高频电子线路试验指导书

本文格式为Word版，下载可任意编辑——高频电子线路试验指导书

高频电子线路试验指导书

（供参考）

罗仁昌编写

二〇一三年二月二十五日

1

2

试验1单调谐回路谐振放大器

1L011C021C08+12V11R9LED1D011K021W011T011C21R31C041R11R61TP011C061Q0290181TP0211P0111R101C011Q0190181C071P02输出1R81K输入1R21R41C03GND11图1-2单调谐回路谐振放大器试验电路图

一、试验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路试验系统；2．把握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3.熟悉放大器静态工作点的测量方法；

4．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响；

5．把握测量放大器幅频特性的方法。二.试验电路原理

1．作用：主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。2.试验电路及可调原理的作用。三.试验任务

1．用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；

2．用示波器观测静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；3．用示波器观测集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。四.试验步骤及试验结果

1.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量

测量幅频特性寻常有两种方法,即扫频法和点测法。

（1）扫频法即用扫频仪测量幅频特性。其测量结果如下图

3

(2)点测法，步骤如下：

A.1K02至?°OFF?±，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右。

B.高频信号源，设臵频率为6.3MHZ，幅度VP-P=200mv，并连接到单调谐放大器的输入端(1P01)。

C.示波器CH1接放大器输入端1TP01，示波器CH2接放大器输出端1TP02。D.调整放大器半可变电容1C2,使放大器输出为最大值，此时放大器谐振于6.3MHZ，比较输入输出幅度大小，并算出放大倍数。

E.依照表1-2改变输入信号频率,保持输入信号幅度不变（200MV），从示波器CH2读出与频率相对应的输出电压幅值，并填入表1-2。

F.以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。输入信号频率f(MHZ)输出电压幅值U(mv)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1300350400500700800120080013003000430030002300100018007006005502．观测静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响调整1W01，改变静态工作点。可以发现：当1W01加大时，由于ICQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦〞（带宽减小）；而当1W01减小时，由于ICQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖〞（带宽加大）。

4

3.观测集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响

当放大器工作于放大状态下，测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦〞，Q值增高，带宽减小。而当接通1R3时，接通幅频特性幅值减小，曲线变“胖〞，Q值降低，带宽加大。

五、试验报告要求

1．对试验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

2．对试验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

3．总结由本试验所获得的体会。

5

试验2双调谐回路谐振放大器

双调谐回路谐振放大器电路图

一、试验目的

1.熟悉电子元器件和高频电子线路试验系统；

2.熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；3.了解放大器动态范围的概念和测量方法。二.试验电路原理1.作用：主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。因有两个谐振回路，其选频特性较单回路好。

2.试验电路及可调原理的作用。三、试验任务

1．采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；

2．用示波器观测耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；3．用示波器观测放大器动态范围。四.试验步骤及试验结果

1.双调谐回路谐振放大器幅频特性测量

测量幅频特性寻常有两种方法,即扫频法和点测法。

（1）扫频法即用扫频仪测量幅频特性。其测量结果如下图。

6

（2）点测法，步骤如下：

A.2K02往上拔，接通2C05(4.5P)，高频信号源输出频率6.3MHZ，幅度VP-P=300MV，连接至双调谐输入端2P01,2K03往下拔，使高频信号送入放大器输入端。

B.示波器CH1接2TP01，示波器CH2接2TP02，调整2C04、2C11，使放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。

C.按表2-1改变高频信号源的频率，保持高频高频信号源输出幅值VP-P=300MV，从示波器CH2读出与频率相对应的幅值，并把数据填如表2-1。

D.以横轴为频率，纵轴为幅度，按表2-1，画出其幅频特性曲线。

E.依照上述方法测出耦合电容为2C06（2K02往下拔）时的幅频特性曲线。表2-1放大器输入信号频率f(Mhz)5.35.45.65.75.85.96.06.16.26.3

放大器输出幅度U（mv）0500700901100140017001800170016501600放大器输入信号频率f(Mhz)6.46.56.66.76.86.97.07.17.27.3放大器输出幅度U（mv）140012501150110011001050100095009000807

