中北大学高频电子线路实验报告

高频电子线路实验中北大学高频电子线路实验报告班 级：姓 名：学 号：时 间：实验一低电平振幅调制器(利用乘法器)一、实验目的过程，并研究已调波与二输入信号的关系。掌握测量调幅系数的方法。通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。二、预习要求预习幅度调制器有关知识。认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。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。三、实验仪器设备双踪示波器。SP1461万用表。TPE-GP4高频综合实验箱（验区域：乘法器调幅电路）四、实验电路说明图幅度调制就是载波的振幅受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 5-11496芯片内部电路图信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。14965-11496V-V1 4分电路，即V与V，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工5 6VV为差动放大器VVV-V7 8 5 6 1 4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V、V的输入5 61PAGEPAGE9端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ14965-2R5002P5001用来调节⑧、⑩脚之间的平衡，三极P管V5001为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。五、实验内容及步骤实验电路见图5-2C5006GND-8VC5006GND-8V+1210707C5001RCRC50040CR500212GND2141008RRP5001GNDC5002Rp500110U5001V500168Rp50020CMP5001C500581 2 394 5MP50023050MP5003P5002C0035 5 RRRC5009P5004ABP500340R60RGND5 5 P5005RRGNDGND GND

5-21496构成的调幅器直流调制特性的测量P50021KHzRp5001去掉输入信号。在载波输入端P5001100KHz、BVABOUTVAB=0.1V为步长，记录RP5002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5.1。VABVABV0.48 0.38 0.28 0.18 0.08 -0.02-0.12-0.22-0.3235.2 24.2 13.6 12.8 23.6 33.2 26.8 30.7 50.5O（P-P）K 0.0120.0130.0110.0120.0090.0160.0110.0120.014实现全载波调幅1)调节R5002使V=0.1V，载波信号仍为V(t)=10sin2π×10.7×P AB CVs(t)=Vsin2π×103t(mV)加至调制器输入端SV=30mV100mVS值)并测出其调制度m。载波信号V(t)不变，将调制信号改为V(t)=100sin2π×103t(mV)C SR5002V(tm=30m=100%P AM调幅波所对应的V值。ABV(t100mV，观察记C录V=0V、0.1V、0.15V时的已调波。AB实现抑制载波调幅RP5002IN1VC(t)=10Sin2π×105t(mV)信号，调制信号端IN2端波形。IN2加VS(t)=100sin2π×103t(mV)信号，观察记录波形，并标明峰一峰值电压。m=100%调幅波的区别。所加载波信号和调制信号均不变，微调RP5001为某一个值，观察记录输出波形。在(4号比较。六、实验报告要求8070807060）PP40（OV30201000.450.380.18 -0.02-0.12VAB-0.22-0.32-0.25-0.347直流调制特性曲线画出调幅实验中m=30m=100%m＞100值电压。1.510.50-0.5-1

调幅波ma=0.3-1.5

0 0.5 1 1.5tm=30%调幅波型

2

3-3x1021.510.50-0.5-1-1.5

调幅波ma=100%-20 0.5 1 1.5tm=100%调幅波型

2

3-3x102.521.510.50-0.5-1-1.5-2

调幅波ma>100%-2.5

0 0.5 1 1.5tm>100%调幅波型

2

3-3x10画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。可得出普通AM波，DSBAM波，当VAB=0时，输入调制信号为交流正弦波，输出将得到DSBAM波，若VAB不等于0，有直流泄露进输入，输出结果为AM波。AM调幅波ma=30%543210-1-2-3-4-51.510.50-0.5-1-1.5

0 0.5 1 tAM调幅波型DSB调幅波0 0.5 1 tDSB

2 2

3-3x103-3x10实验二调幅波信号的解调一、实验目的进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。二、预习要求复习课本中有关调幅和解调原理。分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三、实验仪器设备双踪示波器SP1461万用表TPE-GP4（实验区域：二极管包络检波器、同步检波器）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。调幅波解调方法有二极管包络检波器和同步检波器。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的检波过程，它具有电路简单，1所示，主要由二极管D5006RC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RCRCRCJP5004M5012JP5004M5012M5010M501112C5028P5016P5015R5036D5006R5037R503812JP5005R5039C5027C5025C5026Rp5004Rp50051二极管包络检波器综合考虑要求满足下式:1RCf0

