高频电子线 路实验指导

1、.PAGE ：.；PAGE 44实验一 高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器常指各种收/发信机或电子设备中的高频电压放大器，其作用是将高频小信号或接纳机中经变频后的中频信号进展放大，以到达下级电路所需的鼓励电压幅度。为使放大信号不失真，放大器负载不是纯电阻而是用LC谐振回路，且任务在线性放大区即甲类形状，属窄带电压放大器。实践工程中对高频小信号谐振放大器的根本要求是：电压增益高，任务稳定性好，频率特性应满足通频带的要求，噪声低。一、实验目的1.掌握高频小信号谐振放大器的电路组成、根本任务原理与设计方法。 2.掌握高频小信号谐振放大器谐振回路的调谐方法及研讨回路参数对谐振曲线的影响。3.掌握

2、高频小信号谐振放大器的主要技术目的的意义及测试方法。二、实验预习要求预习谐振回路、高频小信号放大器等有关章节。了解谐振放大器的高频等效电路与晶体管的4个Y参数。三、实验设备与仪器高频实验箱 WYGP-3或 GP-4 一台双踪示波器 TDS-1002 一台高频信号发生器 WY-1052 一台万用表 一块四、实验义务与要求41根本命题411根本实验的实验电路及阐明实验电路采用的是一个单级谐振放大器，由共射、共基两级电路组成。具有较高的任务稳定性，采用5V电源供电。电路如图1-1所示。图1-1 高频小信号放大器原理图该电路主要由共射放大器由Q600、TR600、R601、R600、R610与R606

3、、R602、C607组成与共基放大器由Q601、TR602、R609、C609组成组成。谐振回路由TR602初级及电容C606与C604组成，改动C604可以改动回路的谐振频率，使放大器谐振在6.5MHz上。电路采用这种接法的原理是：对于简单的单调谐小信号放大器谐振时的放大倍数为： 其中P1为晶体管的集电极接入系数，为并联谐振回路的总电导。由于晶体管存在(反向传输导纳)的反响，就有能够引起放大器任务的不稳定，同时的值随频率而变化，因此，当放大器电路参数取定后，为提高放大器任务的稳定性，实践工程中常采用中和法或失配法抑制由于的存在，呵斥的放大器任务不稳定性。中和法的优点是电路简单，增益高。缺陷是

4、： 只能在一个频率上完全中和，不适宜宽带。 由于晶体管离散性大，实践调整费事，不适于批量消费。 采用中和法对放大器由于温度等缘由引起各种参数变化没有改善效果。失配法的优点是：性能稳定，能改善各种参数变化的影响；频带宽，适宜宽带放大，适于波段任务； 消费过程中无需调整，适于批量消费。缺陷：增益低。为此，实验电路采用失配法电路，可有效的消除调谐放大器的不稳定性。图中Q601所组成的共基放大器的特点是输入导纳大和输出阻抗高。当它和Q600等组成的共射电路衔接时，相当于共射电路的负载导纳很大，只由共基电路的输入导纳决议，此时共射电路的内部反响可忽略，放大器虽然任务在严重失谐形状，但放大电路的稳定性得到

5、很大提高，虽增益有所降低，但两管总增益仍大于共射放大器的增益。又由于共基电路输出导纳很高可直接和负载线圈衔接而无需抽头接入。当短接跳线J600的1、2脚上，J602的2、3脚下，J608的1、2脚上时，为单级高频小信号调谐放大电路。当短接跳线J600的2、3脚，J602的2、3脚、J608的1、2脚上时，为两级高频小信号调谐放大电路。该级集电极输出采用的是变压器T601耦合输出。输入点参考阐明： HF-IN：高频信号输入丈量点输出点参考阐明： C/E：Q600集电极电压丈量点STE ：Q600发射极电压丈量点AGC：AGC控制信号丈量点HF-O：放大信号输出丈量点412根本实验内容与方法步骤本

6、实验运用的是高频小信号放大模块，如图1-2所示。实验之前在实验箱上找到本实验单元位置，并熟习电路，掌握各主要元件及调谐元件的位置与作用。4121高频小信号放大器静态丈量 = 1 * GB3 参照实验单元模块电路，用“短路帽衔接J600的2、3下脚，J602的2、3下脚，J608的1、2上脚。此时为两级谐振放大电路。翻开实验箱电源，使实验箱开场正常任务。用 图1-2高频小信号放大模块万用表分别丈量晶体管Q600和Q601各电极的静态任务电压。将结果记录于表1-1中。 表1-1 VbVeVcVceIc根据Vce判别Q600、Q601能否任务在放大区Q600是否缘由：Q601是否注：Vb: 基极对地

7、电压。 Ve :发射极对地电压。 Vc:集电极对地电压。Vce：集电极与发射极之间电压。 Ic = Ve/Re Re= 4122 谐振频率、放大器电压增益的测定与计算 = 1 * GB3 参照实验单元模块电路，将实验电路设置为单级谐振放大电路。 = 2 * GB3 用高频信号发生器，输出频率f=6.5MHZ/幅度为100mV的信号作为输入信号接实验电路模块的输入端口“HF-IN处。 = 3 * GB3 用双踪示波器的“A通道检测输入信号。再将示波器的“B通道接实验电路模块的输出端口“HF-O检测放大输出信号。 = 4 * GB3 分别微调高频谐振放大器输入回路的微调电感T R600、微调电容C

