2021年高频电子线路实验指导书

1、高频电子线路实验指导书湖南工业大学电气与信息工程学院高频电子线路实验指导书 XX 年 4 月实验注意事项 1. 每次实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四 角的螺孔和母板上的铜支柱对齐，然后用螺丝固定。确保四个接线柱均拧紧，以免造成实验模块与电源或地接触不良。经检查确认无 误后方可通电实验。各 实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请勿频繁按动或旋转。请勿直接用手触摸芯片、电解电容器等元件，以免造成损坏。各模块中的3362电位器（蓝色正方形封装）是出厂前调试使用的。出厂后的各实验

2、模块功能己调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成影响。在 关闭各模块电源之后，方可进行连线。连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放，检查无误后方可通电实验。拆线时若 遇到连线与孔连接过紧，应用手捏住线端得金属外壳轻轻摇晃，直 至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。实验前，应首先熟悉实验模块的电路原理以及内置仪器的性能和使用方法。 TOC o 1-5 h z 按动开关或旋动电位器以及调节电感线圈磁芯时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。做综合实验时，应通过联调确保各部分电路处于最佳工作状态。用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以免影响后续实验的正

3、常进行。在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机箱的零部件。实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切断相应的电源开关。测量模块在不用时，应保持电源处于切断状态，以免引起干扰。实验一 THCGP-1型高频实验箱的使用一、实验目的1. 了解THCGP-1型高频实验箱基木组成。2.掌握THCGP-也高实验箱的使用方法高频实验箱 THCGP -1型 1 台双踪示波器DS-5042M 1 台 三、实验原理（一）仪器介绍 该产品由3 种实验仪器、 10 个实验模块及实验箱体（含电源）组 成。实验仪器及主要指标如下：高频源输出频率范围： 0.4 MH Z 45 MH Z （连续可 调）输出波形：正弦波输出

4、幅度： IV p-p 输出阻抗： 75Q 2. 低 频源 输出频率范围： 0.2KH Z 20KH Z （连续可调）输出波 形：止弦波、方波、三角波输出幅度：5V p-p输出阻抗：100Q 3.数字频率计频率测量范围：20Hz100MH输入电平范围：100mV-5V （二）使用方法说明 1.一源一源面板如下图 1-1 所示：图IT 源面板图使用时，首先按下POWER按钮，电源指 示灯频频一源的输出为 RF1、RF2,频率调节步进有四个档位：lKHz、20KHz 500KHZ 1 MHzo按频率调节旋钮可在各档位间切换，为lKHz、20KHz 500KHz档时相对应的LED灯亮，当三灯齐 亮时，

5、即为IMHzf。旋转“频率调节”旋钮可以改变输出高频的频率。通过调节 “幅度调节”旋钮来改变高频的输出幅度。音频源可以输出正弦波、方波、三角波三种波形，各波形的 频率调节共用一个频率调节旋钮，共有2 各档位：2KHz、 20KHz, 按频率档位选择可在两个档位间切换，并相应的指示灯亮。调节音 频频率调节旋钮可以改变的频率。分别调节三种波形的幅 度调节旋钮可以调节其输出的幅度大 小。本一源有内调制功能，按下“ AM”按钮时，对应一的指示灯亮，在RF1和RF2输出调幅波，RF2可以外接频率计测量输出频率。调幅波的调制一为正弦波，载波为一源内的高频改变“AM调幅度”旋钮可以改变调幅波的幅度。当“ F

6、M按钮按下 时，对应 的指示灯亮，在RF1和RF2 输出调频波，RF2可以外接频率计测量输出频率。调频制的音频为正弦制，载制为 源内的高 频一o改变“FM频偏”旋钮调节输出的调频一的调制指数。而板一为5个射频线插孔，RF1和RF2为高频输出。做实验 时将RF1作 为一输出，RF2接配套的频率计观测频率。频率计 频率计面板如图 1-2 所示：图 1-2 频率计面板图频率显示窗口有5 个数码管组成，在整 个频率测量范围内都显示5 位有效位数。按下“电源”开关，电 源指示灯亮，此”频率显示窗口的 5 位数码管全显示8, 且三档频 率指示灯同”亮，约两秒后五位数码管全为 0, 进入测量状态。若输入的频

