西北工业大学高频实验报告

1、高 频 实 验 报 告班级01061101班级01061101学号学号姓名姓名预习成绩预习成绩实验成绩实验成绩实验报告成绩实验报告成绩总成绩总成绩 2013年12月实验1、 调幅发射系统实验一、实验目的与内容：通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。2、 实验原理：1、 LC三点式振荡器电路：上图是实验一的原理图。在三点式振荡电路中，与晶体管发射机相连的是两个同性质的电抗，另一个个晶体管基极和集电极相连的应该是一个异性的电抗。从图中可以看出它是一个电容三点式振荡电路。它由两部分组成，第一部分是由5BG1组成的电容三点式振荡电路，

2、第二部分是由5BG2组成的放大电路。5K1是控制端，控制反馈系数的大小，5W2用于调节静态工作点，5C4用于调节最大不失真波形。V5-1是观测点，接入示波器观测电路。2、 三极管幅度调制电路：上图是实验二的原理图。调幅电路又称幅度调制电路，是指能使高频载波信号的幅度随着调制信号的规律而变化的电路。调幅电路有多种形式，根据调制信号接入的位置不同可以分为，基极调制电路，集电极调制电路，发射极调制电路。本电路基极调幅电路。三极管幅度调制是利用三极管的非线性特性，对输入信号进行变换而产生新的信号，再利用电路中的LC谐振回路，选出所需的信号成分，从而完成调幅过程。根据功率高低可分为高电平调制电路和低电平

3、调制电路两类。7C10调节输出信号最大不失真，7C2作用是高频滤波，7L1保证直流通路。3、 高频谐振功率放大电路： 上图是实验三的原理图。谐振功率放大电路是在限定输入信号波形的情况下，通过滤波匹配网络，使输出负载上得到所需的不失真功率。本电路一般用于发射极的末级电路，是发射机的重要组成部分。可以分为甲类谐振功率放大电路，乙类谐振功率放大电路，丙类谐振功率放大电路，本实验采用丙类谐振功率放大电路。6C5和6L1组成选频网络。4、 调幅发射系统：本振功率放大调幅信源3、 实验步骤：1、 LC三点式振荡器电路：a.接通12V直流电源（注意限流0.6A）。b. 根据先直流后交流的原则，调整静态工作点

4、。调节5W2使5BG1管射极电流电流为3mA。因无法直接测出电流， 需将万用表调到电压档，调节5W2使5R8两端的电压为3V。c.调节5C4，使输出波形稳定且最大不失真。在V5-1处连接示波器，观测到频率约为28MHZ的正弦波。d.验证振荡器的反馈系数Kfu对振荡器幅值Ul的影响。在c所得电路进行如下操作。旋转5K1的旋钮，令其分别打至5C7至5C11五个档位，并在示波器上读出相应的峰峰值V-PP并记录，将实验数据填入表1-1.e.验证振荡管工作电流和振荡幅度的关系。保持电路不变，调节5K1至5C10档位（即kfu为0.4）,万用表打至电压档，接在5R8两端，调节5W2，使电压表示数分别为0.

5、5V、1V、2V、3V、4V、5V，在示波器上观察并记录相应的峰峰值V-PP和频率f，将实验数据填入表1-2。f.保持电路不变，使万用表示数为3V，同时记录示波器波形。2.三极管幅度调制电路：a. 在板子上找到对应电路，连接12V电源，根据先直流后交流原则，将万用表接在7R3两端，调至电压档，调节7W1，使7R3两端电压为0.3V 。b.7K1打至高频信号源，接入信号发生器，调节使输入信号为30MHz 0.1VPP的正弦波，在V7-2处接示波器，调节7C10使示波器波形稳定且最大不失真。c在7K2接入信号发生器，输入信号为1KHz ,0.1VPP的正弦波。在V7-2处观察示波器的输出波形。d.

6、验证Ic值变化对调制系数m的影响关系。将万用表打至电压档接到7R3两端，调节7W1，使万用表示数分别为0.1V、0.2V、0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.7V示波器接至V7-2，按示波器上的光标键，分别将光标放在波形的最高点和最低点，分别测出相对应的幅值Usm(A)和 Usm(B)，并记录。e.三极管幅度调制电路（基极）输出波形调节静态工作点，将万用表打到电压档，接到7R3两端，使万用表的示数为0.3V。在7K2处接入信号发生器，输入信号为1KHz ,0.1VPP的正弦波。7K1打至高频信号源，接入信号发生器，调节使输入信号为30MHz 0.1VPP的正弦波。在V7-2处接入示波器

