信号的传输都是通过信号线来完成的。用示波器测量信号发生器产生的信号，就要将示波器的信号输入线（表笔）与信号发生器的信号输出线连接在一起。注意，仪器的信号线都有一个金属的连接头，也被称作“Q头”，用来与仪器连接在一起，这里要特别强调：在将信号线接上和取下时，一定要捏住信号线的其他部位，否则，信号线中的芯线就会被拧断。再就是不

3、能用蛮力，。这是高频实验仪器操作的基本常识和基本要求，必须遵守，不得违背。二、实验内容高频正弦波信号的产生和测试 首先简单介绍一下信号发生器的基本操作使用方法。它是数字智能型的信号发生器，打开电源开关，液晶显示屏显示信号的参数。信号参数，由功能键结合数字按键设置，比如，我们要产生频率为12.5MHz、有效值150mV的信号，那么，我们就要先按一下功能键“频率”，再按数字键12.5，然后按右边的单元键“MHz”，这时，屏幕上显示“频率12.5MHz”；接着再按一下功能键“幅度”，再按数字键150，然后按右边的单元键“mV”，这时，屏幕上显示“幅度150mV”。这时用示波器可以观测到这个12.5M

4、Hz的等幅正弦波信号。 被测试的信号，通过示波器的信号输入线（也叫测试表笔）加入到示波器，按一下AUTO SET按键，示波器就会自动检测、显示出信号波形，再按一下Measure按键，示波器屏幕的右边就会显示信号的频率、幅度等参数。示波器的表笔上 ，有“”和“”两个档位（通常要求使用“”档），示波器信号通道的设置，必须与表笔保持一致：按一下“CH1”或“CH2”按键，再按“F4”，可以调整屏幕上的显示的“档位”。 有关信号发生器输出信号幅度问题的说明：该信号发生器的内阻为50，假设设置的信号幅度为NmV，在测试时给信号发生器串接上50的负载电阻，这时测到的信号幅度有效值即为N

5、mV，转换为峰峰值就是2.828N（mV）这时不串接上50的负载电阻，用示波器直接测量信号发生器的输出信号，这时测到的信号幅度就应该是5.656N（mV），参见原理示意图：、实验测试。设置高频正弦波信号的频率为10.8MHz，再按照下列表格的数值分别设置信号的幅度（有效值），测出对应的输出信号的峰峰值。要求示波器的表笔在“”和“”档时，各测得一组表格数据，并计算测量误差。三、实验结果分析与总结对实验时获得的实验数据绘制表格记录如下所示输入信号有效值（mV）100150200250接负载时理论峰值282842425656707输入信号峰值（接负载）*10284424552696输入信号峰值（接负

6、载）*1324484640800*10时与实测与理论的误差042%0047%24%15%*1时与实测与理论的误差147%111%13.2%14.1%对以上的实验数据绘图分析输入信号有效值（mV）100150200250接负载时理论峰值565.6848.41.131V1.414V输出信号峰值（空载）*106169361.24V1.52V输出信号峰值（空载）*16401.01V1.35V1.70V*10时与实测与理论的误差7.6%4.7%84%35%*1时与实测与理论的误差127%121%13.2%13.7%对以上的实验数据绘图分析则由以上实验与理论误差曲线可知，*10档的实验误差始终处于*1档实

7、验误差的下面，那么我们可以知道实验时选择*10档时实验误差要比*1档时要小得多，那么以后我们实验时如果要用到示波器那么最好是选择*10档，这样所测得实验误差较小，利于我们得出较为理想的实验结果。在这次试验过程中，熟练地运用了信号发生器，示波器的使用过程，为了以后做复杂实验打下了坚实的基础。锻炼了自己的动手能力，有关于示波器的使用也得到了较多的锻炼。相信有了这次的锻炼，以后的实验会完成的比较的好。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-10-17 实验成绩：、 实验二 高频小信号调谐放大器（硬件）一、