7、率在 20. OOOHz-999. 99H Z 范围内，Hz 指示灯亮；输入的频率在1. 0000KHz-999. 99KHz 范围内，KHz指示灯亮；输入的频率在IMHztZ上的，MHz示示灯亮。当输入一小于lOOKHz时，应按下“频率选择”按钮，此时“频率选择”按钮指示灯亮，当输入一大于100KHz寸，应弹开“频率选择”按钮，此 时相应指示灯灭。四、实验内容与步骤1. 熟悉THCGP-俚高频实 验箱的用法。2. 熟 悉示波器测量周期和幅度的方法。2.从THCGP-1-高频实验箱高频一源和低频一源分别输出若干一,接入频率计测量其频率，接入示波器测量幅度和周 期填入表 l-lo表 1-1 名称

8、示波器频率计X 方向格数 time/div 周期 Y 方向格数volts/div 幅度 频率周期五、实验报告要求1. 实验数据，并填入表格。2. 简述实验箱源和频率计的基木功能。实验二高频小_调谐放大器一、实验目的1. 掌握小调 谐放大器的基木工作原理。2?谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。二、实验仪器、器材 1. THCGP-1 型高频电子线路综合实验箱 1 台 2. 双踪示波器DS-5042M 1台万用表 MF-47型1块3?器材：单调谐小放大模块三、实验原理1 块 单调谐小谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小或微弱 的线性放大。其实验单元电路如图2-1所

9、示（模块上）。图 2-1 实验电路该电路由三极管Q1 及其集电极选频回路T1 组成。它对输入的高频小进行放大，并具有一定的选频作用。 基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定三极管的静态工作点。可变电阻 W3改变基极偏置电阻将改变三极管的静态工作点， 从而可改变放大器的增益。1. 根据 图 2-1 实验的各测试点。关的工四、实验步骤（一）单调谐小放大器单元电路实验H路熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图对应按图 2-2 所示图连接好实验电路。打开实验箱电源，按下源和频率计的电源开关，此时开作指示灯点亮。打开小调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点 兄。调节一源“ RF幅度”和

10、“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1、RF2输出频率为10.5MHz左右的高频一。将一输 入到2号 板的J4 口。先用示波器在TH1处观察一峰-峰值约为50mM （先调频率再 调幅度）图 2-2 测试连接图 6. 调节高频 发生器的输出频率，使单调谐放大器谐振：操作方法：将示波器探头接在调谐放大器的输出端TH2,调节示波器直至能观察到输出一的波形，先调节W3使输出一幅度最大,再调节高频一发生器的输出一频率使示波器上的一幅度最大（先用500KHz档调节，再用20 KHz 档调节，直到示波器上 的幅度最大），此时放大器即被调谐到输 入生的频率点上。记录谐振放大器的谐振频率： f 0 二 MHz。测

11、量静态工作点对电压增益的影响 高频生源的输出生频率等于放大器的谐振频率，幅度50m%右不变。调节W3改变放大器的静态工作点， 用示波器在TH1和TH2处分别观测输入和输 出一的幅度大小，记录相关的数据，并计算发射极电流和电压增 益，填入表2-1 中。表 2-1 U E (V) 最小 1 2 3 4 最大 I EQ 二 U E /R 5 (mA) U i (mV)U 0 (V) K V =U o / U I 发射极电压U E 的测量方法：用万 用表的电压档测量发射极电阻R5两端的电压。测量放大器的通频带 BW 0.7先保持高频一源的输出一频率等于放大器的谐振频率，幅度 50mV左右不变，调节 W