7、，观察并记录实验波形。3、 高频谐振功率放大电路：a.在板子上找到对应电路，连接射极电源为+12V（限流0.6A），总电源为+12V，将万用表调至电流档，串入电路，6K2打至信号输入端并连接信号发生器，调节输入信号为30MHZ，300mVpp的正弦波，调节旋钮6K1至50欧姆，用示波器观察V6-2处的波形，调节6C570，使波形达到最大不失真。b.验证谐振功率放大器的激励特性：将K6c打至左端，示波器接至V6-3，调节信号输入，使幅度由300mVpp依次递增100mVpp，同时观察万用表示数变化，当万用表示数发生跳变时，记录此时的峰值。c.保持输入信号为频率30MHZ，b中记录的峰值500mV

8、pp，用示波器观测记录3个输出端的波形及峰值以及万用表的电流示数。计算电源输入功率，高频输出功率以及效率。d.谐振功率放大器的负载特性： RLUo示波器接在V6-3，保持输入信号同c一致，调节6K1使电阻由50变到150欧姆，依次读出此时示波器的峰峰值。4、 调幅发射系统（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数）：a.7K1档位调制上端，将V5-1输出作为高频信号源，即将LC振荡电路产生的高频波接入调幅电路；b.7K2接入信号发生器，频率为1KHz的正弦波（调制信号）；c.6K2打到上端，调解7W2；d.示波器接到6-3端，使信号输出大于起振电压。四、实验数据1 LC三点式振荡器电路：1.1、

9、 振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值U L的影响关系：表1-1： 测试条件：V1 = +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名称单位12345kfu5C6/(CN+5C6)0.20.40.60.81.0U LV P-P0.391.231.411.591.64振荡器的反馈系数kfu-U L特性结论：振荡器幅值的UL随着振荡器的反馈系数Kfu的增大而增大；并且随着Kfu的增大，UL的变化率逐步减小。1.2、 振荡管工作电流和振荡幅度的关系： IcUL表1-2： 测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA数据值 项

10、 目5BG1电流 Ic （mA）0.512345ULV P-P0.240.460.911.351.791.54foMHz27.5627.8227.9828.1127.8827.61振荡器的IcUL特性结论：振荡管的幅度在一定范围内随振荡管工作电流的增大而增大，超出该范围后振荡管的幅度随工作电流的增大而下降。1.3、LC三点式振荡输出波形：测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mA波形特点与测量值分析结论： 输出波形为标准的正弦波 ，谐振频率与L,C的关系满足 。 2 三极管幅度调制电路（基极）：2.1、 IC值变化对调制系数m的影响关系：“IC - m

11、”表1-3 测试条件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名称单位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA1234567Usm (A)VP-P0.1820.2670.3430.4330.4620.4740.516Usm (B)VP-P0.0400.1320.2070.3200.3620.3930.458m%63.964 33.83424.72715.00712.1359.3425.955IC值变化对调制系数m的影响的结论：基极调幅电路中，调制器的调制系数m的值随晶体管工作电流Ic的增大而减小。2.2、

12、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：测试条件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA波形特点与测量值分析结论：工作于欠压状态，高频载波信号的幅度随着调调制信号的规律而变化。 3 高频谐振功率放大电路：3.1. 输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系表1-5 测试条件：V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、（Ic不得超过60mA）级别激励放大级器(6BG1)末级谐振功率放大器(6BG2)测量项目注入信号Ui（V6-1）激励信号Ubm（V6-2）输出信号U0（V6-3）未级电流IC（mA）峰

13、峰值V P-P313mv2.51V9.40V53.42mA有效值V110.7mv0.89V3.32V37.77mA电源输入功率PD: Ic = 37.77 mA、 PD = 453.28 mW高频输出功率P0 : Uo = 9.40 V p-p RL = 50 P0 =220.45 mW电路工作效率: 48.63 %3.2. 谐振功率放大器的负载特性： RL- Uo表1-6 测试条件：V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)9.4011.613.214.815.8Ic(mA)(V2)53.4

14、256.88574759.5560.97结论：只增大Vbm 时，使集电极电流脉冲的宽度和高度增加，Vbm 增加到一定程度后放大器工作状态由欠压进入过压，在即将达到临界电压时集电极电流急剧增加，进入过压状态后，集电极电流变化缓慢。4.调幅发射系统（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数）：五、实验心得：LC三点式振荡器电路1.在实验中，我们在操作中有一定的失误，不应用红线连接电源负极。2.静态工作点是通过万用表电压档间接测出的。3.连接好电路图后，调节示波器时应注意调节时机，出现合适的波形。由于我们的示波器显示的波形不稳定，调节线路后波形仍旧晃动，所以数据不是特别准确，请老师见谅。4.在调节频率