8、实验目的1. 掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算；3. 了解高频小信号放大器动态范围的测试方法。2、 实验内容1、测量单调谐、双调谐小信号放大器的静态工作点；2、测量单调谐、双调谐小信号放大器的增益；3、测量单调谐、双调谐小信号放大器的通频带。三、实验仪器与设备 1、高频信号源 1台2、扫频仪 1台 3、2号板 1块4、双踪示波器 1台5、万用表 1块四、实验原理 （一）单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部

9、分组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS12MHz。基极偏置电阻RA1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数Av0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1来表示）等。放大器各项性能指标及测量方法如下：1、谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为 式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；为调谐回路的

10、总电容，的表达式为 式中， Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。谐振频率f0的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。2、电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为 式中，g为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180o 而是为（180o+ fe）。AV0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表

11、测量图1-1中RL两端的电压V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数AV0由下式计算： AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为BW = 2f0.7 = fo/QL 式中，QL为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为 0.7 BW 0.1 2f0.1图1-2 谐振曲线上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路

12、总电容C为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数AV0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。可得： 通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还

13、应尽量减小调谐回路的总电容量C。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。4、选择性矩形系数调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kv0.1时来表示，如图1-2所示的谐振曲线，矩形系数Kv0.1为电压放大倍数下降到0.1 AV0时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707 AV0时对应的频率偏移之比，即Kv0.1 = 2f0.1/ 2f0.7 = 2f0.1/BW 上式表明，矩形系数Kv0.1越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差（矩形系数Kv0.1远大于1），为提高放大器的选择性，通常采用

14、多级单调谐回路的谐振放大器。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数Kv0.1。五、实验步骤 （一）单调谐小信号放大器单元电路实验1、根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的各测试点及可调器件（具体指出）。2、打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为+12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯。(以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤)3、调整晶体管的静态工作点：在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻R4两端的电压（即VBQ）和R5两端的电压（即VEQ），调整可调电阻W3，使VEQ4.8V，记下此时的VBQ，并计算出此时的I

15、EQVEQ /R5（R5=470）。4、 关闭电源，按下表所示搭建好测试电路。源端口目的端口信号源：RF1频率计：RF1N信号源：RF22号板：J45、按下信号源、频率计和2号板的电源开关，此时开关下方的工作指示灯点亮。6、调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1”和“RF2”输出频率为10.7MHz的高频信号。将信号输入到2号板的J4口。在TH1处观察信号峰-峰值约为50mV。7、调谐放大器的谐振回路使其谐振在输入信号的频率点上：将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐

16、到输入信号的频率点上。8、测量电压增益Av0在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器分别观测输入和输出信号的幅度大小，则Av0即为输出信号与输入信号幅度之比。9、测量放大器通频带 对放大器通频带的测量有两种方式： 其一是用频率特性测试仪（即扫频仪）直接测量； 其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化（以200KHz或500KHz为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度频率”坐标轴上标示出放大器的通频带

17、特性。六、实验结果以及结果分析实验操作过程中，保持输入信号幅值Ui（此处我们选择的输入信号的幅度为50mV）不变，改变输入信号的频率，输入信号的频率逐渐上升，输出信号的幅度将下降，当输出幅度下降到f0时的输出幅值的0.707时，所对应的输入信号频率计为f1。同样，减小输入信号的频率得到f2，填到下面的表格中那么由实验结果我们可以得出中心频率是10.70MHz，通频范围是10.07 MHz-11.13 MHz。通过这次试验掌握了测量中心频率以及测量同频带的方法，提高了自己的动手能力。实验时才意识到自己的理论上还有许多不清楚的地方，我还有很多需要学习的地方，并且在这些实验的工程中学到了很多知识。我

18、会继续的学习，我相信以后会做的更好。收获良多。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期： 2014-10-24 实验成绩：、实验三 非线性丙类功放仿真设计（软件）一、 实验目的 1.了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3. 掌握丙类放大器的计算与设计方法。 二、实验内容 1. 观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点 2. 测试丙类功放的调谐特性 3. 测试丙类功放的