12、3使放大器的静态工作电压 U E =3Vo然后调节先源面板上的频率调节旋钮，改变放大器输入先的 频率，使先频率在谐振频率附近变化(以500KHz为步进间隔来 增大和减小)，用示波器观测各频率点的输出先的幅度，填入表2-2 o表 2-2 频率 (MHZ) f 0 -2. 5 f 0 -2. 0 f 0 -1. 5 f 0 -1. 0 f 0 -0. 5 f 0 f 0 +0. 5 f 0 +1. 0 f 0 +1. 5 f 0 +20 f 0 +2. 5 幅度 VP-P (V) 根据表 2-2, 在图 2-3 中绘制电路的幅频特性曲线。图2-3绘制电路幅频特性曲线先记下谐振时的输出一幅度，然后增

13、加输入先的频率( 注意此时不能调节幅度旋钮) ，使输出 先幅度逐渐减小，直至减小到最大输出幅度的 0. 707 倍，用频率计测量此时的频率值，记为上限截止频率？ Hl o 再减小 频率使输出幅度逐渐减小，直至减小到最大输出幅度的 0. 707 倍 , 再用频率计测量此时的频率值，记为下限截止频率？ L1 。？ H1 和？ L1 之差，即是该电路的频带宽度BW 0.7。BW 0. 7 二。实验注意事项对高频电路而言，随着频率升高，电路分布 参数的影响将越来越大，而我们在理论计算中是没有考虑这些分布 参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差。实验报告要求 1. 根据实验测量数据，记录单

14、调谐放大器的 谐振频率。?根据实验测量数据，记录该电路的静态工作点，计算发射极静态电流和电压增益，分析静态工作点对电压增益的影响。. 根 据实验测量数据，绘制单调谐放大电路的幅频特性曲线，并 求出相应的频带宽度。实验三 三点式正弦波振荡器一、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。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。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、实验仪器、器材 1. THCGP-1 型高频电子线路综合实验箱 1 台 2. 双踪示波器DS-5042M 1台万用表M

15、F-47型1块3.器 材：正弦波振荡器模块1 块三、实验原理三点式振荡器包括电感 三点式振荡器（哈特莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器）。三点式振荡器的一般组成原则为： X 和 X be 必需为同 性质的电抗， X be 必需与 X 和 X be 电抗性质相异。实验电路如图 3-1 所示。本次实验时，将开关 S1 全部断开，开关 S2 的1拨下2拨上，由晶体管 Q3与C13 C16 CIO、CC1 L2共同构成并联改进型电容三点式振荡器一一西勒振荡器，电容CC1 可用来改变振荡频率。其振荡频率为：1 f 0 2 L2 （C10串C13串C16 CC1）振荡频率约为 5. 0MHz左右，

16、根据CC1的调节大小，振荡频率有一个变化范围（理论计算为4.65.9MHz左右。其振荡反馈系数为 :C13 100 F 0.21 C16 470 其中，C17为较大容量电容，起交流 接地的 作用，可认为不影响电路振荡频率。振荡产生的经 C3 电容耦合，送入由Q2组成的射极跟随器，由于 C3容量很小且射极跟随器有很大的输入电阻，因而可减小负载对振荡电路的影响。射极跟随后的一经W瀚出，调节川2可调节输出一的幅度。经W2输出的一送入由Q1组成的调谐放大器，放大后经变压器T1耦合由J1输出，其中R13为阻尼电阻，用来降低谐振回路的 品质因数和扩展频带，以保证前级送来的一定频率范围内的均 可以放大输出。

17、需要说明的是，电路中的 W1及变容二极管Dh D2部分电路是构成压控 振荡器时使用，CRY1晶体这部分电路是构成晶体振荡器时使用，本次实验暂不接入。J2音频输入及变容二极管 DI、D2部分 电路是调频时使用，本 次实验也暂不接入。电路中RA1电位器是Q3放大电路的基极偏置，RA1的大小应 保证放大电路的静态工作点适当，使电路处于放大状态。RA1调节 不当，会使电路失去放大作用，振荡器不满足振幅起振条件而停振。图 3-1 三点式正弦波振荡器实验电路四、实验步骤1. 根据图 3-1 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。(1)将开关S2的2拨上，S1和S2的1拨下，构成电容三 点式

