高频电子线路

1、高频电子线路实验指导书（华科）通信与电子工程学院信息与通信实验中心2007年9月实验一 高频小信号调谐放大器一、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掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。二、实验内容1调测小信号放大器的静态工作点。2观察放大器输出波形与谐振回路的关系。3观察放大器的动态范围。4调测放大器的幅频特性。三、基本原理：图1-1 高频小信号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VT7、选频回路CP2二部分组成。它不仅对高

2、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fs10MHz。R67、R68和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关S7改变回路并联电阻，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带。拨码开关S8改变射极电阻，从而改变放大器的增益。四、实验步骤 单调谐回路谐振放大器单元电路实验： 熟悉实验板电路和各元件的作用，正确接通实验箱电源。 1静态测量将开关S8的2，3，4分别置于“ON”，开关S7全部置于断开状态，测量对应的静态工作点，测量电流时应将短路插座J27断开，用直流电流表接在J27C.DL两端，记录对应Ic值，计算并填入表1.1。将S8“1”置于“ON”，调节电位器VR15，

3、观察电流变化。表1.1实测实测实测据Vce判断V是否作在放大区S8开关置于ON号ReVbVeIcVce是否450031K22K*Vb，Ve是三极管的基极和发射极对地电压。 2动态测试（1）将10MHZ高频小信号（<70mV）输入到“高频小信号放大”模块中J30（XXH.IN）。（2）将示波接入到该模块中J31（XXH.OUT）。（3）J27处短路块C.DL连到下横线处，拨码开关S8必须有一个拨向ON，示波器上可观察到已放大的高频信号。（4）改变S8开关，可观察增益变化，若S8“1”拨向“ON”则可调整电位器VR15，增益可连续变化。（5）将S8其中一个置于“ON”，改变输出回路中周或半可

4、变电容使增益最大，即保证回路谐振。（6）将拨码开关S7逐个拨向“ON”，可观察增益变化，该开关是改变并联在谐振回路上的电阻，即改变回路Q值。使S7开关处于断开，S8中“3”拨向“ON”，改变输入信号，并将对应值填入表1.2中。Vi的值可根据各自实测情况确定。表1.2输入信号Vi (v)0.050.070.10.20.030.040.15输出信号Vo(V)S84Re=500S83Re=1kS82Re=2k增益（db） 当Re分别为500、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析（此时也可在J27两端测Ic值）。 3用扫频仪调回路谐振曲

5、线。 将扫频仪射频输出端送入电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当的位置），调回路电容CT4使回路谐振。 4测量放大器的频率特性当回路电阻R10K时（S7的2拨向ON），并且S8“4”拨向“ON”，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输入端， 调节频率f使其为10MHz，调节CT4使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率fo10MHz为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测的偏离范围可根据各自实测的情况来确定。 表1.3F(MHz)7899.39.61010

6、310.6111213VoS7=2R=10K S7=3R=2K S7=4R=470S7=1开路计算fo10MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。改变谐振回路电阻，拨动S7使R分别为2K，470，开路时，重复上述测试，并填入表1.3。比较通频带情况。五、实验报告要求 1写明实验目的。 2画出实验电路的交流等效电路。 3计算直流工作点，与实验实测结果比较。 4整理实验数据，分析说明回路并联电阻对Q值的影响。5画出谐振回路电阻R为不同值时的幅频特性。6写明实验所用仪器、设备及名称、型号六、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 扫频仪 （可选） 1台实验二 三点

7、式正弦波振荡器一、实验目的： 1掌握三端式振荡电路的基本原理，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（负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。 4比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。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。三、基本原理本实验中正弦波振荡器包含工作频率为10MHz左右的电容反馈LC三端振荡器和一个10MHz的晶体振荡器，其电路图如图21所示。由拨码开关