19、负载特性 4. 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响三、实验基本原理放大器按照电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。功率放大器电流导通角q越小，放大器的效率越高。 非线性丙类功率放大器的电流导通角小于90°，效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1或更小)，基极偏置为负值，电流导通角小于90°，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。在丙类谐振功放中，若将输入谐振回路调谐在输出信号频率n次谐波上，则可近似的认为，输出信号回路

20、上仅有ic中的n次谐波分量产生的高频电压，而它的分量产生的电压均可忽略。因而，在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。将这种电路成为倍频器，它广泛的应用于无线电发射机等电子设备中。有上述原理构成的倍频器，它的倍频次数不宜过高。本实验设计的倍频器是二倍频。 四、实验电路设计实验总的电路设计，其中输入的是高频小信号，经过LC谐振网络后进行非线性丙类放大，而后是LC谐振选频网络。由下图可以清楚看出信号在放大，输出基波。将输出部分的试验LC回路参数值减半，由下图可以清楚看出信号在放大，输出倍频的波。实现了倍频器的功能。五、实验总结通过对实际电路的分析，结合实际实验，并利用其它电路作为辅

21、助，提出了一种高频小信号调谐放大器的有效方法，设计时要考虑到的高频放大器时经常出现的自激振荡、频率难以确定以及电路中各级间阻抗不匹配问题。本次试验不但锻炼了我最基本的高频电子线路的设计能力，更重要的是让我们更深刻的认识了高频电子线路这门课程在实际中的应用。还是有书到用时方恨少的感觉呀。 在此次设计时遇到了不少的困难和问题但是通过不懈努力，辛苦的去专研去学习，最终都克服了这些困难，使问题得到了解决。其中遇到的问题很多都是在书上不能找到的，所以自己要学会查找相关资料，利用图书馆和网络，这是一个比较辛苦和漫长的过程，最后在老师的帮助下完成了实验。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：63

22、01712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-10-31 实验成绩：、 实验四  三点式正弦波振荡器（硬件）一、 实验目的1. 掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。2. 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。3. 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。二、 实验内容1.熟悉振荡器模块各元件及其作用。2.进行LC振荡器波段工作研究。3.研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。4.测试LC振荡器的频率稳定度。

23、三、 实验仪器1高频实验箱 1台 2双踪示波器 1台3万用表 1块四、 基本原理图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器西勒振荡器，电容CCI可用来改变振荡频率。 振荡器的频率约为4.5MHz （计算振荡频率可调范围）振荡电路反馈系数: F=振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。五、 实验步骤1. 根据图6-1

24、在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。2. 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。1) 将开关S2的1拨上，S1全拨下，构成LC振荡器。2) 改变上偏置电位器RA1，记下发射极电流Ieo(=)，并用示波器测量对应点的振荡幅度VP-P（峰峰值）记下对应峰峰值以及停振时的静态工作点电流值。分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系，分析思路：静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm，而放大倍数和gm是有关系的。在饱和状态下（ICQ过大），管子电压增盖AV会下降，一般取ICQ=（15mA）为宜。六、 实验结果分析与总结实验所得数据绘制下表：fmax6.112MHzVp-p224mVfmin5.

25、856MHzVp-p204mV由所得的实验结果可以得出改变电容容值时，三点式正弦波振荡器输出频率的动态范围是5.856MHz6.112MHz 以及动态范围下对应输出的电压值的大小。频率较大时输出的幅度略有增大。本次试验结果较为简单，通过实验复习了振荡电路起振的条件以及输出频率的相关因素，锻炼了自己的动手能力，有关于示波器的使用也得到了较多的锻炼。实验时才意识到自己的理论上还有许多不清楚的地方，我还有很多需要学习的地方，并且在这些实验的工程中学到了很多知识。我会继续的学习，我相信以后会做的更好。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证