15、以及最大不失真时，我们先把输出端接在计数器上，调节频率为28MHZ，然后再接到示波器上观察，微调电容，这样调节较为方便。三极管幅度调制电路  1.在输入信号时，高频信号和调制信号同时加入电路，两个电路之间有干扰，无法调出不失真的正弦波。应只输入高频信号，调节最大不失真，然后再叠加调制信号观察。2.调节示波器时，要注意调节时基。3.读取A,B数值时，应利用光标按钮。高频谐振功率放大电路 1万用表打至电流档时，电路才会接通。电流档对应的两线插口也不同。测完数据后要及时打至欧姆档或电压档，防止损坏万用表。2.电流表跳变时晶体管6BG2才开始工作，所以要通过选择合适的输入幅值，确定

16、晶体管何时正常工作。这次是第一次高频实验，也是第一次做系统实验。在做实验之前我们认真的做了预习，但是有些原理不是很明白也就导致在做实验的过程中遇到了很多麻烦。加之示波器在读数时波形不稳定，实验的进行过程较慢，也导致最后一个调幅发射系统实验没有做。实验二、调幅接收系统实验一、 实验目的与内容：中放/AGC混频低噪放本振检波通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。2、 实验原理：1、 晶体管混频电路：工作原理：输入协调于30MHz的载波信号，经隔直电容2C5加于晶体三极管2BG1的基极上，本振输入（调制信号）经隔直电容2C6 加于晶体三极管发射极

17、，载波信号和本振信号经三极管2C6混频，得到固定频率（455kHz）的中频信号，再经选频网络滤波，得到所需的455kHz不失真混频信号。2、 中频放大/AGC和检波电路：工作原理：输入经上级三极管混频后的中频电压，利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大；输出放大信号输入AGC反馈控制电路，利用AGC控制前级中频放大器的输出增益，使系统总增益随规律变化；在经过最后一级二极管检波电路实现解调，将中频挑夫信号变换为反映传送信息的调制信号。3、 调幅接收系统：系统框图工作原理：从天线接收传递信息的载波信号，经过低噪放完成初级放大送入混频器，与本振信号混频的到455kHz的中频信

18、号，再经过中频放大器和AGC反馈控制电路实现增益可控的信号放大，最后由二极管检波器完成检波，输出要求的调制信号。3、 实验步骤：1、 晶体管混频电路：晶体管混频电路载波信号a.先直流后交流，接通12V直流电源，闭合K2，调整2BG1静态工作点：万用表调至直流电压档，接在2R4（即Re）两端，调节电阻2W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；b.接入子系统输入：分别在信源输入和本振输入处接入函数信号发生器1和2，调节函数信号发生器1为频率5MHz，峰峰值50mV的高频载波信号。调节函数信号发生器2为峰峰值250 mVp-p ，5.455MHz的本振信号。c.调节选频网络，观测中频输出

19、：在观测点V2-3接入示波器，调节选频网络2B1中的电容2C3，使输出中频信号尽量达到最大不失真（注意固定示波器的时基），并使中频输出信号固定在455KHz左右；d. 混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系万用表调至直流电压档，接在2R4（即Re）两端，调节电阻2W1，使静态工作点从0到3.0变化，测量不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，计算公式如下：2、 中频放大/AGC和检波电路：a、 接通12V直流电源，调整3BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量3R7（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；

20、b、接入子系统输入：利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合，接入AGC；c、调节第一级中频放大电路：以V3-2为观测点，接入示波器，调节选频网络中的电容3C4，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；d、调节第二级AGC电路：以3BG2为中心的AGC反馈控制电路，以V3-4为观测点，接入示波器，调节选频网络中的电容3C7，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；e、 完成子系统调试，根据要求测量数据：改变出入中频信号的峰峰值，使之从1mV到1V变化，测量不同峰峰值输入信号Uin下，中频放大器输出Vo1（即AGC输入）和AGC输出

21、Vo2以及AGC控制电压,在V3-5处接入示波器，记录控制电压Vc；f、 检波失真：将开关K4断开，调节电阻3W4，在V3-6观测到不失真的波形，继续调节3W4，观测到惰性失真的波形。将波形调回到不失真的波形，将开关3K4闭合，在V3-6观测，输出负峰切割失真波形。3、 调幅接收系统：接入系统输入：分别在信源输入和本振输入处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号频率5MHz，峰峰值50mV，本振信号为5.455MHz。将3K1接入中频输入端，3K4断开。 4、 二级系统级联：a、晶体管混频电路与中频放大/AGC和检波电路通过试验箱内部连接；b、级联后将示波器接到检波输出端，将波形调节到