8、S2决定是LC振荡器还是晶体振荡器（1拨向ON为LC振荡器，4拨向ON为晶体振荡器） LC振荡器交流等效电路如图22所示。 由交流等效电路图可知该电路为电容反馈LC三端式振荡器，其反馈系数F（C11CT3）/CAP，CAP可变为C7、C14、C23、C19其中一个。其中Cj为变容二极管2CC1B，根据所加静态电压对应其静态电容。 若将S2拨向“1”通，则以晶体JT代替电感L，此即为晶体振荡器。 图2-1中电位器VR2调节静态工作点。拨码开关S4改变反馈电容的大小。S3改变负载电阻的大小。VR1调节变容二极管的静态偏置。图2-1 正弦波振荡电路图2-2 正弦波振荡电路的交流等效电路四、实验步骤

9、1根据图21在实验板上找到振荡器位置并熟悉各元件及作用。 2LC振荡器波段工作研究 将S2置于“1”ON，S4置于“3”ON，S3全断开。调节VR1使变容二极管负端到地电压为2V，通过调节VR2改变静态工作点和调节VR5改变输出幅度大小使J6（ZD.OUT）输出最大不失真正弦信号，改变可变电容CT1和CT3，测其幅频特性，描绘幅频曲线（用频率计和高频电压表在J6处测试）。 3LC振荡器静态工作点，反馈系数以及负载对振荡幅度的影响。 1）将S2置于1，S4置于3，S3开路，改变上偏置电位器VR2，记下Ieo填入表21中，用示波器测量对应点的振荡幅度Vp-p（峰峰值）填于表中。（IeoVe/Re）

10、记下停振时的静态工作点电流。Ieo（mA）Vo（v）将4置于2、4重复以上步骤。2）S2置于1，S4中1，2，3，4分别置于“ON”从而改变反馈电容大小，计算反馈系数，并用示波器记下振荡幅度与开始起振以及停振时的反馈电容值。反馈电容S44 100PS43 360PS42 560PS41 5000P反馈系数振荡幅度Vpp3)S2置于1，S4置于2，S3中1，2，3，4分别置于“ON”从而改变负载电阻大小，记下振荡幅度及停振时的负载电阻。（选做）负载电阻空载S3410KS331KS32500S31100振荡幅度VppS2置于4ON（晶体振荡器）重复以上各项填于表中。 4LC振荡器的频率稳定度与晶体

11、振荡器频率稳定度的研究与比较。 将S2分别置于1或4，进行实验并进行比较。（负载变化引起的频率漂移） S2置于1或4，S3波段开关顺次由14拨动，测量S2开关在LC振荡器及晶体振荡器的频率，比较所得结果。负载电阻1005001K10K空载频率LC振荡器晶体振荡器五、实验报告要求 1）用表格形式列出实验所测数据，绘出实验曲线，并用所学理论加以分析解释。 2）分析静态工作点，反馈系数F对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响，并用所学理论加以分析。3）根据实测写出LC振荡器的工作频率范围，并分析LC振荡器和晶体振荡器两种不同振荡器的频率稳定度。六、 实验仪器1. 高频实验箱 1台2. 双踪示波器 1台

12、实验三 振幅调制器一、实验目的： 1掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。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。 4通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。二、实验内容： 1调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。 2实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。 3实现抑止载波的双边带调幅波。三、基本原理 幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1K

13、HZ的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图3-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1V4的输入端，即引脚的、之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的、之间，、脚外接1K电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引

14、出脚、之间）输出。图3-1 MC1496内部电路图 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图32（a）所示，图中VR8用来调节引出脚、之间的平衡，VR7用来调节脚的偏置。器件采用双电源供电方式（12V，9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。图3-2 MC1496构成的振幅调制电路四、实验步骤：1. 静态工作点调测：使调制信号V=0,载波Vc=0(短路块J11、J17开路)，调节VR7、VR8使各引脚偏置电压接近下列参考值： V8V10V1 V4V6 V12V2V3V5 5.62V 5.62V 0V 0V 10.38V