18、振荡 器。(2)改变Q3上偏置电位器RA1 (向左阻值减小)，用万用表直流电压档测量Q3发射极电压U E (R10上端)，并同时用示波器测量TH1处的振荡幅度V p-p (峰 - 峰值)，将相关数据填入表3-1 中。随着 U E 电压的升高，振荡器可能停振，记下刚停振时的 静态工作点电压、电流值。发射极电流I eo(二 U e /R 10 ) o表 3-1 U E(V)最小 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 I E0二 U E /R 10(mA U 0 (V)停振3.测量振荡器输出频率范围调节RA1,将Q3的发射极静态工作电压调到1.5V。先将数字频率计接于 J1处，改 变CC

19、1,同时用 示波器从 TH1 观察波形，并观察输出频率的变化， 保证有输出波形，读取 频率计数值，填于表3-2 中。表 3-2 振荡频率范围测量CC1 (PF) f(MHz) 小 大 4. 测量反馈 系数对振荡幅度的影响将发射极电压U E调到1.5V,振荡频率调 到5. OMHZ左右，调W彼输出幅度最大。分别用不同大小的电容并联在C16两端(TP4与GN应间)，改变反馈系数，观察振荡器输出电压的大小，填入表 3-3中。表 3-3 反馈系数对振荡幅度的影响五、实验报告要求1. 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，并用所学理论知识加以分析。2?计算实验电路的振荡频

20、率范围大小，并与实测结果比较。实验四模拟乘法器调幅（AM、 DSB、 SSB） 一、实验目的并联电 容未接时输出幅度掌握用集成模拟乘法器实现普通调幅、抑止载波双边带调幅和 单边 带调幅的方法。研究己调波与调制以及载波的关系。掌握调幅系数的测量与计算方法。通过实验对比普通调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的 波形。了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。二、实验仪器、器材 1. THCGP-1 型高频电子线路综合实验箱 1 台 2. 双 踪示波器DS-5042M 1台万用表MF-47型1块3.器 材：AM DSB SSB调幅模块三、实验原理1块1.集成模拟乘法

21、器MC1496简介MC1496勺引脚功能和内部原理图如图 4-1 所示：图4-1 MC1496引脚功能及内部电路 2.实验电路 用MC1496集成电路构成的调幅电路如图 4-2 所示。图4-2用MC149咪成电路构成的调幅电路图中W1用来调节 引出脚4之间的平衡，集成电路采用双电源方式供电 (+12V, 8V), 所以 5 脚偏置电阻R15接地。电阻Rl、R2、R4 R5 R6为集成电路内部三极管提供静态偏置电压，保证器件内部的各个三 极管工作在放大状态。载波加在V1-V4的输入端，即引脚8、10之间，载波一经高频耦合电容 C1从10脚输入， C2 为高旁 路电容，使8 流接地。调制加在集成电

22、路内部差动放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间，调制一经低频耦合电容El从1脚输入。2、3脚外接1KQ电阻，以扩大调制一动态范围。当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。己调 制取自集成电路内部双差动放电器的两集电极( 即引出脚 6、 12 之间 ) 输出。其中W2可调节输出一幅度。根据输入一情况，其输出可以是普通调幅波AM,也可以是双边带调制一 DSB他们由J3输 出。J3输出的一经455KHz三端陶瓷滤波器滤出其中一个边带，作为单边带调制 一SSB由J6输出。电路中的TL082集成电路 为高速双运放集成电路，用来对输出一进行放四、实验步骤1. 静态工作点调整使调制 u 0 和载波 u c 0 , 即不加输入一。将万用表置于直流电压 0. 25V档，将红黑表 笔分别置于MC1496勺 第1脚和第4脚，为测量方便，可分别置 于RU和R13电阻的上端。然后调节W1,使万用表读数为0。抑制载波振幅调制测量第一步：在J1 端输入载波 u c (t) ，其频率f c 二465KHz，峰-峰值V p-p =500mV,频率计 接一