22、不失真，减小本振信号的幅值，当波形出现失真时，记录下信号发生器的幅值，即为所求灵敏度。四、测试指标与测试波形：1、 晶体管混频电路：混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系表2- 1 测试条件：EC1 = +12V、 载波信号Us = 5mv UL=250 mVp-p Ic = 0.13mA电流 Ic（mA）0.00.51.01.52.02.53.0中频U2 （mVp-p）320280252260256258264混频增益Kuc (dB)36.135.034.134.334.234.334.32、 中频放大/AGC和检波电路：2.1、 AGC动态范围测试表2-2 V1=

23、+12V, Uin=1mVp-p1Vp-p/455kHz 输入信号UinmVp-p1020100200300400一中放Vo1（AGC输入）（mV）p-p27357989100110AGC输出Vo2（mV）p-p45972323155861260AGC控制电压VcV0.5150.5150.6380.7610.8500.931输入信号UinmVp-p5006007008009001V一中放Vo1（AGC输入）（mV）p-p32016802020228024862600AGC输出Vo2（mV）p-p187020172060219022452268AGC控制电压VcV1.0101.0981.1691

24、.2431.3201.396AGC动态范围测试曲线图AGC动态范围结论 AGC利用其自动反馈功能，利用电压误差信号减小了原中频放大器的输出波动范围，从而消除了中频放大电路的波形失真。 2.2、 AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图AGC检波输出线性动态范围结论 从拟合曲线可以看出，经过AGC电路的调整，AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压近似成线性关系，大大减小了中频输出信号的线性失真。 2.3检波失真观测测试条件：输入信号Vin：455KHz、10mVp-p，调制1kHz信号，调制度50%调幅信号检波无失真输出波形实测波形选贴 对角线失真输出波形实测波形选贴 负峰切割失真输

25、出波形实测波形选贴 3.3调幅接收系统（给出各单元模块接口信号参数并分析调幅接收系统性能）： 三极管混频电路本振信号10.455MHz100mV Vpp高频载波信号10MHz250mV Vpp中频放大器输出455kHz中频载波信号AGC反馈控制电路二极管检波电路增益自动控制的中频信号输出455kHz幅度调制信号实验感想：3K4断开时可以显示正常的波形，当开关闭合时，波形几乎成一条直线，后经过调节发现由于电路板电容3C7有点问题，无法正常调节，导致前级放大倍数不够，电路连入负载较大，无法带动负载，导致切割较严重，后经过多次调节，才出现负峰切割失真波形。由于对实验原理的不清楚，导致二级级联系统实验

26、没做，无法得出灵敏度。实验三、调频接收系统实验一、 实验目的与内容：通过实验了解与掌握调频接收系统，了解与掌握小信号谐振放大电路、晶体振荡器电路、 集成混频鉴相电路。小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。在本实验中，通过对谐振回路的调试，对放大器处于谐振时各项技术指标的测试，学会小信号调谐放大器的设计方法。2、 实验原理：1、 小信号谐振放大电路：工作原理这是一个丙类谐振功率放大器，对由天线输入的信号进行前级小信号放大。其中，1R1、1R2为晶体三极管提供直流偏置。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的集电极负载为LC并联

27、谐振回路。信号经过隔直电容1C7输入三极管基极，经过1C5和1L1组成的选频网络输出单谐振信号，通过1C5和1L1组成的选频网络与1C9、1C10、1L2组成的选频网络输出双谐振信号。1k1通过控制谐振回路的电阻控制有载品质因数Q值。2、 晶体振荡电路：工作原理晶体振荡电路采用石英晶体振荡器来控制与稳定频率。电路中，7805为三端集成稳压器，为晶体振荡电路提供稳定的5V电压，电路主体为并联型晶体振荡器，其中晶振可以作为高Q值的电感与电容构成LC谐振回路选频网络，输出频率固定的振荡信号经晶体三极管放大和选频网络滤波输出理想的振荡信号。3、 集成混频鉴相电路：工作原理将两个频率相同，幅度一致的高频

28、信号加在混频器的本振信号和载波信号输入端，中频端输出随两个输入信号之差变化而变化的直流电压。当输入信号为正弦信号时，鉴相输出随输入信号之差变化的正弦波。4、 调频接收系统：系统框图工作原理天线接收载波信号，经前级低噪放进行初步放大后，被送入MC3362P集成混频鉴频电路，进行两次混频和一次鉴频操作，完成频率调制，最终输出所需的已调频信号。其中，MC3362P的本振信号由外部晶振电路提供。3、 实验步骤：1、 小信号谐振放大电路：a、接通12V直流电源，调整1BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量1R3（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻1W1，使发射级电流Ie在0.5mA到0.8mA左右即