8、600和输出回路的， TP601与CT604，使放大器输出的信号最大，且输出波形无明显失真，这时，高频信号发生器的输出频率就等于回路的谐振频率。(用频率计检测) = 5 * GB3 记录此时的回路谐振频率与输出信号幅度。 = 6 * GB3 根据丈量所得结果，计算出单调谐放大器的电压增益 或 = 7 * GB3 坚持以上操作和输入信号不变，仅将“短路帽衔接J600的2、3脚，此时为两级谐振放大电路。用示波器察看输出端口“HF-O的输出波形和输入端口“HF-IN的波形，再微调高频谐振放大器输出回路的电感TP601与微调电容CT604，使输出信号最大，且输出波形无明显失真根据丈量所得结果，计算出两

9、级谐振放大器的电压增益，并比较两种放大器的输出波形与变化，分析变化缘由。4123 谐振放大器通频带的测定1单级谐振放大电路丈量 = 1 * GB3 实验条件：电路设置为单级谐振放大电路，=6.5MHz/100mV。采用逐点法 = 2 * GB3 分别用双踪示波器监测输入信号“HF-IN/ 输出信号“HF-O = 3 * GB3 微调TP601、C600与TR601、C604使回路谐振即使输出电压幅度最大。 = 4 * GB3 坚持输入电压幅度不变，改动高频信号发生器的输出频率,由回路的中心频率分别向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压，将测得的数据填入表1-3中。(频率偏离范围可根据

10、的实践情况来确定)。2 两级谐振放大电路丈量 = 1 * GB3 实验条件：将实验电路衔接为两级放大器，=6.5MHz/100mV。 = 2 * GB3 参照以上实验步骤 = 2 * GB3 = 4 * GB3 ，将测得的数据填入表1-2中。表1-2频率MHZfo单输出电压V双结论 = 3 * GB3 根据丈量所得结果，用逐点法标绘谐振放大器的幅频特性曲线，并计算出增益、带宽及Q值。再比较两种放大器的变化，分析变化缘由。3 谐振放大器矩形系数的测定 = 1 * GB3 实验条件：电路设置为两级谐振放大电路，=6.5MHz/100mV。采用逐点法 = 2 * GB3 分别用双踪示波器监测输入信号

11、“HF-IN/ 输出信号“HF-O = 3 * GB3 微调TP601、C600与TR601、C604使回路谐振即使输出电压幅度最大。 = 4 * GB3 坚持输入电压幅度不变，改动高频信号发生器的输出频率,由回路的中心频率分别向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压，将测得的数据填入表1-3中。(频率偏离范围可根据0.1AVO的实践情况来确定)。表1-3频率MHZfo双输出电压V结论42扩展命题421高频小信号谐振放大器的设计与仿真实验4211单调谐高频电压放大器电路设计举例主要技术目的：谐振频率10.7MHz,谐振电压放大倍数20dB，通频带B0.7=1MHz，矩形系数K0.110

12、。要求放大器电路任务稳定，采用抽头并联谐振输出回路。知：L4H,总匝数N2=20，p1=0.25， Q=100，晶体管用9018，=50。查手册可知，9018在Vce=10V、IE=2mA时，gie=2860ms，Cie=19pf，goe=200us，Coe=7pf，Yfe=45ms，Yre=0.31ms。负载电阻RL=3K。电源供电Vcc=12V。 = 1 * GB3 选定电路方式依设计技术目的要求，采用晶体管共发射极单调谐回路谐振放大器，参考电路如图1-3所示。 该电路静态任务点Q主要由Rb1和Rw1、Rb2、Re与Vcc确定。利用Rb1和Rw1、Rb2的分压固定基极偏置电位VBQ，如满足

13、条件 图1-3单调谐高频小信号放大器电原理图I1IBQ：当温度变化ICQVEQVBEIBQICQ，抑制了ICQ变化，从而获得稳定的任务点。由此可知，只需当I1IBQ时，才干获得VBQ恒定，故硅管运用时，I1=5-10IBQ。只需当负反响越强时，电路稳定性越好，故要求VBQVBE，普通硅管取：VBQ=3-5V。图中放大管选用9018，C1为输入耦合电容。RE1、RE2、Ce为发射极偏置电阻与滤波电容。R1、RW1、R2组成基极偏置电路，调理RW1可改动晶体管的静态任务点。C、CT与L1、L2组成单调谐并联谐振回路与集电极直接相连，CT为微调电容，改动CT的容量可以改动回路的谐振频率，使放大器谐振

14、在10.7MHz上。谐振电路中的电阻R，为回路阻尼电阻，改动其阻值的大小，可以改动回路的Q值。C2为输出耦合电容。C3为电源滤波电容。 = 2 * GB3 设置静态任务点由于放大器是任务在小信号放大形状，放大器任务电流ICQ普通选取0.82mA为宜，设计电路中取IE=1.5mA，设RE=1.5 K。由于：VEQ=ICE/RE 而IcoIEO 所以：VEQ=1.5mAx1.5K=2.25V 取VEQ=2.3V 由于：VBQ=VEBQ+0.7V=3V (硅管的发射结电压VEBQ为0.7V) 所以：VBQ=VEBQ+0.7V=3V由于：VCEQ=Vcc-VEQ 所以：VCEQ=Vcc-VEQ =12

15、-2.3=9.7V由于：RB2=VBQ/5-10IBQ 而IBQ=ICQ/=1.5/50=0.03 取10IBQ所以：Rb2= VBQ/10IBQ =3/0.3=10K 由于：Rb1=(Vcc-VBQ)/VBQRb2 所以：Rb1=(9/3)10=30K 思索调整静态电流ICQ的方便，Rb1用47K电位器与8.2电阻串联。 = 3 * GB3 谐振回路参数计算首先求出回路中的总电容C：由于：那么: 再求回路电容：因有 C= C-p12Coe-p22Cie=53.3pf 取C为标称值51pf。最后求电感线圈抽头匝数N1：N1=p1N2=20X0.25=5匝。 = 4 * GB3 确定耦合电容与高

