高频电路实验指导书(七项)

1、目 录实验一 调谐放大器 (实验板1)2实验二 电容反馈式三点式振荡器 (实验板1)5实验三 石英晶体振荡器 (实验板1) 7实验四 振幅调制器 (实验板3) 8实验五 调幅波信号的解调 (实验板3)10实验六 变容二极管调频振荡器 (实验板4)13实验七 相位鉴频器 (实验板4)14实 验 要 求1实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：1) 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。 2) 熟悉实验任务，完成各实验“预习要求”中指定的内容。 3) 复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2使用实验设备和测试仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项，

2、在实验时应严格遵守。3实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握时，应经指导教师审查同意后再接通电源。4高频电路实验注意事项： 1) 将实验板插入主机插座后，即己接通地线，但实验板所需的正负电源则要另外使用导线进行连接。 2) 由于高频电路频率较高，分布参数及相互感应的影响较大。所以在接线时连接线要尽可能短。接地点必须接触良好。以减少干扰。 3) 做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否正确，或输入信号是否过大。5实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元器件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故

3、障，经指导教师同意再继续实验。6实验过程中需要改接连线时，应关断电源后才能拆、接连线。7实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（测试数据、波形、现象等）。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。8实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好。9实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。实验一 调谐放大器一、实验目的 1熟悉和了解电子元器件及高频电路实验箱。 2熟悉谐振电路的幅频特性分析通频带与选择性。 3熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，了解频带扩展。 4熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器1双踪示波器2扫频仪3高频信

4、号发生器4万用表5实验板l三、预习要求1复习谐振回路的工作原理。2了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。3实验电路中，若电感量 L=1H，回路总电容C =220pF计算回路中心频率f。4认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。四、实验内容及步骤(一) 单调谐回路谐振放大器。 1实验电路 见图1-1 按图1-1所示连接电路，注意接线前先测量+l2V电源电压，无误后关断电源再接线。接线后仔细检查，确认无误后再接通电源。图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图2静态测量实验电路中选Re=1k测量各静态工作点，计算并填表l-1。表l-1 实 测 实测计算 根椐VCE判断V是否

5、工作在放大区 原 因 VB VE Ic VCE 是 否注：VB、VE是三极管V的基极和发射极对地电压。3动态测试 (1) 测试放大器的动态范围Vi一Vo (在谐振点) 选R =10k，Re = lk。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器，选择正常放大区的输入电压Vi ，调节频率f 使其为10.7MHz，调节CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节Vi由0.05伏变到0.5伏，逐点记录Vo电压，并填入表l-2。Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。表l-2 V(V) 0.05 0.5 Vo(V) Re =lk Re =500 Re =2k(2) 当Re分别为500、2

6、k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。(3) 用扫频仪调回路谐振曲线。 仍选R=10k、Re =1k。将扫频仪射频输出接入电路输入端，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位置)，调回路电容CT，使fo = 10.7MHz。(4) 测量放大器的频率特性当回路电阻R=10k时，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10.7MHz，调节CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时以回路谐振频率fo = 10.7MHz为中心频率，然后保持

7、输入电压Vi不变，改变频率f，由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同频率f 时对应的输出电压Vo，将测得的数据填入表1-3。频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。表1-3 f (MHz) 10.7Vo R =10k R =2k R =470 (5) 改变谐振回路电阻，即R分别为2k，470时，重复上述测试并填入表1-3，比较通频带情况。(6) 计算 fo = 10.7MHz时的电压放大倍数、回路的通频带和Q值。(二) 双调谐回路谐振放大器 1实验线路 见图l-2图1-2 双调谐回路谐振放大器原理图(1) 用扫频仪调双回路谐振曲线 接线方法同上3 (3)。观察双回路谐振曲线，选C=3pF，反复

8、调整CTl、CT2使两回路谐振在10.7MHz。(2) 测双回路放大器的频率特性按图l-2所示连接电路，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，选C=3pF，置高频信号发生器频率为10.7MHz，反复调整CTl、CT2使两回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的频率作为中心频率，然后保持高频信号发生器输出电压不变，改变频率f，由中心频率向两边逐点偏离，测得不同频率f 时的输出电压Vo，并填入表1-4。表1-4 f (MHz) 107 VO C =3pF C =10pF C =12pF(3) 改变耦合电容C为10 pF、12 pF，重复上述测试，并填入表l-4。五、实验报告要求1写明实验目的。2写明

