《高频电子技术》实验指导书

《高频电子技术》试验指导书信息科学与工程学院目 录试验一调谐放大器〔试验板1〕 1、单调谐回路谐振放大器2、双调谐回路谐振放大器试验二丙类高频功率放大器〔试验板2〕 4试验三LC电容反响式三点式振荡器〔试验板1〕 6试验四石英晶体振荡器〔试验板1〕 9试验五振幅调制器〔试验板3〕 10试验六调幅波信号的解调〔试验板3〕 13试验七变容二极管调频振荡器〔试验板4〕 16试验八相位鉴频器〔试验板4〕 18试验九集成电〔压控振荡器构成的频率调制〔试验板5 试验十集成电路〔锁相环〕构成的频率解调器〔试验板5〕 试验十一利用二极管函数电路实现波形转〔主机面板〕 26试验一调谐放大器一、试验目的1、生疏电子元器件和高频电路试验箱。2、生疏谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。3、生疏信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。4、生疏和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、试验仪器1、双踪示波器2、扫频仪3、高频信号发生器4、毫伏表5、万用表61三、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。3L=1uh回路总电容C=220p〔分布电容包括在内中心频率f。四、试验内容及步骤〔一〕单调谐回路谐振放大器。11-1〔1〕按图1-1所示连接电路〔留意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接线。〔2〕接线后认真检查，确认无误后接通电源。图1-1 单谐回路谐振放大器原理图12、静态测量试验电路中选Re=1K,测量各静态工作点，计算并填表1.11.1实测实测实测实测计算实测计算VCEV是否工作在放大区缘由VβVEICVCE是否*V、V是三极管的基极和放射极对地电压。B E3、动态争论测放大器的动态范围V～V〔在谐振点〕i 0选R=10K，Re=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表，选择正常放大区的输入电压Vif10.7MHZC使回路谐振，TVi0.020.8伏，逐点记录V电压，并01.2。V的各点测量值可依据〔各自〕实测状况来确定。i1.2VVi〔V〕Re=1KV0〔v〕Re=500ΩRe=2k0.020.8Re500Ω、2K1.2。在同一坐标纸上画出IC

不同时的动态范围曲线，并进展比较和分析。用扫频仪调回路谐振曲线。仍选R=10K，Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频仪〔扫频仪输出衰减档位应依据实际状况来选择适当位置，调回路电容C，使

=10.7MHZ。T 0测量放大器的频率特性当回路电阻R=10KVi接至电路输入端，调整频率f10.7MHZC使回路谐振，使输出电压T幅度为最大，此时的回路谐振频率f=10.7MHZ为中心频率，然后保持输入电压0Viff时对应的输出电压V1.3〔各自实测状况来确定。01.3FF〔MHZ〕R=10KΩ10.7V0 R=470Ωf=10.7MHZ时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。0转变谐振回路电阻，即R2KΩ，470Ω时，重复上述测试，并填入表1.3。比较通频带状况。2〔二〕双调谐回路谐振放大器图1-2双调谐回路谐振放大器原理图图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〔。观看双回路谐振曲线，选C=3p，反复调整C1、C2使两T T10.7MHZ。〔2〕测双回路放大器的频率特性1-2C=3pf，置10.7MHZ，反复调整C1、C2使两回路谐振，使输出电压T T变频率，由中心频率向两边逐点偏离，测得对应的输出频率f和电压值，并填入表1.3。 表1.3FF〔MHZ〕C=3pf10.7V0 C=12pf2转变耦合电容C10p、12pf1.3。五、试验报告要求1、写明试验目的。2、画出试验电路的直流和沟通等效电路，计算直流工作点，与试验实测结果比较。3、写明试验所用仪器、设备及名称、型号。4、整理试验数据，并画出幅频特性。单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带，整理并分析缘由。C和双调谐回路的优缺点。5〔1dB的折弯点V定义为放大器动态范0围，争论IC