16、频滤波电容：耦合电容C1、C2的值，可在1000 pf0.01uf之间选择 ，普通用瓷片电容。旁路电容Ce 、C3、C4的取值普通为0.01F。422单调谐高频电压放大器的设计与仿真实验4221 单调谐高频电压放大器仿真实验电路组成与阐明单调谐高频电压放大器的仿真实验参考电路如图1-4所示：该电路是一晶体管共射单级谐振放大器。放大管选用3DG12C，C1为输入耦合电容。RE1、RE2、Ce为发射极偏置电阻与滤波电容。R1、RW1、R2组成基极偏置电路，调理RW1可改动晶体管的静态任务点。C、CT与L1、L2组成单调谐并联谐振回路与集电极直接 图1-4单调谐高频小信号放大器电原理图相连，CT为微

17、调电容，改动CT的容量可以改动回路的谐振频率。电阻R为回路阻尼电阻，改动其阻值的大小，可以改动回路的Q值。C2为输出耦合电容。由于放大器负载为LC并联谐振回路，因此具有选频特性。4222 单调谐高频电压放大器仿真实验内容 为顺利完本钱次实验，用EWB电子任务平台软件对电路进展仿真分析，仿真时可完成以下内容： = 1 * GB3 丈量并调整放大器的静态任务点，IC=1.5mA。可采用直接或间接方法。 = 2 * GB3 谐振频率的调测与电压放大倍数的丈量。丈量条件：输入高频信号电压幅度峰-峰值100mV。负载电阻=10K = 3 * GB3 研讨阻尼电阻变化对放大器增益、带宽、质量因数的影响用逐

18、点法测试放大器的幅频特性曲线，并计算出增益、带宽及质量因数。测试条件： 输入=50mV，阻尼电阻R=开路 输入=50mV，阻尼电阻R=10K输入=50mV，阻尼电阻R=1K 研讨性实验：假设要使电路的Bw=2MHz,请计算R应为多大，并用实验检验证明。 = 4 * GB3 研讨负载电阻变化对放大器的影响，测试条件：输入=50mV，负载电阻R=开路 输入=50mV，负载电阻R=10K输入=50mV，阻尼电阻R=5004223 双调谐高频电压放大器仿真实验电路组成与阐明双调谐高频电压放大器的仿真实验电路如图1-5所示：该电路由晶体管组成共射双调谐谐振放大器。C4为输入耦合电容。RE、Ce为发射极偏

19、置电阻与滤波电容。RB1、RW1、RB2组成基极偏置电路，调理RW1可改动晶体管的静态任务点。C1、CP1、L1与C2、CP2、L2组成双调谐并联谐振回路，C3为耦合电容，CP1与CP2为微调电容，改动其的容量可以改动回路的谐振频率，使放大器谐振在10.7MHz上。谐振电路中的电阻R，为回路阻尼电阻，改动其阻值的大小，可以改动回路的Q值。C5为输出耦合电容。 图1-5双调谐高频小信号放大器电原理图4224 双调谐高频电压放大器仿真实验内容 本实验用EWB电子任务平台软件对电路进展仿真分析，仿真时可完成以下内容： = 1 * GB3 丈量并调整放大器的静态任务点，IC=1.5mA。可采用直接或间

20、接方法。 = 2 * GB3 谐振频率的调测与电压放大倍数的丈量。丈量条件：输入高频信号电压幅度峰-峰值100mV。耦合电容C3=3pf,负载电阻=1K = 3 * GB3 双调谐回路放大器的频率特性丈量丈量条件：输入高频信号电压幅度峰-峰值100mV。耦合电容C3=3pf,负载电阻=10K = 4 * GB3 研讨负载电阻变化对放大器的影响，测试条件：输入=50mV，负载电阻R=开路 输入=50mV，负载电阻R=10K输入=50mV，负载电阻R=500 = 5 * GB3 研讨耦合电容C3变化对放大器的影响，测试条件输入=50mV，负载电阻R=10K分别将耦合电容设置为3Pf、10Pf、15

21、Pf,将测试结果记录于1-4中。f(MHz)foVoC3=3pfC3=10pfC3=15pf五、实验本卷须知1实验时要对照原理图来进展，与实验板上的元件一一对应。不要随意操作与本次实验无关的其它单元电路。2用“短路帽换接电路时，动作要轻巧，更不能丧失“短路帽，以免影响后续实验的正常进展。六、思索题及实验报告要求6.1思索题1如何判别谐振放大器进入谐振形状，电路的谐振频率与哪些因数有关，如将示波器探头接入丈量电路，对输出会产生何种影响，实验证明。2简述高频电压放大器的谐振电压放大倍数与通频带的关系？3简述高频电压放大器谐振时输出电压与输入电压的相位的关系？6.2实验报告要求1根据实验结果，绘制放

22、大电路在参与共基放大器前后的频响曲线，求出相应的增益带宽和选择性，并作出分析，总结出实验电路的主要性能目的。2经过实验他有什么收获和领会。实验二 高频功率放大器与集电极调幅 利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，它是无线电发射机中的重要组成部分。它的主要义务是：以高效率输出最大的高频功率。因此高功放普通任务在丙类，电流导通角50%， 知：电源供电为12V，负载电阻,RL=51，晶体管用3DA1，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe10，电路增益Ap13dB20倍。1.确定功放的任务形状 表2-4co13g11.02.0对高

23、频功率放大器的根本要求是,尽能够输出大功率、高效率，为兼顾两者，通常选丙类且要求在临界任务形状，其电流流通角在600900范围。现设=700。查表2-4得：集电极电流余弦脉冲直流Ico分解系数=0.25，集电极电流余弦脉冲基波Ic1m分解系数=0.44 因功率放大器集电极的等效电阻为：集电极基波电流振幅为：集电极电流脉冲的最大振幅为： 集电极电流脉冲的直流分量为：电源提供的直流功率为：集电极的耗散功率为：集电极的效率为： (满足设计要求)知：那么：输入功率：基极余弦脉冲电流的最大值设3DA1的=10 基极基波电流的振幅为：得基极输入的电压振幅为：2计算谐振回路与耦合线圈的参数1谐振回路LC参数