9、实验所用仪器、设备的名称、型号。3画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点。4整理实验数据，并画出幅频特性曲线。 (1) 单调谐回路接不同回路电阻R时的幅频特性和通频带。(2) 双调谐回路接不同耦合电容C时的幅频特性和通频带。实验二 电容反馈三点式振荡器一、实验目的1了解LC三点式振荡电路的基本原理，掌握此类振荡电路的设计及参数计算。2了解振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3了解振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求1复习LC振荡器的工作原理。2分析图3-l电路的工作原理及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流IC的最大值 (设晶体管的值为50)。

10、3实验电路中，L1=3H，若C=120pF，C=680pF，计算CT=150pF时振荡频率。4认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。三、实验仪器 1双踪示波器 2频率计 3万用表 4实验板l四、实验内容及步骤实验电路 见图3-l。实验前根据图3-l所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。图3-1 LC电容反馈三点式振荡器原理图1检查静态工作点(1) 在实验板+12V插孔上接入+l2V直流电源，注意电源极性不能接反。(2) 反馈电容C不接，C接入(C= 680pF)，用示波器观察振荡器停振时的情况。注意：连接C的接线要尽量短。(3) 改变电位器Rp测得晶体管V的发射极电压VE，VE

11、可连续变化，记下VE的最大值，计算IE值。 IE =VE / RE （RE =1k）2振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：IE =2mA、C =120pF、C=680pF、RL=110k(1) 改变CT电容，当分别接为C9、Cl0、Cll时，记录相应的振荡频率值，并填入表3-1。(2) 改变CT电容，当分别接为C9、Cl0、C11时，用示波器测量相应振荡输出电压的峰-峰值VP-P，并填入表3-1。表3-1CT 51pF 100pF150pFf (MHz)VP-P (V)3测试当C、C不同时，起振点、振幅与工作电流IEQ的关系(R=110K)。(1)取C = C3 =100pF、C= C4 =12

12、00pF调电位器RP使IEQ分别为表3-2所标各值，用示波器测量振荡输出电压的峰-峰值VP-P，并填入表3-2。表3-2IEQ（mA) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0VP-P (V)(2) 取C=C5=120 pF、C=C6=680 pF，C=C7=680 pF、C=C8=120 pF，分别重复测试表3-2的内容。4频率稳定度的影响(1) 回路LC参数固定，当改变并联在电感L1上的电阻使等效Q值变化时，对振荡频率的影响。实验条件：f = 6.5MZ时，C/ C=100/1200 pF、IEQ=3mA，改变L1的并联电阻R，使其分别为 lk、10k

13、、110k，分别记录电路的振荡频率，并填入表3-3。注意：频率计后几位跳动变化的情况。(2) 回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。实验条件：f =6.5MHZ、C/C=100/1200pF。、R=110k。IEQ=3mA，改变晶体管IEQ，使其分别为表3-4所标各值，测出振荡频率，并填入表3-4。表3-3 表3-4 R 1K 10K 110K f (Hz)IEQ (mA)123f (Hz)五、实验报告要求1写明实验目的、实验所用仪器设备。2画出实验电路的直流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果。3以IEQ为横轴，输出电压峰-峰值VP-P为纵轴，将不同C、C值下测得的三组数据，

14、在同一座标纸上绘制成曲线。实验三 石英晶体振荡器一、实验目的 1了解晶体振荡器的工作原理及特点。 2掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二、预习要求 1查阅晶体振荡器的有关资料，阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。 2试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。三、实验仪器 1双踪示波器 2频率计 3万用表 4实验板l四、实验内容实验电路见图3-11测振荡器静态工作点，调图中RP，测得IE min及IE max 。2测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。3负载不同时对频率的影响，RE分别取110

15、k、10k、1k测出电路振荡频率，填入表4-1，并与LC振荡器比较。图3-1 石英晶体振荡器原理图表3-1R110k10k1kf (MHz)五、实验报告1. 整理实验数据，画出实验电路的交流等效电路。2. 比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异，并分析原因。3. 根据电路给出的LC参数计算回路中心频率，如何确定电路工作在晶体振荡频率上。实验四 振幅调制器一、实验目的 1了解利用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并研究已调波与二输入信号的关系。 2掌握测量调幅系数的方法。 3通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。二、预习要求1预习幅度调制器有关知识。2分析实验电