15、10.38V -0.76V -0.76V 7.16VR39、R46与电位器VR8组成平衡调节电路，改变VR8可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。 2抑止载波振幅调制：J12端输入载波信号Vc(t),其频率fc=10MHz,峰峰值UCPP100300mV。J16端输入调制信号V(t),其频率f1KHz，先使峰峰值UPP0，调节VR8，使输出VO=0(此时U4U1)，再逐渐增加UPP，则输出信号VO（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图33(a)所示的抑止载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚和分别接电阻R43和R49可以较好地抑止载波漏信号和改善温度

16、性能。 3全载波振幅调制，J12端输入载波信号Vc(t) , fc=10MHz, UCPP100300mV，调节平衡电位器VR8，使输出信号VO（t）中有载波输出（此时U1与U4不相等）。再从J16端输入调制信号，其f1KHz，当UPP由零逐渐增大时，则输出信号VO（t）的幅度发生变化，最后出现如图33（b）所示的有载波调幅信号的波形，记下AM波对应Ummax和Ummin，并计算调幅度m。 4加大V，观察波形变化，画出过调制波形并记下对应的V、VC值进行分析。附：调制信号V可以用外加信号源，也可直接采用实验箱上的低频信号源。将示波器接入J22处，（此时J17短路块应断开）调节电位器VR3，使其

17、输出1KHz信号不失真信号，改变VR9可以改变输出信号幅度的大小。将短路块J17短接，示波器接入J19处，调节VR9改变输入V的大小。 图3-3（a） 抑制载波调幅波形 图3-3（b） 普通调幅波波形五、实验报告要求 1整理实验数据，写出实测MC1496各引脚的实测数据。 2画出调幅实验中m30、m100、m > 100% 的调幅波形,分析过调幅的原因。 3画出当改变VR8时能得到几种调幅波形，分析其原因。 4画出100调幅波形及抑止载波双边带调幅波形，比较两者区别。六、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块实验四 超外差中波调幅接收机一、实验目的1. 在

18、模块实验的基础上掌握调幅接收机组成原理，建立调幅系统概念。2. 掌握调幅接收机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。二、实验内容 1完成调幅发射机整机联调 2完成调幅接收机整机联调3进行调幅发送与接收系统联调。（注：可直接做第三项）三、实验电路说明（Jnn在板上的排列秩序均为从左到右，从上到下排列。） 该调幅实验系统组成原理框图如图4-1（a）（b）所示，图（a）为调幅发射机组成模块，图（b）为接收机组成模块。各模块位置参见布局分布图。发射部分由低频信号发生器、载波振荡、幅度调制、前置放大、功率放大器五部分电路组成，若将短路块J4、J5、J10、J11、J17连通，J15连通TF则组成调幅发

19、射机。接收机由高频小信号放大器、晶体管混频器、平衡混频器、二次混频、中放、包络检波器、16.455MHZ本振振荡电路、低放等八部分组成。将短路块J33、J34连通，J29连通J.H.IN，J42连通J.B.IN，开关S9拨向右端，组成晶体管混频调幅接收机，若将短路块J48、J49连通，J33、J34断开，J29连通P.H.IN其他同上，则组成平衡混频调幅接收机。四、实验步骤略。五、实验报告要求1. 说明调幅接收机组成原理2. 根据调幅接收机组成框图测出对应点的实测波形并标出测量值大小。六、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块实验五 变容二极管调频器一、实验目的 1掌握变容二极管调频器电路的原理。 2了解调频器调制特性及测量方法。 3观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。二、实验内容 1测试变容二极管的静态调制特性 2观察调频波波形 3观察调制信号振幅对频偏的影响 4观察寄生调幅现象三、基本原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系，常采用变容二极管实现调频。 该调频电路即为实验三所做振荡器电路，将S2置于“1”为LC振荡电路，从J1处加入调制信号，改变变容二极管反向电压即改变变容二极管的结电容，从而改变振荡器频率。R1