24、的计算假设设C=100pf 那么耦合线圈参数计算丙类功率放大器输入输出耦合回路均采用高频耦合方式，其输入阻抗为：输出变压器线圈匝数比为：取N3=2，N1=3，现采用10mm6mm5mm的铁氧体磁环来绕制输出耦合变压器，知其参数为=100H/m，A=10mm2，l=25mm。那么由式。 计算初级线圈的总匝数N2=8式中， 磁导率； N 线圈匝数； A 磁芯截面积； l 平均磁路长度。L = AlN2 Al电感系数H/匝2需求指出的是，变压器的匝数的计算值只能是参考值，由于电路高频任务时分布参数的影响，与设计值相差较大。线圈匝数比为的计算仅作参考，实践运用时应适当调整。 图2-8铁氧体变压器磁芯高

25、频变压器及高频电感的绕制时其变压器的磁芯应采用铁氧体，而不能用硅钢片铁芯。环形铁氧体构造如图2-8所示，尺寸为外径内径高，运用漆包线绕制。 3基极偏置电路计算因 那么有 ：因 那么有 ：取高频旁路电容4电源去耦滤波元件选择 高频电路的电源去耦滤波网络通常采用型LC低通滤波器，滤波电感0可按阅历取50100H，滤波电感普通取0.01F。422 高频谐振功率放大器的设计与计算主要技术目的：谐振频率f015MHz，谐振电压放大倍数AV020dB，通频带B0.71100MHz。回路电感L为1uH，VBQ = 36V。1选择振荡电路方式 振荡电路的选择主要是根据所给定的任务频率或任务频段与频率稳定度的要

26、求来确定。LC振荡电路普通适用于数百千赫到数百兆赫的频率范围，它的短期频稳度普通在103到104的数量级。在小功率通讯机中所运用的可变频率振荡器，普通都要求波段范围内频率延续可调，故可选用互感耦合三点式振荡电路。互感量的调理比较方便，其输入与输出电路的馈电方式互不影响。但是，由于构造复杂，特别是电路中含有电感元件，故这种电路较适用于中短波波段。在短波段以上，普通多采用考毕兹电路。其频率稳定度要求提高时，几乎都采用克拉泼电路或西勒电路，它的频稳度到达104105。假设采用高质量回路元件，再加上一些措施，频稳度还可进一步提高。假设频率稳定度要求在105106以上的固定频率振荡器如广播发射机的主振器

27、时，必需选用石英晶体振荡器。表3-1给出了各种振荡器的频率准确度和稳定度。 表3-1 各种振荡器的频率准确度和稳定度分 类频 率 精 确 度频 率 稳 定 度无稳态多谐振荡器LC振荡器RC振荡器晶体振荡器稳定化晶体振荡器101510251025105106101510251025105106本设计选用西勒振荡电路，如图3-11所示。2振荡管的选择 小功率振荡器输出普通为毫瓦数量级，普通晶体管均可满足功率的要求。选管时主要思索是在满足任务频率和起振条件前提下，应尽能够提高振荡器的频稳度，因此振荡管应满足以下几点要求： 特征频率fT或最高频率fmax要足够高。实际证明，为了保证振荡器正常任务，必需

28、使晶体管的fmax比振荡器的最高任务频率fH高三倍以上即： fmax 3fH 图3-11西勒振荡电路原理图有时手册并不直接给出fmax这个参数，而是给出特征频率fT或f，基极电阻rbb及集电结的结电容Cbc等，这时，可以根据： 和 fT =(0.7- 0.8)f 的关系，计算出fmax，也可直接用fT (2-10) fH 的关系选用振荡管。 晶体管的电流放大倍数需足够大。选用较高的管子，有利于提高振荡器的频率稳定，改善起振条件和波形质量。但是也要留意高的晶体管其ICBO也较大。3静态任务点的选择及偏置电路元件的估算合理地选择振荡器的静态任务点，对振荡器的起振，任务的稳定性，波形质量的好坏有着亲

29、密的关系。般小功率振荡器的静态任务点应选在远离饱和区而接近截止区的地方。根据上述原那么，普通小功率振荡器集电极电流ICQ大约在0.5-4mA之间选取，以图3-11所示的共发组态为例，各极电压大致可取为：集电极对“地电压VCQ =16VCC发射极对“地电压VEQ=0.2VCC对于振荡器来说，稳定静态任务点的主要措施是采用高稳定度的偏置电路。目前广泛采用的是图3-11所示的混合反响式偏置电路。对于这种电路，当满足I1IBQ的条件时，各偏置元件可按以下公式选取： RE=VEQ/ICO 取VEQ为0.2Vcc 那么 =2.4V/2mA=1.2K 取电阻标称值1.5KRB2 (2-6)RE 或RB2=V

30、BQ/5-10IBQ 而IBQ=ICQ/=2mA/100=0.02 取10IBQVBQ=VEBQ+0.7V 那么：Rb2= 3.1/10IBQ =3.1/0.2=15.5K 取电阻标称值18KRb1=(Vcc-VBQ)/VBQRb2 那么 Rb1=(12-3.1/3.1)18=51.6K 。思索调整静态电流ICQ的方便，Rb1用47K电位器与20电阻串联。发射极电阻旁路电容CE可按下式计算：CE10+1/2hiex1012pf 普通取0.01uf。为了满足1/CBC3,C4，C1/C2=1/81/2的条件，假设取C1=200pf，那么C2=510pf。5关于输出方式的思索为了尽能够地减小负载对