2.放大器动态范围测量

（1）2K02拨向上方，接通2C05。调整高频信号源频率为6.3MHZ，幅度100mv，2K03拨向下方，使高频信号源输出，送入放大器输入端，示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。反复调整2C04、2C11，使双调谐放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。

（2）依照表2-2放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表2-2，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。表2-2放大器输入(mV)放大器输出(V)放大器电压放大倍数100200300400600800100012001400160018002000

五、试验报告要求1．画出耦合电容为2C05和2C06两种状况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？

2．画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。3．当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？4．总结由本试验所获得的体会。

8

试验3电容三点式LC振荡器

3TP0113U013+5VVin1+12V1GND3C143R0823R093C133C153W013D013C043R033C103R07S3R013L013K05A3TP02P3Q013C02SP3R053K05B3C11220P3Q0213C121000P3P01OUT输出3R023K013K023K033K043W023R065103C013R043C033C063C073C083C09GND11图3-1LC振荡器试验电路

一、试验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路试验系统；

2．把握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；

3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；

4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。二.试验电路基本原理

试验电路及可调元件的作用（试验电路如图3-4所示）（1）3W01调理电源电压（2）3W02调整输出幅度

（3）K05西勒电路与克拉泼电路的转换

（4）3K01-3K04,改变回路电容，即改变振荡频率。三.试验内容

1．用示波器观测振荡器输出波形，测量振荡器电压峰-峰值VP-P，并以频率计测量振荡频率。

2．测量振荡器的幅频特性。

3．测量电源电压变化对振荡器频率的影响。四.试验步骤

1.西勒振荡电路幅频特性的测量

9

A.示波器接3TP02，频率计接3P01。

B.3W02反时针调终究，3K05拨至右侧（振荡电路为西勒电路）。C.依照表3-1电容的变化，改变3K01、3K02、3K03、3K04。

D.测出与电容相对应的振荡频率和输出幅度（峰-峰值VP-P），并记于表中。E.以横轴为频率，纵轴为电压幅值，依照表3-1画出其幅频特性曲线。表3-1电容C（pf）1050100150200250300350振荡频率f(MHZ)输出电压VP-P(v)2.克拉波振荡电路幅频特性的测量开关3K05拨至左侧，电路转换为克拉波电路，依照西勒电路的测量方法，测出振荡频率和输出电压幅度，并记于表3-1中。3.测量电源电压变化对振荡频率的影响

a.频率计接3P01，3W02反时针调终究，3K02往上拨。b.用三用表直流电压档测3TP01测量点电压。

c.按表3-2给出的电压值EC,,调整3W01电位器，分别测出与电压相对应的频率。表3-2EC（V）串联（S）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)△f(KHZ)EC（V）并联（P）F(MHZ)△f(KHZ)10.59.58.57.56.55.5五、试验报告要求

1．根据试验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。2．对试验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。

3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。

4．总结由本试验所获得的体会。

10

试验4石英晶体振荡器

4R034C024W014L014D01LED+12V14R074TP014C0514R054Q024TP024C0614P014R014Q014JZ014R024C014R044C044C034R06GND131图4-1晶体振荡器电路

一.试验目的

1．把握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。

2．熟悉静态工作点、负载电阻对晶体振荡器工作的影响。

3．感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。

二.试验电路原理

晶体振荡器电路如图4-2所示。图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并构成共基接法。4W01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。4C05为输出耦合电容。4Q02为射随器，用以提高带负载能力。三、试验内容

1．用万用表进行静态工作点测量。

2．用示波器观测振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。

四、试验步骤及试验结果1.静态工作点测量

调理电位器4W01，改变三极管4Q01的基极电压VB，发射极电压VE也随之改变。记录下来VE的最大、最小值，并计算相应的IEmax、IEmin值（发射极电阻4R04=1KΩ）。

2.静态工作点变化对振荡器工作的影响⑴试验初始条件：调理4W01使VE=2.2V。

⑵调理电位器4W01，使VE分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到4TP01

11

端，观测振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。表4.1VE(V)2.02.22.42.62.83.0f(MHz)5.9995.9995.9995.99900Vp-p(V)2.52.52.52.000五、试验报告要求1．根据试验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。2．对试验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。