1m2其中:m为调幅系数，其中:m为调幅系数，fO为载波频率，Ω为调制信号角频率。m图中，D5006是检波二极管，R5037、C5025、C5026滤掉残余的高频分量，R5038、和R 是可调检波直流负载、R5039、R 是可调检波交流负载，P5004 P5005改变R 和R 可观察负载对检波效率和波形的影响。P5004 P5005同步检波器+12VJ+12VJP500112C5017C5013MP5006GNDR5027GNDR5020C5015P5008R5018C501412JP5002C5012P5009GND2MP5004R5016GND1841GNDGNDP5010P5006C5010U5002106P5007R5040C50116GND1 2 32 2MP50052 2 C4 57 95 5 RR RRGNDR R+12VR21496构成的解调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2集成电路构成解调器，载波信号V经过电容C5010C幅信号V经电容C5011(12)脚输出，经AMC5013、C5014、R5020组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。五、实验内容及步骤实验六2、3(一)二极管包络检波器实验电路见图1解调全载波调幅信号(1).m＜30载波信号仍为VC(t)=10sin2π×105(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m＜30%的调幅波，并将它加至图1（12V电源，由OUT1（确定放大器工作正常OUT2RP5004录此时的波形。(2).适当加大调制信号幅度，重复上述方法，观察记录检波输出波形。(3).接入C5027，重复(1)、(2)方法，观察记录检波输出波形。(4).去掉C4，R逆时针旋至最大，短接JP5004，在P5016处观察解调输出P1信号，调节R 改变交流负载，观测二极管交流负载对检波幅度和波P5005形的影响，记录检波输出波形。解调抑制载波的双边带调幅信号。载波信号不变，将调制信号V80mV，调节R1S P出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，断开a、b两点，观察记录检波输出OUT2端波形，并与调制信号相比较。(二)集成电路(乘法器)构成解调器实验电路见图6-2解调全载波信号6-2C4另一端接A，按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调制度分别为30%，100%及＞100%的调幅波。将它们依次加至解调器V的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号AM相同的载波信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。去掉C4，C5观察记录m=30调制信号相比较。然后使电路复原。解调抑制载波的双边带调幅信号3(2图6-2的VAM号相比较。去掉滤波电容C4，C5六、实验报告要求结果的异同原因。负峰切割失真输入的调幅波波形二极管包络检波器输出同步检波输出

惰性失真m＜30% m=100% 抑制载波调幅波画出二极管包络检波器并联C4因。C4C5前后各是什么波形，并分析二者为什么有区别。10变容二极管调频振荡器实验三变容二极管调频振荡器一、实验目的了解变容二极管调频器电路原理及构成。了解调频器调制特性及测量方法。观察寄生调幅现象，了解其产生原因及消除方法。二、预习要求复习变容二极管的非线性特性，及变容二极管调频振荡器调制特性。复习角度调制的原理和变容二极管调频电路有关资料。三、实验仪器设备双踪示波器频率计万用表TPE-GP4（实验区域：变容管调频器）R400R4004Rp4002L4003C4013L4004SW4001R4017+12VC4001121C40021C4009C4010C40182Rp4001L400231R4011C40172R4009R4014D4002GNDR40032R400GNDGNDGNDC4014GNDGNDGNDJ400112TP4001J4002321GNDEd332C4005CT40002121V40022BV40012CBEWRp4003C4016V4003TP4003E1R4030C4011P4001C4003D4001C4006 C4007 C400C40121TP40021R4001L40011R401P4002C401911R4005C4004R4007R4008R4010R4013R4015R4016R4002P4007C4015GND

图一 变容管调频器实验电路四、实验原理及电路简介：变容管调频原理：变容管相当于一只压控电容，其结电容随所加的反向偏压而变化。当变容管两端同时加有直流反向偏压和调制信号时，其结电容将在直流偏压所设定的电容基础上随调制信号的变化而变化，由于变容管的结电容是回路电容的一部分，所以振荡器的振荡频率必然随着调制信号而变化，从而实现了调频。变容二极管结电容Cj与外加偏压的关系为：PAGEPAGE4C Cj

(1uV

)D式中：C0PN容变化指数。设加在变容管两端电压u=VQ+UΩsinΩt，代入上式经简化后得Cj=Cj0(1+mcsinΩt)–γ式中： C

CV0 Dj0 D

V)Q表示u=VQ时的电容量，即无调制时的电容量。实验电路简介：图一是本实验电路的原理图。图中，V4001、C4012、C4008、C4006、C4007、D4001以及电感L4002构成了调频器的主振级，电路采用了西勒电容三点式振荡形式。其交流等效电路如图二所示。由图可见，变容二极管的结电容以部分接入的形式纳入在回路中。V4001V4001R4004+12VC4008C4011Rp4001R4003L4001D4001L4002C4007R4005C4006 D4001GNDGND图二主振级交流等效电路 图三变容二极管直流偏置电路