31、振荡电路的影响，普通除了采用射随器作为隔离级之外，振荡信号应尽能够从电路的低阻抗端输出。例如发射极接地的振荡电路，输出宜取自基极；如为基级接地，那么应从发射极输出。五、思索题及实验报告要求思索题1. 振荡器与普通放大器的主要区别是什么？2. 振荡器中晶体管、振荡回路、反响网络各起什么作用？对它们应有什么要求？3. 振荡器波形不好与哪些要素有关？如何改善？LC振荡器与晶体振荡器各有哪些优缺陷？实验报告要求1. 用表格方式列出实验所测数据，绘出实验曲线，并用所学实际加以分析解释。 2. 画出每种振荡器的输出信号波形与交流等效电路。3. 写出设计仿真实验中能够出现的问题的处理方法。4. 分析静态任务

32、点，反响系数F和负载对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响5. 实验领会和意见。实验四 集成模拟乘法器的综合运用模拟乘法器是利用晶体管的非线性特性,经过电路上的巧妙设计,在输出中仅保管两路输入信号中由非线性部分产生的信号的乘积项,从而获得良好的乘积特性的集成器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。一、实验目的1了解模拟乘法器

33、MC1496的组成构造与任务原理，掌握其调整与特性参数的丈量方法。2掌握利用乘法器实现振幅调制、同步检波、倍频与混频等几种频率变换电路的原理及设计方法。3学会综合地、系统地运用已学到模拟电子、数字电子与高频电子线路技术的知识，掌握对振幅调制、同步检波、混频和倍频电路的仿真方法，提高独立处理问题的才干。二、实验仪器1双踪示波器 TDS-1002 一台2高频信号发生器 WY1052 一台3计算机与仿真软件三、实验原理MC1496 MC1496集成模拟乘法器的内部电路构造和引脚陈列如图4.1所示。图4.1 MC1496的内部电路及引脚图MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其中V1、V2与V3、V4

34、组成双差分放大器，V5、V6组成的单差分放大器用以鼓励V1V4。V7、V8及其偏置电路组成差分放大器V5、V6的恒流源。引脚8与10接输入电压，1与4接另一输入电压，输出电压从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻RE，对差分放大器V5、V6产生串联电流负反响，以扩展输入电压的线性动态范围。引脚14为负电源端双电源供电时或接地端单电源供电时，引脚5外接电阻R5。用来调理偏置电流I5及镜像电流I0的值。 = 1 * GB3 模拟乘法器运用与设计举例法以MC1496为例1 模拟乘法器的根本运用1 载波电平Ux的选择由于载波抑制比与载波输入电平亲密相关，小的载波电平不能完全翻开晶体管器件，结果信号增益

35、低，载波抑制比亦较差。而高于最正确的载波电平将产生不用要的载波走漏，同时也使载波抑制特性恶化。测试结果阐明，当载频为500KHZ时，用60mV(rms)的正弦载波，可获得最正确载波抑制比。载频为10MHZ时，最正确载波电平约为160mV(rms)。频率较高时，为了使载波走漏最小，电路的设计要留意，为了防止载波输入和输出之间的电容耦合，必需采取屏蔽措施，实践运用时，还可在1、4脚之间接入载波调零电位器。2信号电平UY的选择载波走漏与信号电平无关，因此运用大信号电平任务时，载波抑制可达最大值。然而，还必需坚持信号输入差分放大器任务在线性形状，否那么，将产生调制信号的谐波，并作为被抑制载波的寄生边带

36、出如今器件的输出端。这个条件就规定了输入信号的上限，即要求：UyI5Ry 式中 I5为5脚的电流，中选I5=1mA，Uy=1V(峰值)时，由上式可确定：RyUy/I5=1/1X10-3=1K3 偏置电压与电流确实定MC1496可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电，器件的静态任务点由外接元件确定，静态偏置电压的设置应保证各个晶体管任务在放大形状，即晶体管的集一基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许任务电压。普通情况下，晶体管的基极电流很小，对于图4.1，三对差分放大器的基极电流I8、I10、I1和I4可以忽略不计，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源的值确定。当器件为单电源任务时，引

37、脚14接地，5脚经过一电阻R5接正电源+UCC的典型值为+12V，由于I0是I5的镜像电流，所以改动电阻R5可以调理I0的大小，即：当器件为双电源任务时，引脚14接负电源-UEE(普通接-8V)，5脚经过一电阻R5接地，因此，改动R5也可以调理I0的大小，即：那么：当VEE=-8V，I5=1mA时，可算得：R5=8-0.75/1X10-3-500=6.75K 取标称电阻，那么R5=6.8K根据MC1496的性能参数，器件的静态电流小于4mA，普通取I0I51mA左右。4负载电阻RC的选择由于共模静态输出电压为：U6=U12=VCC-I5RL式中U6、U12是6脚与12脚的静态电压。中选U6=U

38、12=8V，VCC=12V，I5=1mA时，RL=VCC-U6/I5=(12-8)/(1X10-3)=4K，取标称电阻RL=3.9K5耦合电容与高频电容的选择电容C1与C2应选择得使其电抗在载波频率上低于5，即：1/C1=1/C256根本任务原理设输入信号 uxUxm coswxt， uyUym coswyt，那么MC1496乘法器的输出u0与引脚2与3间的反响电阻RE及输入信号ux、uy的幅值有关：: 当ux为小信号Uxm2UT时，输出电压可近似表示为：其中是双向开关函数。 上式阐明，ux为大信号时，输出电压U0与输入信号ux无关。2 模拟乘法器1496的设计举例查集成模拟乘法器MC1946