对动态范围的影响。3试验二高频功率放大器〔丙类〕一、试验目的12、了解电源电压Vc与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。二、预习要求1、复习功率谐振放大器原理及特点。22-1所示的试验电路，说明各元器件作用。三、试验仪器123451四、试验内容及步骤12-1按图接好试验板所需电源，将A、B两点短接，利用扫频仪调回路谐振频率，使6.5MHZ的频率上。2-1功率放大器〔丙类〕原理图250Ω，测I0电流，在输入端接f=6.5MHZ、Vi=120mV信号，测量各工作电压，同时用示波器测量输入、输出峰值电压，将测量值填入表2.1内。42.1i00其中：V：输入电压峰——峰值V：输出电压峰——峰值I：电源给出总电流i00P：电源给出总功率〔P=V

I〕

：为电源电压〕i0P：输出功率0

i C0 Cf=6.5MHZ实测实测计算VBVEVCEVf=6.5MHZ实测实测计算VBVEVCEViV0I0ICPiP0PaηR=50ΩLV=120mViR=75ΩLV=12VR=120ΩLcR=50ΩLV=84mViR=75ΩLR=120ΩLR=50ΩLV=120mViR=75ΩLV=5VR=120ΩLcR=50ΩLV=84mViR=75ΩLR=120ΩLa a C CE375Ω22.1内。4120Ω22.1内。i5、转变输入端电压V=84mV2、3、42.1测量。iC6V=5V2、3、4、52.1内。C五、试验报告要求1、依据试验测量结果，计算各种状况下I、P、P、η。C 0 i345试验三LC电容反响式三点式振荡器一、试验目的1、把握LCLC电容反响式三点振荡电路设计及电参数计算。2、把握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3、把握振荡器反响系数不同时，静态工作电流IEQ

对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求1LC振荡器的工作原理。23-1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I的最C大值〔β值为50。3、试验电路中，L1=3.3μh，假设C=120pf，Cˊ=680pf，计算当C=50pf和C=150pf时T T振荡频率各为多少？三、试验仪器123、万用表41四、试验内容及步骤试验电路见图3-1。 图3-1LC电容反响式三点式振荡原理图试验前依据图3-1所示,原理图在试验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。1在试验板+12V扦孔上接入+12V直流电源，留意电源极性不能接反。反响电容CCˊ接入C=680p留意：连接Cˊ的接线要尽量短。转变电位器R测得晶体管V的放射极电压VVV的最大值，P E E EIE6VEIE= 设：Re=1KΩRE2、振荡频率与振荡幅度的测试试验条件：Ie=2mA、C=120pf、Cˊ=680pf、R=110KL转变C电容，当分别接为C9、C10、C113.1。TCC9、C10、C11TV，并填入表3.1。p-p3.1CCT51pf100pf150pff〔MHZ〕VP-P测试当C、Cˊ不同时，起振点、振幅与工作电流I的关系〔R=110KΩ〕ER〔1〕取C=C3=100pf、Cˊ=C4=1200pf，调电位器RP

I〔静态值〕分别为表3.2EQ各值，用示波器测量输出振荡幅度V〔，并填入表3.。P-P3.2T〔mA〕T〔mA〕EQV〔V〕P-P0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0〔2〕取C=C5=120p、C=C6=680p，C=C7=680pCˊ=C8=120p，分别重复测试表3.23C=100pfT〔1〕LCL上的电阻使等效C=100pfT试验条件：f=6.5MHZ时:C/Cˊ=100/1200pf、IEQ

=3Ma,

转变LR1KΩ10KΩ110KΩ3.3。留意：频率计后几位跳动变化的状况。〔2〕回路LC参数及Q值不变，转变I对频率的影响。EQ试验条件：f=6.5MHZ、C/Cˊ=100/1200pf、R=110KΩ、I=3mA，转变晶体管IEQ EQ3.2所标各值，测出振荡频率，并填入表3.4。Q～f 3.3RR1KΩ10KΩ110KΩEQF〔MHZ〕I 〔mA〕12347五、试验报告1、写明试验目的。2、写明试验所用仪器设备。3、画出试验电路的直流与沟通等效电路，整理试验数据，分析试验结果。4IEQ

为横轴，输出电压峰峰值V

P-P

为纵轴，将不同C/Cˊ值下测得的三组数据，在同一座标纸上绘制成曲线。5、说明本振荡电路有什么特点。8试验四石英晶体振荡器一、试验目的1、了解晶体振荡器的工作原理及特点。2、把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。说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。3、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电路构造及应用方面的区分。4-11R