16、路中用l496乘法器调制的工作原理，计算各引出脚的直流电压。3分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。4认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。三、实验仪器1双踪示波器；2高频信号发生器；3万用表；4实验板3。四、电路说明幅度调制就是载波的振幅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，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。 图4-1 1496芯片内部电路图本实验采用集成模拟乘法器l496来构成调幅器，图4-1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

17、管由V1V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对管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、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V5V6 的输入端，即引脚的、之间，、 脚外接1 k电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号由双差动放大器的两集电极输出，即引出脚(、之间。用1496集成电路构成的调幅器电路图如图4-2所示，图中RPl用来调节引出脚、之间的平衡，RP2用来调节、脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。五、实验内容实验

18、电路 见图4-2。图4-2 1496构成的调幅器1直流调制特性的测量(1) 调RP2电位器使载波输入端平衡，在调制信号输入端IN2加峰值Vs=100mV，频率为1kHz的正弦信号，调RP2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。(2) 在载波输入端INl加峰值Vc=10mV，频率为100kHz的正弦信号，用万用表测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，以VA=0.1V为步长，记录RP1由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式Vo=KVABVc(t)计算出系数K值。并填入表4-l。表4-1VAB(V)-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20

19、.30.4VO P-P(V)K2实现全载波调幅(1) 调节RPl使VAB =0.1V，载波信号仍为Vc(t)=10sin2105t (mV)，将低频信号Vs(t)=Vssin2103t (mV)加至调制器输入端IN2，画出Vs=30mV和100mV时的调幅波形，标明峰一峰值与谷一谷值，并测出其调制度M。(2) 加大示波器扫描速率，观察并记录M=100、M100两种调幅波在零点附近的波形情况。(3) 载波信号Vc(t)不变，将调制信号改为Vs(t)=100sin2103t (mV)，调节RPl观察输出波形VAM (t)的变化情况，记录M=30和M =100调幅波所对应的VAM (t)值。(4)载

20、波信号Vc(t)不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB=0V、0.1V、0.15V时的已调波。3实现抑制载波调幅(1) 调RPl使调制端平衡，并在载波信号输入端INl加Vc(t)=10sin2105 t (mV)信号，调制信号端IN2不加信号，观察并记录输出端波形。(2) 载波输入端不变，调制信号输入端IN2加Vs(t)=100sin2103 t (mV)信号，观察记录波形，并标明峰一峰值电压。(3) 加大示波器扫描速率，观察记录已调波在零点附近波形，比较它与M =100调幅波的区别。(4) 所加载波信号和调制信号均不变，微调RP2为某一个值，观察记录输出波形。(5) 在(

21、4)的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较。六、实验报告要求1整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。2画出全载波调幅实验中M =30、M =100、M 100的调幅波形。 3画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。4画出100调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。5画出实现抑制载波调幅时改变RP2后的输出波形，分析其现象。实验五 调幅波的解调一、实验目的1了解调幅波的特性，掌握调幅波的解调方法。2了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。3掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、预习要求1复习课本中有关调幅和解调原理。2分析二极管包络检波

22、产生波形失真的主要因素。3认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容。三、实验仪器设备1双踪示波器2高频信号发生器3万用表4实验板2四、实验电路说明 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调电路有二极管包络检波器，同步检波器。1二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号检波，它具有电路简单，易于实现，本实验如图5-1所示，主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：式中：M为调

23、幅系数，f0为载波频率，为调制信号角频率。图5-1 二极管包络检波器 2同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验如图62所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号Vc经过电容Cl加在、脚之间，调幅信号经电容C2加在、脚之间，相乘后信号由(12)脚输出，经C4、C5、R6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。图5-2 1496构成的同步检波器五、实验内容及步骤 注意：做此实验之前需恢复实验五的实验内容2 (1)的内容。(一) 二极管包络检波器 实验电路 见图5-11解调全载波调幅信号 (1) M30的调幅波的检波 载波信号仍为Vc(t)=10sin2105(t) (mV)调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调制度M100的调幅波。将它们依次加至解调器的VAM输入端，并在解调器的VC载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形。并与调制信号比较。(2) 去掉C4，C5观察记录M =30的调幅波