39、 运用资料，按典型电路，由此得到的振幅调制电路如图4-2所示。图4-2模拟乘法器1496构成的振幅调制电路电原理图图中两输入端分别为载波信号输入端Uc和调制信号输入端U。电阻R1、R2、RP、R3和R4用于将直流负电源电压分压后供应MC1496的1、4脚内部的差分对三极管基极偏置电压。经过调理RP，可使MC1496的1、4端的直流电位差为零，即U输入端只需调制信号输入而没有直流分量，那么调幅电路的输出为抑制载波的双边带调幅波；假设调理RP，使MC1496的1、4端的直流电位差不为零，那么电路有载波分量输出，为普通调幅波。四设计义务与要求 = 1 * GB3 设计义务：用集成模拟乘法器(1496

40、)实现AM和DSB振幅调制、同步检波、倍频与混频等频率变换电路的设计。 = 2 * GB3 设计要求：1振幅调制电路设计与仿真1完成全载波振幅调制电路与抑制载波振幅调制电路的设计，实现AM信号和DSB信号的产生。2根本条件：高频载波：500KHZ/100mV， 调制信号：1KHz/300mV， 3研讨调制系数m的测试方法及调制系数m对调幅波形的影响；4研讨AM调制与DSB调制信号过零点的特点。2同步检波器电路设计与仿真1完成同步检波系统中各单元电路的设计，实现对UDSB信号的解调。2根本条件：载波信号UX：f=5MHZ /50mV 调制信号Uy：f=2KHz/200mV 解调输出信号幅度0.5

41、V3完成对设计电路的仿真，并记录各级信号波形。MC1496模拟乘法器构成的同步检波解调器参考电路如图4-3所示：图4-3乘法器同步检波电路电原理图其中ux端(TP2)输入同步信号或载波信号UC，uy端(TP1)输入已调波信号US。输出端经电容C5、C6与R12构成的低通滤波器输出解调信号，经运放LM741放大，由TP4输出解调信号。3混频器电路设计与仿真 1完成混频器系统中各单元电路的设计，实现对信号的混频。 2根本条件：UAM信号条件：载波信号UX：f=5MHZ /50mV ，调制信号Uy：f=1KHz/200mV，M=30%中频信号：465KHZ本地载波：自定采用超外差方式3完成对设计电路

42、的仿真，并记录各级信号波形。4倍频器电路设计与仿真 1完成倍频器系统中各单元电路的设计，实现对信号的倍频。 2根本条件： Ux=Uy载波信号UX：f=200KHZ /50mV ，3完成对设计电路的仿真，并记录各级信号波形。推证输入、输出信号的关系。五、实验报告内容1. 整理各项实验所得的数据，绘制出有关曲线和波形。2.对实验结果进展分析。3.分析为什么在平衡调幅实验中得不到载波绝对为零的波形？实验五 变容二极管调频振荡器频率调制是无线电通讯的重要调制方式，所谓调频，就是用调制信号去控制高频载波频率的变化。因此具有抗干扰才干强，可充分利用发射机发送最大的功率，调频与解调电路简单，信号传输质量高的

43、特点，故广泛运用在调频广播、电视伴音、卫星通讯、卫星广播电视和模拟微波中继通讯等方面。但因其频带较宽，常用于超短涉及频率较高的波段。从调频信号中解调出调制信号的电路称为频率检波器或鉴频器。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器、振幅鉴频器、正交鉴频器、锁相环鉴频器等。本实验主要讨论的是相位鉴频器中的乘积型鉴频器。一、实验目的掌握变容二极管调频电路组成、任务原理与调频电路的设计方法及电路调测技艺。学会丈量变容二极管的CjV特性曲线；学会丈量调频信号的频偏及调制灵敏度。了解集成鉴频器的任务原理及性能分析。掌握鉴频器特性的调整和测试方法。二、实验仪器双踪示波器TDS-1002 一台频谱仪选项 一台万用

44、表 一台三、实验义务与要求31 根本实验命题311 调频根本原理与根本实验电路阐明1调频根本原理调频信号的产生通常有两种方法：一是间接调频，即先对调制信号积分再用载波调相，其特点是调制振荡分别，故频率稳定性高，但频偏小，电路较复杂。二是直接调频，即用调制电压去控制振荡器中LC回路的参数，使其振荡频率随调制电压而变化。其特点是振荡、调制同时进展，故频率稳定性差，但频偏大，电路简单。常用的是变容二极管直接调频和电抗管调频。由于变容二极管任务频率范围宽，固有损耗小，运用方便，电路简单，故本实验引见变容二极管调频电路的设计与实验。变容二极管相当于一只压控电容，其结电容Cj的值随外加的反向偏压v的变化而

45、变化，调制时将直流电压和调制信号同时参与，其结电容在直流偏压所设定的电容根底上随调制信号电压的变化而变化，由于变容管的结电容是振荡回路电容的一部分，所以振荡器的频率必然随调制 图5.1变容二极管调频原理图信号而变化，从而实现了调频。其原理电路如图5.1所示。 2) 根本实验电路及阐明 实验电路如图5.2所示。运用12V供电，振荡管用9018，变容管用2CC1C。图5.2变容二极管调频电路原理图 图中，晶体管VT2接成共基组态西勒振荡器，C23为基极耦合电容。振荡电路的静态任务点由R22、VR2、R15与Rc决议。变容二极管的直流偏置电路由R3、与VR1构成。只需静态偏置调整适宜，就可实现线性调