，测得IminI

max。P E E23、负载不同时对频率的影响，RL110KΩ、10KΩ、1KΩ，测出电路振荡频率4.1，并与LC振荡器比较。RL～f 4.1RR110KΩ10KΩ1KΩ五、试验报告123LC振荡器带负载力气的差异，并分析缘由。45、依据电路给出的LC参数计算回路中心频率，阐述本电路的优点。9试验五振幅调制器〔利用乘法器〕一、试验目的1已调波与二输入信号的关系。2、把握测量调幅系数的方法。3二、预习要求121496乘法器调制的工作原理，并分析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。三、试验仪器12342。四、试验电路说明图5-1 1496芯片内部电路图幅度调制就是载波的振幅受调制信号的把握作周期性的变化。变化的周期与调制信号调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。1 5 7 8 5 14965-11496芯片内部电路图，它V-V组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即VV，因此恒流源的把握电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V、VV、1 5 7 8 5 幅时，载波信号加在V-V的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V1 4 510V的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，6已调制信号取自双差动放大器的两集电极〔即引出脚61〕之间〕输出。14965-2所示，图中R1P之间的平衡，R2用来调整⑧、⑩脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带P负载的力气。五、试验内容5-25-214961、直流调制特性的测量PP调R2电位器使载波输入端平衡；在调制信号输入端IN2100mv，频率1KHZ的正弦信号，调整R2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。PPC在载波输入端IN1加峰值V10mv100KHZ的正弦信号，用万用表测CABA、BVAB

OUTV

=0.1V为步长，记录ABPR1由一端调至自至另一端的输出波形及其峰值电压，留意观看相位变化，依据公式ABPV=KV V〔t〕计算出系数K5.1。VABVABVK2使ABP调整R1 使ABP

=0.1V，载波信号仍为V

〔=10sinπ105〔m，将低频率s 信号S=Vsinπ×10tm加至调制器输入端INV=30mV和s 时的调幅波形〔标明峰-峰值与谷-谷值〕并测出其调制度m。11m=100%和m>100%两种调幅波在零点四周的波样子况。载波信号V

〔t〕不变，将调制信号改为VC

〔t〕=100sin2π×103t〔mV〕调整SR1观看输出波形Vp

〔t〕的变化状况，记录m=30%和m=100%调幅波所对应AM的V 值。ABc载波信号〔100mA=0、c0.1V、0.15V时的已调波。3调R1IN1加V〔=10Sinπ×1tm〕P C信号，调制信号端IN2不加信号，观看并记录输出端波形。IN2加V〔t〕=100sin2π×103t〔mV〕信号，S观看记录波形，并标明峰-峰值电压。加大示波器扫描速率，观看记录已调波在零点四周波形，比较它与m=100%调幅波的区分。所加载波信号和调制信号均不变，微调R2为某一个值，观看记录输出波形。P在〔4〕的条件下，去掉载波信号，观看并记录输出波形，并与调制信号比较。六、试验报告要求1、整理试验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。2、画出调幅试验中m=30%、m=100%、m>100%的调幅波形，在图上标明峰-峰值电压。3、画出当转变V 时能得到几种调幅波形，分析其缘由。AB4100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区分。5R2后的输出波形，分析其现象。P12试验六调幅波信号的解调一、试验目的123二、预习要求12、分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三、试验仪器设备12342四、试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，同步检波器。11-m2适合于解调含有较大载波重量的大信号的检波过程，它具有电路简洁，易于实现，6-1DRC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。RC1-m21《RC《f Ωm其中：mf为载波频率，Ω为调制信号角频率。02、同步检波器