26、综合设计创新 实验日期： 2014-11-7 实验成绩：、实验五 正弦振荡仿真实验（软件） 一、实验目的 1、掌握晶体管（振荡管）工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。2、掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。3、研究外界条件变化对振荡频率稳定度的影响。 4、比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度，加深对晶体振荡器频率稳定度高的原因理解。 二、实验内容 1 调试LC振荡电路特性，观察各点波形并测量其频率。 2 观察振荡状态与晶体管工作状态的关系。 3 观察反馈系数对振荡器性能的影响。 4 比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度。 5 观察温度变化对振荡频率的影响。三、

27、实验基本原理与电路 1、LC振荡电路的基本原理   LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。从交流等效电路可知：由LC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。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈LC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LC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

28、几百MHz-GHz。2、石英晶体振荡电路的基本原理 石英晶体振荡器采用适应近体谐振器作为选聘回路的振荡器，其振荡频率主要有石英晶体决定。于LC回路相比，适应近体振荡器具有很高的标准性和品质因数，使石英晶体振荡器可以获得较高的频率稳定度。石英晶体振荡器的频率稳定度高，因为：1、石英晶体谐振器具有很高的标准性。2、石英晶体谐振器与有源器件的接入系数。3、石英晶体谐振器具有非常高的Q值。三、实验设计LC振荡电路设计实验总的原理图：四个电阻为三极管提供合适的静态工作点。C2是格直流的电容；由C3，C5，L1构成电容三点式的震荡。四，实验结果显示以及分析总结下图为用示波器观测的震荡的起振过程。C5震荡稳

29、定后的波形观测：由光谱分析仪观测到的信号频率，在5.545KHz附近。由探针实际测量的频率值是5.64KHz。输入与输出之间的相位差观察以及测量方法：数据表格：实验数据与理论值间的差异分析： 理论值:  增益：分别算得三种情况下增益A应为4,4,9 测量值与理论值相差不大，分别为3.99,3.91,9.04基本可认为是读数误差了。 谐振频率:  分别算得三种情况下谐振频率为5.627KHZ，8.897KHZ，7.503KHZ，实际测得谐振频率分别为5.959KHZ，8.975KHZ，7.983，大致相等，其误差也可以认为是振荡器的输出的微小变化

30、所引起。 相位差： 理论上都应为放大器的输出电压UO与输入电压Ui反向，即,实际测得主要为167.62，170.9，174.9，频率的误差和读数误差，计算累计导致。晶体振荡电路整体设计电路：下图为晶体振荡器电路的输出波形图：由实验输出波形观察及测量分析可知，晶体振荡器产生正弦信号的频率基本由晶体振荡器本身的参数来决定，外界电路对于频率的影响很小。实验室晶振接入10MHz的时候，输出的正弦波振荡频率是9.48MHz,大致是与理论值相符合的。其中的晶振的负载电容对于输出正弦波的频率值有一定的影响。（要满足是晶振的匹配负载30pf或者是50pf）五、实验结果分析与总结由实验输出波

31、形观察及测量分析可知，晶体振荡器产生正弦信号的频率基本由晶体振荡器本身的参数来决定，外界电路对于频率的影响很小。实验室晶振接入10MHz的时候，输出的正弦波振荡频率是9.48MHz,大致是与理论值相符合的。且晶体震荡与LC震荡相比，晶体震荡有较好的频率稳定性。而LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器，LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。其频率由LC谐振回路的参数决定。实验经过老师的指导，我明白我的设计还有很多的不足，还有很多需要改进的地方。我还有很多需要学习的地方，并且在这些实验的工程中学到了很多知识。我会继续的学习，我相信以后会做的更好。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6

32、301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-11-14实验成绩：、 实验六 模拟乘法混频（硬件）一、 实验目的二、 了解集成混频器的工作原理三、 了解混频器中的寄生干扰二、 实验内容1. 研究平衡混频器的频率变换过程2. 研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入本振电压的关系3. 研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入信号电压的关系4. 研究镜象干扰。三、 实验仪器1. 高频实验箱 1台 2. 双踪示波器 1台3. 万用表 1块四、 实验原理及实验电路说明在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而

33、且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考频率通常称为本机振荡频率。本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。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VL，并与输入信号 VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤

34、波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。图4-1所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，则输出差频信号。图4-2为信号经混频前后的频谱图。我们设信号是：载波频率为的普通调幅波。本机振荡频率为。设输入信号为，本机振荡信号为由相乘混频的框图可得输出电压式中 定义混频增益为中频电压幅度与高频电压之比，就有图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。图4-3 MC1496构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用12V，8V供电。R12（820）、R13（820）组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。

35、本实验中输入信号频率为4.2MHz，本振频率8.7MHz。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VS和本振电压VL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，这些组合信号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，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。干扰是由于混频器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象干扰。五、 实验步骤1. 打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。2.用实验箱的信号源做本振信号，将频率=8.7

36、MHz（幅度VLP-P600mV左右）的本振信号从J8处输入（本振输入处），将频率=4.2MHz（幅度VSP-P300mV左右）的高频信号（由三号板提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形.3.用示波器观察TH8和TH9处波形。4.保持本振电压不变，改变射频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值，并填入表4-1。 表4-1VSP-P（mV）6080100120140ViP-P（mV）5.改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值，并填入表4-2。 表4-2VLp-p（mV）200300400500600700Vip-p（mV）6.用

37、视频跳线连接J9和频率计的RF-IN端口，用频率计测量混频前后波形的频率。六、实验结果保持本振电压不变，改变射频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值，并填入表4-1。 表4-1VSP-P（mV）100200300400500ViP-P（mV）74.6104120124128改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值，并填入表4-2。 表4-2VLp-p（mV）203040506070Vip-p（mV）5480108126144162实验所得中频4.55MHz,本振信号9.7MHz,低频信号为5.121MHz.七实验分析及总结绘制出表格如上图所示：通过绘制出

38、的表格我们可以得出一些结论，本振信号和射频信号改变时，输出的中频信号的复制均会有所改变，增加均会增加，不过增加的幅值的大小会有所变，随着增加的越来越大，增加的会越来越慢。通过中频信号与量输入信号频率之间的关系，我们可以大致的得出以下结论，中频输出频率的大小为两个输入信号频率指出。基本符合实验原理。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-11-21 实验成绩：、 实验七 二极管双平衡混频实验（软件）一、实验目的 1. 掌握二极管的双平衡混频器频率变换的物理过程。 2.&#

39、160;掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0和工作电流I对中频转出电压大小的影响。 3. 掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。4. 比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。二、实验内容 1.  研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。2.  研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。三、实验原理与电路1. 二极管双平衡混频原理图3-1 二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器的电路图示见图3-1。图中VS为输入信号电压，VL 为本机振荡电压。在负载电阻RL上

40、产生差频与和频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出），即可取得所需的混频频率。二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。图3-1中的变压器一般为传输线变压器。二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为当加到二极管两端的电压v为输入信号VS和本振电压VL之和时，V2项产生差频与和频。其它项产生不需要的频率分量。由于上式中u的阶次越高，系数越小。因此，对差频与和频构成干扰最严重的是v的一次方项（因其系数比v2项大一倍）产生的输入信号频率分量和本振频

41、率分量。用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。双平衡混频器的输出仅包含（pL±S）（p为奇数）的组合频率分量，而抵消了L、C以及p为偶数（pL±S）众多组合频率分量。图3-2 双平衡混频器拆开成两个单平衡混频器下面我们直观的从物理方面简要说明双平衡混频器的工作原理及其对频率为L及S的抑制作用。我们将图3-1所示的双平衡混频器拆开成图3-2（a）和（b）所示的两个单平衡混频器。实际电路中，本振信号VL大于输入信号VS。可以近似认为，二极管的导通与否，完全取决于VL的极性。当VL上端为正时，二极管D3和D4导通，D1和D2截止，也就是