46、频。L2为扼流电感，R1为限流电阻，调制电压经C13耦合电容加到变容二极管。C17为振荡回路与变频回路的耦合电容，采用部分接入。C3为调制信号输出耦合电容，经VT4射随放大器后输出，调整VR5可改动输出信号幅度。312 调频振荡器根本实验内容 = 1 * GB3 LC振荡电路调整1断开变容管调频电路将“J2跳线开关与“S1开关均拨置右。2将S2 开关“1ON，为LC振荡器。S4“3ON，S3“全部开路。3接通电源，调整电位器VR1，使变容管负端偏置电压为4V。4用示波器察看“J6振荡器输出波形，适当调整VR2、VR5，使输出的信号最大且不失真。记录此时的振荡频率fo= ? 输出电压幅度= ？及

47、振荡管的各极直流电压。 = 2 * GB3 调频电路静态调制特性丈量与调整静态调制特性是指振荡频率f随变容管直流偏压UD的变化特性，即曲线，如图5.3所示。由特性曲线可知，随偏压的变化不是直线，而是非线性的。1坚持以上设置不变，以2V为步进，调整VR1，按表5-1所列，将测试数据记录于表5-1中。 表5-1 图5.3频率调制器的静态调制特性VQV0-2-4-6-8-10F(MHZ)Vo(V) 2 根据丈量结果，作出f-VQ特性曲线。 = 3 * GB3 变容管动态调制特性的丈量 当变容二极管静态任务点确定后，参与调制信号，这时，振荡频率随调制信号而变化，曲线称为动态特性曲线，如图5.4所示。此

48、曲线可确定频率调制器的灵敏度和最大线性频偏。 图5.4 动态特性曲线1接通变容管调频电路将“J2跳线开关与“S1开关均拨置左端。2将S2 开关“1ON，为LC振荡器。S4“3ON，S3“全部开路。3适当调整VR1，使变容二极管负端对地电压为 4V。4将短路块J2连通到下横线处，即将音频信号加到变容二极管上。5用示波器察看“J6调频振荡器输出波形。由于载波的频率为10MHZ，察看时，应适当调整示波器的“秒/格旋钮，再配合“暂停/运转功能键。32 扩展实验命题321 调频信号解调仿真实验1调频信号解调根本原理调频信号的解调是从调频波中恢复出原调制信号的过程，完成调频波解调过程的电路称为频率检波器。

49、将调频波进展特定的波形变换，根据波形变换特点的不同，可归纳以下几种实现方法： 第一种方法，将调频波经过频率幅度线性变换网络，将调频波变换成调频调幅波，再经过包络检波器检测出反映幅度变化的解调电压。把这种鉴频器称为斜率鉴频器，或称振幅鉴频器，其原理电路框图如5.5所示 。 图5.5振幅鉴频器电路框图第二种方法，将调频波经过频率相位线性变换网络，变换成调频调相波，再经过鉴相器检测出反映相位变化的解调电压。把这种鉴频器称为相位鉴频器，其原理电路框图如5.6所示。 图5.6相位振幅鉴频器电路框图第三种方法，是随着近年来集成电路的广泛运用，在集成电路调频机中较多采用的移相乘积鉴频器。它是将输入FM信号经

50、移相网络后生成与FM信号电压正交的参考信号电压，它与输入的FM信号电压同时参与相乘器，相乘器输出再经低通滤波器滤波后，便可复原出原调制信号，其原理电路框图如5.7所示。 图5.7移相乘积鉴频器电路框图2) 差分峰值振幅鉴频器电路组成与阐明图5.8电路就是电视接纳机中伴音信号处置的集成电路TA7176A中的差分峰值鉴频器。 图5.8差分峰值鉴频器电路原理图 图中T1，T2为射随器；T 3，T 4为峰值检波器；T 5，T 6为差分对放大器；9，10管脚外接频幅移相变换网络：C1，C2，L1。 L1,C1和C2组成的并、串谐振回路的谐振频率为： 设：L1、C1并联电路的谐振频率为：虽然有：1当 时，

51、并串回路呈现串联谐振，由于串联谐振阻抗最小，故u1最小，而电流最大，故u2最大。 2当时，并联回路谐振，故V1最大，而C2的容抗 最小，较大，故u2最小。其特性曲线如图5.9所示。 图5.9鉴频特性曲线图移相网络作用：将输入FM信号ui转换成两个幅频特性相反的FMAM信号u1和u2。u1和u2经T1和T2的射随器输出后加到T3，T4两个峰值型包络检波器的输入端，而输出的峰值检波电压为： 其中K1=K2=K为检波器的传输系数分别加到差分对T 5，T 6的输入端，经放大后由T 6集电极单端输出：3仿真实验内容 = 1 * GB3 查TA7176A的资料，熟习TA7176A的典型运用，参考图5-8，

52、完成差分峰值鉴频器的电路设计。 = 2 * GB3 利用仿真软件，建立电路，实现对调频信号的解调。仿真实验条件FM信号 : 幅度VA=300mV 载波频率FC=6.5MHZ 调制度(M)=3 频偏(FM)=15KHZ 零点电平(VO)=电源电压：6V322 变容二极管调频电路设计举例主要技术目的：主振频率f0=10MHz，频率稳定度fo/fo5x10-4小时，最大频偏fm20KHz，振荡器输出电压Vo0.8V.知条件：Vcc=12V，高频三极管用9018，=60。变容二极管用2CC1C，调制信号频率为1KHz.。 = 1 * GB3 确定电路方式根据设计要求，对频率稳定度fo/fo要求不高，应

53、选用电容三点改良克拉泼振荡器，如图5.10所示。图5.10变容二极管调频电路原理图 图中，晶体管接成共基组态，CB为基极耦合电容。振荡电路的静态任务点由Rb1、RW1、Rb2、Re、与Rc决议。变容二极的直流偏置电路由R1、R2与RW2构成。只需静态偏置调整适宜，就可实现线性调频。ZL为扼流电感，R为限流电阻。Cc为振荡回路与变频回路的耦合电容，采用部分接入。C4为调制信号输入耦合电容。 = 2 * GB3 振荡电路静态任务点设置普通小功率自动稳幅LC振荡器的静态任务电流ICQ应远离饱和区，接近截止区，以得到较大的输出阻抗，为1-4mA。ICQ偏大，振荡幅度虽添加，但波形失真加重，频率稳定性变