3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。

4．总结由本试验所获得的体会。

试验5晶体三极管混频试验

5C035R018.2K5TP010.1u5L011mH5R032K5L041mH5C095L050.1u1mH5C100.1u5K01-12V1-12V本振输入IN15V01X115C01100P5TP0290185C0211000P5Q015R022.4KY25L021mH5C040.01u5D01LED5W0110K5TP035V02YIN2X1射频输入5L0333uH5C0568P25C071Y130PX5V03OUT混频输出GND115C062-22p2图5-1是晶体三极管的混频器

一、试验目的

12

1.了解三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰。二、试验电路原理

1.作用:将载波为高频的已调波信号不失真地变换为另一载波的已调波信号，而保持原调制规律不变。

2.原理:本振电压UL(8.8MHZ)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为6.3MHZ)从晶体三极管的基极b输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三管的集电极c输出。输出端的带通滤波器调谐在中频Fi上，本试验的中频为Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。三、试验内容

1.用示波器观测输入输出波形；

2.用频率计测量混频器输入输出频率；

3.用示波器观测输入波形为调幅波时的输出波形。四、试验步骤及试验结果1.中频频率的观测

将LC振荡器输出频率为8.8MHZ作为本试验的本振信号输入混频器的一个输入端(IN1)，混频器的另一个输入端（IN2）接高频信号发生器的输出（6.3MHzVP-P=0.4V）。用示波器观测5TP01、5TP02、5TP03，并用频率计测量其频率。实际观测和测量结果如下图

2.混频的综合观测

将音频调制信号为1KHZ，载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本试验的载波输入，用双踪示波器的观测6TP01、6TP02、6TP04各点波形，特别注意观测6TP02和6TP04两点波形的包络是否一致。

试验观测和测量结果如下图：

13

五、试验报告

1．根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。2．归纳并总结信号混频的过程。

试验6中频放大器

+12V17R067C047L027C087TP017R0117L017C037D017P02LEDOUT17C077R037C097P017C017R087Q0190187P037W027R097R027C027C067Q02OUT7TP027R047R077C10GND11图6-1中频放大器试验原理图

一、试验目的

1.熟悉电子元器件和高频电子线路试验系统；2.了解中频放大器的作用、要求及工作原理；3.把握中频放大器的测试方法。二.试验电路原理

14

1.图中7W02用来调整中频放大输出幅度，7L01、7C04和7L02、7C08分别为第一级和其次级的谐振回路。7P03孔为自动增益控制（AGC）连接孔。三、试验内容

1.用示波器观测中频放大器输入输出波形，并计算其放大倍数；

2.用点测法测出中频放大器幅频特性，并画出特性曲线，计算出中频放大的通频带。

四、试验步骤及试验结果

1.中频放大器输入输出波形观测及放大倍数测量将高频信号源频率设臵为2.5MHz，峰一峰值Vp-p=150mv，其输出送入中频放大器的输入端（IN），用示波器测量中放输出7TP02点的波形，微调高频信号源频率使中放输出幅度最大。调整7W02，使中放输出最大且不失真，然后再测量中放此时的输入幅度，即可算出中放的电压放大倍数。2.测量中频放大器的谐振曲线(幅频特性)

保持上述状态不变，依照表7-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为100mV（示波器CHI监视），从示波器CH2（接7TP02）上读出与频率相对应的幅值，并把数据填入表6-1，然后以横轴为频率，纵轴为幅度，依照表6-1，画出中频放大器的幅频特性曲线。表6-1频（MHZ）输出幅度U（mv）1.92.12.22.32.42.52.62.72.93.0800140019002600360048004000340003000280