29、可；(电流较三极管工作在小信号放大状态的工作电流偏小，一是便于电路调节，只有处于正常放大状态才便于调处波形，二可以保护电路，由小到大调节。)b、接入子系统输入：利用函数信号发生器，在天线输入处接入高频载波信号（30MHz，50mVpp）c、调试单谐振与双谐振网络：将Q值控制开关1K2拨至1R5（100K），示波器由观测点V1-2（单谐振）接入，调整单谐振选频网络中的电容1C4，使输出波形达到最大不失真：再将示波器由观测点V1-3（双谐振）接入，调整双谐振选频网络中的串联谐振电容1C9和并联谐振电容1C10，使输出波形达到最大不失真。d、单谐振输入，调节1W1使1R3两端电压分别为0.2505V

30、,0.501V,1.002V,1.503V,2.004V,2.2545V。记录示波器上电压幅值，填入表格。 e、使1R3两端电压为1.002V，从天线端分别接2733MHZ的输入信号记录示波器上电压的幅值，填入表格。2、 晶体振荡电路：1、接通12V电源，为晶体振荡电路供电；2、示波器接入观测点V5-4；3、调整选频网络5B1：用小螺丝刀调整谐振电路中的电容5C22，观察示波器波形，使输出振荡信号稳定且达到最大不失真；3、 集成混频鉴相电路：1、接通12V电源，向7805三端稳压器和MC3362P供电；2、子系统信号输入：用函数信号发生器在载频输入端输入30MHz，50mVpp正弦信号，将2K

31、3打到下端，输入40.7MHz调频信号。3、调整选频网络2B2：示波器接入观测点V2-8，用小螺丝刀调整谐振电路中的电容2C20，观察示波器波形，使输出调频信号达到最大不失真；4、 调频接收系统：1、接通12V直流电源，接入接收天线；2、小信号谐振放大电路：将开关1K1拨至双谐振端，开关1K3拨至高放输出2端；3、集成混频鉴相电路：用信号发生器将40.7MHz调频信号由V2-5接入系统；4、由鉴频输出端V2-8观测波形；4、 测试指标与测试波形：1 小信号谐振放大电路：放大器直流工作点对Uo的影响关系表1-1: 测试条件：V1 = +12V、 Ic1 0.54.5mA、 Ui 50mVP-P

32、f0 30MHz 输入信号Ui(mVP-P)50mVP-P放大管电流Ic10.5mA1mA2mA3mA4mA4.5mA输出信号Uo(VP-P)0.5760.8641.041.000.7610.224分析：在一定范围内，放大器的放大倍数会随着直流工作点的升高而增大，当超过一定范围后放大器的放大倍数随着直流工作点的升高而减小。表1-3: 测试条件：V1 = +12V、 Ic12mA、 f0 =2733MHz Ui =50mVP-P输入信号幅度（mVP-P）50 mVP-P输入信号（MHz）2727.52828.52929.530输出幅值(VP-P)0.8480.9600.7680.57604480

33、.3680.312输入信号（MHz）30.53131.53232.533输出幅值(VP-P)0.280.2560.2450.2210.2100.20031MHz以后的波形略失真，所测数据不是特别准确，我们绘图时只选用了31M以前的数据图一为用扫频仪观测的幅频特性曲线图二为利用示波器逐点法测试后绘出的幅频特性图放大器幅频特性测试结论 由两幅图观察比较可得到，谐振频率约在27.5MHz左右，两幅图结果一致，当增大输入信号的频率时，放大器的倍数也随之增大，当输入信号频率等于高频谐振电压放大器选频网络的频率时，放大器有最大放大倍数；超过该频率后，放大器的放大倍数随着输入信号频率的增加迅速减小 。 2 晶体振荡电路：实验波形应为如图所示，是通过石英晶体振荡器来控制与稳定频率，并联型晶体振荡器产生稳定的正弦波。我们的实验板中可调电容5C22无法调节，所以没有显示出正弦波。3 集成混频鉴相电路： 由于信号函数发生器数量有限，只有一个能产生高于5MHz的发生器，我们选择一台产生40.7MHZ的调频信号输入，同时，30MHz的信号须由天线接入，在测试时，无法观测是否接受到30MHz的正弦信号，我们在小信号谐振放大电路的输出端可以观测到正弦信号，所以我们选择在系统级联之后 进行