54、差，故普通选ICQ为2mA。为了获得较大的动态范围，普通取VCEQ为电源电压的一半，故取VCEQ=6V。因有：ICQ=VCC-VCEQ/(RE+RC)那么： RE+RC =VCC-VCEQ/ ICQ =12-6/ 2=3K为提高电路的任务稳定性，Re可适当取大一些，但应小于RC，故取： Re=1K 那么RC=2K因有：Rb2=VBQ/I1 I1=(5-10)IBQ IBQ= ICQ/ VBQ=VEQ+0.7V VEQ=ICQRE那么：VEQ=2X1=2V VBQ=2+0.7=2.7V IBQ=2/60=0.033 取I1=10IBQ =0.33 RB2=VBQ/I1=2.7/0.33=8.18

55、K 取标称电阻 8.2K。因有：RB1=VCC-VBQ/VBQRB2那么：RB1=12-2.7/2.78.2=28.24K 为调整静态电流方便，用一20K电阻与47K电位器串联。 = 3 * GB3 计算主振回路元件参数 在电容三点式克拉泼振荡器中，由L、C1、C2与C3组成并联谐振回路。其中C2两端的电压构成振荡反响电压，其大小由反响系数F=C1/C2选定，比值普通应满足1/21/8。为了减小晶体管极间电容对回路振荡频率的影响，C1与C2的取值应较大，即C3C1、C3C2，但C1、C2不能过大，假设过大那么L回变小，Q值将降低，振荡幅度也会变小，稳定性也变差。那么回路的谐振频率fo主要有C3

56、决议，即假设取L=10uH，那么电容C3=100 pf。实践电路运用时，可适当调整L的匝数与C3的大小。C1与C2的取值，应遵照F=C1/C2=1/81/2的条件，假设取C1=510pf，那么C2=3000pf。 电路中的基极耦合电容CB，是提供等效交流通路，普通取值为0.01uf。 = 4 * GB3 变容二极管的静态任务点VQ的设置 关于变容二极管的静态任务点VQ即直流反偏任务点电压的选取，可由变容二极管的Cj曲线决议。对不同的值，其曲线的斜率跨导KC=Cj /各不一样。较小时，KC较大，产生得频偏也大，但非线性失真严重，故调制电压不宜过大。反之，较大时，KC较小，达不到所需频偏的要求，所

57、以VQ普通先选在Cj曲线线性较好，且KC较大区段的中间位置，普通取手册上给的反偏数值。故本例取变容管静态反向偏压VQ=4V，由特性曲线可得变容管的静态电容CQ=75pf。 = 5 * GB3 计算调频电路元件参数变容管的静态反向偏置电压VQ由电阻R1与R2 分压决议，即VQ=R2/R1+R2VCC知，VQ=4V，假设取R2=10K，那么R1=20K。实验电路中，R1用10K电阻与47K电位器RW2串联，以便调整静态偏压VQ。隔离电阻R应远大于R1、R2，故取R=150K。为了减小振荡回路输出的高频电压对变容管的作用，减小中心频率的漂移，常将耦合电容CC的容量选得较小与Cj同数量级，构成部分接入

58、式变容二极管调频电路。对部分接入式变容二极管调频电路进展实际分析可得到其频偏公式：式中p=Cc/(Cc+Cj)为接入系数。普通pVp-p 要求计算出环路带宽。滤波器参数R、C。画出解调环路框图与电路原理图。311 FM调频电路FM 调频方式通常有三种：变容二极管调频、电压控制振荡器及阿姆斯壯法(Arm,strong)，在这里介紹用LM566 电压控制振荡器(VCO)IC 所构成的FM 调频电路。M566 是一种积分-施密特触发电路型的单片集成压控振荡器(VCO) 芯片，其管脚陈列和外部衔接见图6.1。 图6.1 LM566引脚陈列图 其中，脚接正电源，脚接负电源或地，脚悬空，脚输出方波，脚输出

59、三角波，脚接输入电压，脚接定时电阻RT，脚接定时电容CT。 LM566 的内部框图如图6.2 所示。 图中的幅度鉴别器实为施密特触发器，并设其正向触发电平为VSP，反向触发电平为VSM。当电容CT 充电时，开关S1接通、S2 断开，从而VCC 经由RT、恒流源I0 对CT构成恒流的充电回路。电容CT上电压V7 线性上升，控制电压构成电路输出Vo 为低电平。当V7 到达VSP时，幅度鉴别器翻转，使控制电压构成电路输出Vo 转换为高电平，引起开关S1断开、S2 接通，从而恒流源I0 全部流入A 支路，即I6=I0。由于电流转发器的特点，使得I7=I6，因此I7=I0，该电流由CT提供。于是电容CT

60、经由电流转发器而放电，V7 线性下降， 图6.2 566的内部电路图Vo 坚持高电平不变。当V7 到达VSM 时，又引起幅度鉴别器翻转，使Vo 转换为低电平，引起开关S1 接通、S2 断开，重新对CT充电，由于VCO 的任务过程是用输入电压控制输出频率，因此其本质就是一个调频器。输入调制信号可加在脚上，只是566 输出的是调频方波或调频三角波载波不是正弦波而已。改动定时元件RT、CT可改动载波频率，其频率表达式为：式中，RT、CT如上所述，V5、V8 是566 管脚、的对地电压。NE566 可用单电源和双电源供电，常用电路如图6.3图 : 图 6.3 NE566 单电源与双电源调频电路 图 6