图6-1 二极管包络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器滤除高频重量而获得调制信号。本试验如图6-21496VC1V经电容C2C AM④脚之间，相乘后信号由〔12〕C4、C5、R6输出端，提取调制信号。13图图6-2 1496构成的解调器五、试验内容及步骤留意：做此试验之前需恢复试验五的试验内容2〔1〕的内容。〔一〕二极管包络检波器6-11m<30%的调幅波的检波AM载波信号仍为VC〔t〕=10Sin2π×105t〔mV〕调整调制信号幅度，按调幅试验中2〔1〕m<306-1络检波器V信号输入端，观看记录检波电容为C1AM加大调制信号幅度，使m=100%，观看记录检波输出波形。转变载波信号频率，fc=500KHZ，其余条件不变，观看记录检波器输出端波形。恢复〔1〕的试验条件，将电容C2并联至C1，观看记录波形，并与调制信号比较。2载波信号不变，将调制信号V80mV，调整R1S P输出波形，并与调制信号相比较。〔二〕集成电路〔乘法器〕构成解调器6-216-2中的C4C5另一端接A2〔1〕的14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VAM的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号一样的载波信号，分另记录解调输出波形，并与调制信号相比。C4、C5观看记录m=30比较。然后使电路复原。23〔2〕6-2的VAM输入端，其它连线均不变，观看记录解调输出波形，并与调制信号相比较。去掉滤波电容C4、C5观看记录输出波形。六、试验报告要求1、通过一系列两种检波器试验，将以下内容整理在表内，并说明二种检波结果的异同缘由。输入的调幅波波形二极管包络检波器输出同步检波输出

m<30% m=100% 抑制载波调幅波2、画出二极管包络检波器并联C23、在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载涉及抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4、C515试验七变容二极管调频振荡器一、试验目的123二、预习内容12三、试验仪器设备123453四、试验内容〔试验线路见图〕图7-1 变容二极管构成的调频振荡器7-11输入端不接音频信号，将频率计接到调频器的F端。C3〔=1000pf〕电容分接与不接两种状态，调整R1使Ed=4Vf=6.5MHZ。然后重调整电位器R1，使EdP 0 P0.5～8V范围内变化，将对应的频率填入表7.1。7.1EdEd〔V〕0.512345678f〔MHZ〕0C3162、动态测试〔需利用相位鉴频器作关心测试：3中的相位鉴频器电路按要求接好线，即电路中的E、F、G三个接点分别与C5C8C9〔即：6.5MHZ、上下频偏及幅度对称的S〕P C3电容不接，调R1使Ed=4V时，f=6.5MHZ，自IN端口输入频率f=2KHZP mm

，输出端接至相位鉴频器，在相位鉴频器输出端观看V

调频波上下m7.2。m7.2VV〔V〕m00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91不接C3 Δf〔MHZ〕上下Δf〔MHZ〕上下接上C3电容后测试，方法同上，将对应的频率填入表7.2。五、试验报告12、在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调灵敏度S，说明曲线斜率受哪些因素的影响。3、在坐标纸上画出动态调制特性曲线，说明输出波形畸变缘由。17试验八相位鉴频器一、试验目的相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最根本的解调电路，它具有鉴频灵敏度高，解调线性好等优点。通过本试验：12〔S曲线〕的正确调整方法。3、将变容二极管调频器与相位鉴频器两试验板进展联机试验全过程及整机调试方法。二、预习要求1、认真阅读试验内容，预习有关相位鉴频的工作原理，以及典型电路和有用电路。2、分析初级回路、次级回路和耦合回路有关参数对鉴频器工作特性曲线〕的影响。三、试验仪器设备123453四、试验内容及步骤8-1图8-1 鉴频器1T T 试验条件：将试验电路中E、F、G三个接点分别与半可调电容C1、C2、C3连I衰减器，扫频频标用外频标，外频标源承受高频信号发生器，其输出频率调到6.5MHZT T 18调整波形变换电路的回路频率。A，耦合电容C

3调到最小，此时显示屏T将显示一谐C

16.5MHZ，此时TC3TB，此时显示屏幕消灭带凹坑的藕合谐振曲线图形，调C1、C2、C3使曲T T T6.5MHZ频标消灭在中心点，中心点两边频带对称。调整鉴频特性S型扫频仪输入检波探头改用双夹子电缆线，接至鉴频器输出端OUT即可看到S8-2，如曲线不抱负，可适当调C1上下对称；调C2曲线为T T6.5MHZ；调C3f中心点四周线性度。调好后，记录上、下二峰点频率和T 0二峰点高度格数，即f、Vm

、V。m n用高频信号发生器逐点测出鉴频特性输入信号改接高频信号发生器，输入电、压约50mv5.5MHZ～7.5MHZ范0.2MHZ条件下测得相应的输出电压。并填入表8.1。图8-2 鉴频特性8.1f(MHZ)f(MHZ)5.55.75.96.16.36.56.76.97.17.37.5找出S曲线正负两点频率fmax，fminVm，Vn。3、观看回路C1、C2、C3S曲线的影响。T T T调整电容C2对鉴频特性的影响。T登记C