1 1 C C6Cjj 11 1 11 C Cj6C C C C CC87 8 11 6 jC8C为C4007、

、C4008C

4011

的串联等效电容（式中缩写为、CC7CC

、11等）2LC2L(CCC2LC2L(CCC6 jC 6)j当回路电容有微量变化是，振荡频率的变化由下式决定：f 1C f 2C0 无调制时

C

CC6 j0 C C6 j0CC有调制时回路电容为C

’，

'C 6 jΣ C C6 jC变容二极管结电容接入系数为：Pc

6C C6 j0变容二极管的直流偏置电路，如图三所示。本实验电路中还设置了跳线端子J4002，当其2-3端被短路环短接时，该电路的振荡频率大约为6.45MHz，该信号可用于二次变频的实验中。该电路的调整不在此处叙述。五、实验内容及步骤：接通TPE-GP4高频综合实验箱的总电源，然后按下本次实验单元电路的电源开关按钮，发光二极管发光，表示电源已接通。电路调整：将示波器探头接在电路输出端)以观察波形，在M4003处接频率计。R4001，使PEd=4V。调整调整电位器R4003，使输出波形幅值最大。调整电位器PR40021.5V，频率f=10.7MHz，若频率偏离较远，P P-P可微调可变电容（此后不要再调整。静态调制特性测量：RPEd0.5～8.5VJ40021-2短接，使C4005(150pf)接入回路中，重复上述步骤。0.5120.5123456788.510.2610.3410.5410.7110.8110.8910.9611.0411.0911.13J4002f0开路（MHz）J40021-2短6.42路

6.45 6.49 6.52 6.55 6.57 6.58 6.60 6.61 6.611.动态测试(需利用相位鉴频器作辅助测试)：重要提示：为进行动态测试，必须首先完成鉴频器的实验内容，并利用其实验结果，即相应的S曲线。J4002保持开路状态，调R1Ed=4V时，调

2使=10.7MHz,自INPP-P端口输入频率f=1KHzV =0.5V的音频信号P-P

Pm，输出端接至相位鉴频其与测量得出的S音频信号V

P-P

分别改为0.8V、1V,重复以上步骤。将实验所得数据填入表格（表格自拟，记下调制电压幅度与调制波上下频偏的关系，核算中心fVfVSf10.7M将动态调制灵敏度与静态调试特性相比较。六、实验报告要求整理实验数据。在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度S线斜率受哪些因素的影响。在坐标纸上画出动态调制特性曲线，说明输出波形畸变原因。11.211.11110.910.8zH 10.7M10.610.510.410.3

静态调制特性10.2

0 1 2 3 4Ed/mV

5 6 7 8 9实验四相位鉴频器一、实验目的相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最基本的解调电路，它具有鉴频灵敏度高，解调线性好等优点。通过本实验：熟悉相位鉴频电路的基本工作原理。(S 过程及整机调试方法。二、预习要求认真阅读实验内容，预习有关相位鉴频的工作原理，以及典型电路和实用电路。(S曲线)的影响。三、实验仪器设备双踪示波器扫频仪万用表TPE-GP4（实验区域：相位鉴频器部分）L4006L4006C4031SW4002+12VJ4003123C4028C4029C4032R4031C4025L4005R4022D4005GND GND GND J4004123 GNDR4018C4024C4027R4024TP4005TP40043CT4001CT4001'3P4004CT4002C4030R4025R4027P40031C4022V40051112 CBECEB2D4003R4020CT4002'V40011R4023C4033L4007R4029D4004R4019R4021R4026C4021C4023C4026CT4003CT4003'R4028C4034P4005123JP4005P4006GND GND图1电容耦合双调谐相位鉴频器原理图C7+C7+V1-R24+D3R25R27 C33'V1CT1L7L5+V22-+V22-+Vd1-CT2+Uo1-GND-Uo2+C33''Uo-GNDI+Vd2-R26D4R28CT3图2 相位鉴频器简化原理图四、实验原理及电路简介：电容耦合双调谐相位鉴频器原理：图一是本实验电路的原理图。图二是相位鉴频器简化图，图中对相关元件的编进行了缩写，如L4005、CT4001分别写为L5、CT1，其余相同，以便于叙述。晶体管V4004V4005C4025L4005CT4001高相位鉴频器输入电压和抑制寄生调幅对解调输出的影响。参见图二，V1L5、CT1，L7CT3CT1CT2C7>>CT3C7V1L7R24V1CT3L7V2。于是加到二极管两端的高频电压由两部分组成R24L7V.d1

2R24 2.V2..d2 R24 2.而它们检波输出的电压V和V分别与O1 O2

d1 Vd2 成正比，即、V V V V、O1 d1 O2 d2鉴频器的输出电压为 V=V-VO O1 O2CT3L7CT2I.V2.I0.V1.. VV

. ..V V .

.V.1 .V0ω=ω0

1 . V0ω＞ω0

1 V220ω＜ω0作一个不随谐振电路阻抗变化的电流源，即图3

jC .T3 1.. .其相位超前于V13L7两端感应的电压V2的相位视振电路的情况有如下几种状态:. ω=ω0时，回路谐振，V2I0900. VO1=VO=0. 当ω>ω0时，回路并联阻抗呈容性，V2滞后于I0. VO1>VO2 VO>0. 当ω<ω0时，回路并联阻抗呈感性，V2超前I0. VO1<VO2 VO<0上述关系用曲线表示，则成S型，S曲线表示了鉴频特性。