五、试验报告要求

1.根据试验数据计算出中频放大器的放大倍数。

2.根据试验数据绘制中频放大器幅频特性曲线，并算出通频带。3.总结本试验所获得的体会。

15

一、试验目的

1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念；

2．了解斜率鉴频与相位鉴频器的工作原理；

3．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。

二、试验内容

1．调频-鉴频过程观测：用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形；

2．观测初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响。三.基本原理

从FM信号中恢复出原基带调制信号的技术称为FM波的解调，也称为频率检波技术，简称鉴频。鉴频器的解调输出电压幅度应与输入FM波的瞬时频率成正比，因此鉴频器实际上是一个频率?a电压幅度转换电路。实现鉴频的方法有好多种，本试验介绍斜率鉴频和电容耦合回路相位鉴频。1．斜率鉴频电路

斜率鉴频技术是先将FM波通过线性频率振幅转换网络，使输出FM波的振幅依照瞬时频率的规律变化，而后通过包络检波器检出反映振幅变化的解调信号。实践中频率振幅转换网络往往采用LC并联谐振回路，为了获得线性的频率幅度转换特性，总是使输入FM波的载频处在LC并联回路幅频特性曲线斜坡的近似直线段中点，即处于回路失谐曲线中点。这样，单失谐回路就可以将输入的等幅FM波转变为幅度反映瞬时频率变化的FM波，而后通过二极管包络检波器进行包络检波，解调出原调制信号以完成鉴频功能。

图11-1为斜率鉴频与相位鉴频试验电路，图中13K02开关打向?°3?±时为斜率鉴频。13Q01用来对FM波进行放大，13C2、13L02为频率振幅转换网络，其中心频率为9MHZ左右。13D03为包络检波二极管。13TP01、13TP02为输入、输出测量点。2．相位鉴频器

本试验采用平衡叠加型电容耦合回路相位鉴频器，试验电路如图11-1所示，开关13K02拨向?°1?±时为相位鉴频。

相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号加到放大器13Q01的基极上。放大管的负载是频相转换电路，该电路是通过电容13C3耦合的双调谐回路。初级和次级都调谐在中心频率上。初级回路电压直接加到次级回路中的串联电容13C04、13C05的中心点上，作为鉴相器的参考电压；同时，又经电容13C3耦合到次级回路，作为鉴相器的输入电压，即加在13L02两端用表示。鉴相器采用两个并联二极管检波电路。检波后的低频信号经RC滤波器输出。四、试验步骤及试验结果

1.相位鉴频试验（该试验与试验11中的内容有部分重复）

⑴以试验11中的方法产生FM波，即音频调制信号频率为1KHZ，电压峰?a峰值500MV，加到12P01音频输入端，并将调频输出中心频率调至8.3MHZ左右，然后将其输出连接到鉴频单元的输入端13P01，即用铆孔线将12P02与13P01相连。将鉴频器单

26

元开关13K02拨向相位鉴频。并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入上。用示波器观测鉴频输出(13TP03)波形，此时可观测到频率为1kHz的正弦波。假使没有波形或波形不好，应调整12W01和13W01。建议采用示波器作双线观测：CH1接调频器输入端12TP03，CH2接鉴频器输出端13TP03，并作比较。实际观测的波形如下图：

调频器输入和鉴频输出波形

⑵若改变调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会随之变大，但信号幅度过大时，输出将会出现失真。