42、说，图3-2（a）表示单平衡混频器工作，（b）表示单平衡混频器不工作。若VL下端为正时，则两个单平衡混频器的工作情况对调过来。由图3-2（a）和（b）可以看出，VL单独作用在RL上所产生的L分量，相互抵消，故RL上无L分量。由VS产生的分量在VL上正下负期间，经D3产生的分量和经D4产生的分量在RL上均是自下经上。但在VL下正上负期间，则在RL上均是自上经下。即使在VL一个周期内，也是互相抵消的。但是VL的大小变化控制二极管电流的大小，从而控制其等效电阻，因此VS在VL瞬时值不同情况下所产生的电流大小不同，正是通过这一非线性特性产生相乘效应，出现差频与和频。四、实验电路设计由二极管双平衡混频原

43、理设计如下图所示的仿真实验设计电路。设计时使得T3管子的输入电压值远大于T2，从而使得二极管工作在受T3管子输入电压控制的开关状态。并使得而这输入的电压值得之差等于中频频路465KHz，输出端所接是LC谐振网络，起到滤波的作用。输出中频465KHz的波形图：五、实验结果分析与总结这次试验能够较好的较准确的输出混频后的信号，而实验设计最初的想法是不加输出端的LC震荡回路，结果发现实验示波器的输出端口不能输出正弦信号，看起来是好几个信号频率的叠加。后来加上与所想要输出的中频回路相匹配的LC震荡网络后，输出了较好的波形。这是因为混频后的频率有无数个，与中频相近的频率叠加在了输出上。我在这次实验中学到

44、了很多的知识，也对混频电路有了了解，也让我充分了解了关于高频电子子原理与设计理念了解了混频电路的原理，加深对所学知识的了解和认识、以及知识迁移的能力。也对一些应用软件有了一定的了解，对multisim有了更进一步的了解，对multisim的仿真部分的应用也有了很大的了解，开始的时候仿真总是失真，最后自己慢慢的调出来了，自己可以做简单的仿真实验了。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-11-28 实验成绩：、 实验八 集电极调幅实验（硬件）一、 实验目的1. 掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方

45、法。2. 研究已调波与调制信号及载波信号的关系。3. 掌握调幅系数测量与计算的方法。二、 实验内容1. 丙类功放工作状态与集电级调幅的关系。2. 观察调幅波，观察改变调幅度输出波形变化并计算调幅度。三、 实验仪器1. 高频实验箱 1台2. 双踪示波器 1台3. 万用表 1块4. 高频毫伏表 1块四、 实验原理与实验电路1. 集电极调幅的工作原理集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。它的基本电路如图10-1所示。 由图可知，低频调制信号与直流电源VCC相串联，因此放大器的有效集电极电源电压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。因此，集电极的回路输出

46、高频电压振幅将随调制信号的波形而变化。于是得到调幅波输出。图10-2（a）为Ic1m、ICO随VCC而变化的曲线。由于，因而可以从已知的ICO,Ic1m得出PD、P0、PC随VCC变化的曲线，如图10-2(b)所示。由图可以看出，在欠压区，VCC对Ic1m与P0的影响很小。但集电极调幅作用时通过改变VCC来改变Ic1m与P0才能实现的。因此，在欠压区不能获得有效的调幅作用，必须工作在过压区，才能产生有效的调幅作用。 集电极调幅的集电极效率高，晶体管获得充分的应用，这是它的主要优点。其缺点是已调波的边频带功率P(0±)由调制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。2. 实验电路实验电路图

47、如图10-3所示（见P.55）Q3和T6、C13组成甲类功放，高频信号从J3输入；Q4、T4、C15组成丙类高频功放，由R16、R17提供基极负偏压，调整R16可改变，丙类功放的电压增益，R18R21为丙放的负载。音频信号从J5输入，经集成运放LM386放大之后通过变压器T5感应到次级，该音频电压与电源电压VCC串联，构成Q4管的等效电源电压VCC(t)=VCC+，在调制过程中VCC（t）随调制信号的变化而变化。如果要求集电极输出回路产生随调制信号规律变化的调幅电压，则应要求集电极电流的基波分量Icm1、集电报输出电压随而变化。由振荡功放的理论可知，应使Q4放大器在Vcc(t)的变化范围内工作