2C2-0C2C2-0的变化并与C2=C2-0C2调至C2-0T T T T T T T T正常位置。注：C2-0表示回路谐振时的电容量。T调C1重复〔1〕试验。T调C3较小的位置，微调C1、C2S曲线，登记曲线中点及上下两峰的频率〔f、T T T 0f fmax〕VVC3S曲线为最正确,纪录:f’、min m n T 0f’min、f’max、V’、V’ 的值。m n–定义：峰点带宽BW=f f–max min–曲线斜率 S=〔V V〕/BW–m n比较C

3最大、最小时的BWS。T194将调频电路的中心频率调为6.5MHZ，鉴频器中心频率也调谐在6.5MHZ，m调频输出信号送入鉴频器输入端，将f=2KHZ，V频电路输入端进展调频。m

=400mV的音频调制信号加至调用双踪示波器同时观测调制信号和解调信号，比较二者的异同，如输出波形不抱负可调鉴频器C

C2、C3。将音频信号加大至V=800，1000m„„T T T m观看波形变化，分析缘由。五、试验报告123、分析在调频电路和鉴频电路联机试验中遇到的问题及解决方法频输出的波形，指出其特点。20试验九集成电路〔压控振荡器〕构成的频率调制器一、试验目的12二、预习要求12566〔VC0的单片集成电路〕的内部电路及原理。3566外接元件的作用。三、试验仪器设备123454四、试验电路说明9-1566型单片集成VC0的框图及管脚排列图图9-1 566〔VC0〕的框图及管脚排列图9-1中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为V ，反向触发电平定义为V ，当电容SP SM7SPC充电使其电压V〔566管脚⑦对地的电压VSP SM7SP

00 7 SM 平，从而使内部的把握电压形成电路的输出电压，该电压V为高电平；当电容C放电时，其电压VVV也变为低电平，V的高、低电平把握S1S2两开关的闭合与断开。V为低电寻常S1闭合，00 7 SM I=I=0，I全部给电容C充电，使V上升，由于I为恒流源，V线性斜升，升至V006 7 0 7 0 7 SP00

跳变为高电平，V

S2闭合，S1I

A支路，即I=I，由于电流转发器的特性，BIII=I

C放电电流77降至6 0 7 6 7 077降至7供给，因此V7

线性斜降，V

VSM

跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I及0V9-2。021566输出的方涉及三角波的载波频率〔或称中心频率〕可用外加电阻RC来确定。〔〕2 V-V〔〕8 5f= 〔HZ〕8R·C·V8其中：R 为时基电阻C 为时基电容8V 566管脚⑧至地的电压85V 566管脚⑤至地的电压5五、试验内容9-3图9-3 566构成的调频器 图9-4输入信号电路、观看C1对频率的影响〔其中R=R3+R1。按图接线，将C1接入566管脚⑦，PPR2及C2接至566管脚⑤；接通电源〔5。PP max 调R2使V5=3.5V，将频率计接至566管脚③，转变R1观看方波输出信号频率，记录当R为最大和最小值时的输出频率。当R分别为R 和R 及P max minR=Rmin时方涉及三角波的输出波形。2235P P 5R1R2V在2.2V～4.2V变化时输出频率f的变化，V0.2V递增。将测得的结果填入表5P P 59.1VV〔V〕 2.25f〔MHZ〕2.42.62.833.23.43.63.844.2P，用沟通电压把握：仍将R设置为最大，断开⑤脚所接C2、R29-4〔即：输入信号电路〕的输出OUT9-3566的⑤脚P，m将函数发生器的正弦波调制信号e〔输入的调制信号置为f=5KHZVm

=1VP-Pm然后接至图9-4电路的IN端用双踪示波器同时观看输入信号e 和566管脚mP-P ③的调频〔FM〕方波输出信号，观看并记录当输入信号幅度V 和频率P-P m 有微小变化时，输出波形如何变化。留意输入信号e 的V 不要大于1.3Vm 频率，即可到达抱负的观看效果。调制信号改用方波信号e

，使其频率f=1KHZ，V =1V，用双踪示波器观m m P-Pm察并记录e