(3)改变调制信号的频率，鉴频器输出频率应随之变化。将调制信号改成三角波和方波，再观测鉴频输出。其实际观测到的三角波解调波形如下图：

调制信号输入波形解调后输出波形

3．斜率鉴频试验

(1)将鉴频单元开关13K02拨向斜率鉴频。

(2)将调频输出中心频率调至9MHZ左右。将音频调制信号幅度调为4V。(3)信号连接和测试方法与相位鉴频完全一致。其实际观测到的解调波形如下图：

12TP013TP0

12TP13TP

输入信号为正弦波的解调波形输入信号为三角波的解调波形

五、试验报告要求

1．画出调频-鉴频系统正常工作时的调频器输入、输出波形和鉴频器输入、输出

27

波形。

2．根据试验数据，说明可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出解调波形影响。

3．总结由本试验所获得的体会。

试验12锁相、频率合成与频率调制

图12-14046锁相环频率调制器与频率合成器试验电路

一.试验目的

1．熟悉4046单片集成电路的组成和应用；2．加深锁相环基本工作原理的理解；

3．把握用4046集成电路实现频率调制的原理和方法；4．了解调频方波的基本概念。二.试验内容

1．不接调制信号时，观测调频器输出波形，并测量其频率；2．测量锁相环的同步带和捕获带；

3．输入调制信号为正弦波时的调频方波的观测；4．输入调制信号为方波时的调频方波的观测；三.基本原理

4046锁相环组成的频率调制器与频率合成器试验电路如图12-1所示(1)频率调制器

28

图中14K02打向?°1?±时，4046锁相环构成频率调制器。图中14P01为外加输入信号连接点，是在测试4046锁相环同步带、捕获带时用的，14R03、14C03和14R05构成环路滤波器。14P02为音频调制信号输入口，调制信号由14P02输入，通过4046的第9脚控制其VCO的振荡频率。由于此时的控制电压为音频信号，因此VCO的振荡频率也会依照音频的规律变化，即达到了调频。调频信号由14P03输出。由于振荡器输出的是方波，因此本试验输出的是调频非正弦波。(2)频率合成器

图中14K02打向?°3?±时，电路变为频率合成器。频率合成器是在锁相环的基础上增加了一个可变分频器。图中14U02、14U03构成可变分频器，14SW02为分频比的十位数设臵开关，以8421BCD码形式输入，14SW03为分频比的个位数设臵开关，以8421BCD码形式输入。14P01为外加基准频率输入铆孔，14TP01为相位比较器输入信号测试点，也是分频器输出信号测试点。14P03为VCO压控振荡器的输出信号铆孔。四.试验步骤及试验结果1．试验准备

插装好锁相、频率合成、调频模块，接通电源，即可开始试验。2．观测调频波波形

将试验箱上函数发生器输出的正弦波（频率F=4KHZ，）作为调制信号参与到本试验模块的输入端14P02，用示波器观测输出的调频方波信号（14P03）。实际观测到的调频波如下图：

14P02调频波形

2．频率合成器测量

(1)外加基准信号的设臵

将底板低频信号源设臵为函数输出，且输出方波，频率F=2KHZ，电压峰-峰值4V以上，将该信号作为外加基准信号（或参考信号）。(2)信号线连接

将底板P101（低频信号输出）与14P01（基准频率输入）相连。(3)锁相环锁定测试

将14SW02设臵为?°0000?±，14SW03设臵为?°0001?±（往上拨为?°1?±，往下拨为?°0?±），则程序分频器分频比N=1。双踪示波器探头分别接14P01、14TP01，若两波形一致，则表示锁相环锁定。

(4)数字频率合成器及频率调理双踪示波器探头，分别接至14P01（基准频率

29

输入）、14P03（VCO输出），改变程序分频器的分频比，使N分别等于2、3、5、10、20等状况下，若14P01、14P03两波形同步，则表示锁相环锁定。并从示波器显示的波形，或用频率计测量14P03处的信号频率，它应等于输入信号频率的N倍。（锁相环锁定时，，即14P01和14TP01两点的频率应一致，但两波形的占空比不一定一致。只有N=1时占空比一致）。

(5)测量并观测最小分频比与最大分频比

锁相环有一个捕获带宽，当超过这个带宽时，锁相环就会失锁。本模块最小锁定频率约800HZ，最大输出频率约等于350KHZ。因此，外加基准频率应大于800HZ。且当大于350KHZ时，锁相环将失馈。在测定最大分频比时，与输入的参考频率有关。分频比为3和7时的波形如下图：

14P01

14P03

五、试验报告要求

1．测量并计算锁相环同步带和捕获带；

2．大致画出正弦波和方波调制时的调频波，并说明调频的概念；

3．测量当外加基准信号频率为2KHZ时，频率合成器输出的最高频率是多少？

试验13脉冲计数式鉴频器

一.试验目的

1．加深脉冲计数式鉴频器工作原理的理解；2．了解555集成电路实现单稳的原理；3．把握脉冲计数式鉴频器的测试方法。二.基本原理1．基本原理

脉冲计数式鉴频器是利用计过零点脉冲数目的方法实现的，所以叫做脉冲计数式鉴频器。它的突出优点是线性好，频带很宽。因此得到广泛应用，