48、在过压区，此时输出信号的振幅值就等于电源供电电压VCC(t);如果输出回路调谐在载波角频率o上，则输出信号为：从而实现了高电平调幅。判断功放的三种工作状态的方法：临界状态 VCCVcm= VCES欠压状态 VCCVcm>VCES过压状态 VCCVcm<VCES式中，Vcm为各集电极输出电压的幅度，VCES为晶体管饱和压降。调幅度ma=(单音调制）五、 实验步骤1. 从J3处输入频率为fo10.7MHz(峰-峰值为200mV)的高频信号（在TH3处观察），首先调节T6使TP6处波形最大，再调谐T4使谐振回路T4、C15谐振。2. 从J5处输入1kHz（峰-峰值50mV）音频信号（在T

49、H8处观察），将拨码开关S1的1拨上，从TH5处观察输出波形。3. 使Q4管分别处于欠压状态（S1的1拨上）和过压状态（S1的4拨上），在TH5处接示波器，观察调幅波形，并计算调幅度。4. 改变音频信号的输入电压，观察调幅波变化。六、实验结果分析与总结当三极管工作在过压区时，实验集电极调幅输出的调幅波波形如上图所示。由公式：调幅度ma= 带入其中计算可得实验调幅度值为0.78左右，试验调幅度在一定的合理范围内有较大的值，达到了较好的实验结果。而当三极管工作在欠压时，输出信号的包络不能够很好地反应出输入信号的波形，说明三极管工作于欠压区时，集电极不能够做到调幅。这符合三极管的集电极的调幅特性。通

50、过实验复习了集电极的条件以及输出调幅波的相关因素，锻炼了自己的动手能力，有关于示波器的使用也得到了较多的锻炼。实验时才意识到自己的理论上还有许多不清楚的地方，我还有很多需要学习的地方。以后还要更加的努力，完善好每一个实验。南昌大学实验报告学生姓名：周倩文 学号：6301712010 专业班级：通信121班 实验类型： 验证综合设计创新 实验日期：2014-11-28 实验成绩：、 实验九 基极调幅实验设计（软件） 一、 实验设计技术要求要求：1用EWB仿真，能够观察输入输出波形。 2针对所设计的电路进行分析，并计算输出功率。 3三极管工作在丙类状态。4采用单调谐做为负载。 5采用三极

51、管作为放大器。 实验参数设置：1.输入信号频率50MHZ，电压500mV左右 2.输入直流电源电压22V 3.采用单调谐作为负载 采用三极管作为放大器设计要求： 1.分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2.确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及 制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3.设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路。4.组成系统，在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。二、调幅电

52、路原理设计 所谓基极调幅，就是用调幅信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。它的基本电路如图，由图可知，低频调制信号电压Vcost与直流偏压VBB相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随调制信号波形而变化。由于在欠压状态下，集电极电流的基波分量Icm1随基极电压成正比。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化，于是得到调幅波输出。 调幅过程是非线性变换的过程，将产生多种频率分量，所以调幅电路应LC带滤波器，用来滤除不需要的频率分量。为了获得有效的调幅，基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。三、 绘制出电路图由上述的实验原理我们可以得出，任

53、何一种非线性器件都可以用来产生调幅彼。晶体管是一种非线性器件，只要让其工作在非线性（甲乙类，乙类或丙类）状态下，即可用它构成调幅电路。一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上，利用晶体管的发射结进行频率变换，并通过选频放大，从而达到调幅的目的。设计得到如下图所示的基极调幅的基本实验电路：根据设计要求，调制信号和输出的已调信号的波形输出显示如下图所示当然，如果实验电路参数设置不合理，会产生过调幅失真，如下面的两幅图所示：同样的，当三极管不能工作在欠压状态时，比如说集电极电压设置的过小，使得三极管工作在过压区时，也不能输出正确的调幅波。四、 调幅系数的计算根据要求设计给的参数有： VCC=22V f=50KHZ 如上仿真波形可知，双边带调幅达到调幅系数最大是：Vmax=3