高频电子线路实验报告.docx

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1、高 频 电 子 线 路实验报告起止日期： 年至 年 第学期学生姓名班级学号成绩指导教师电气与信息工程学院实验一 高频小信号调谐放大器(3课时)一、 实验目的 1掌握小信号调谐放大器的基本工作原理。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 1THCGP-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：单调谐小信号放大模块 1 块 三、 实验原理 单调谐小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信 号的线性放大。其实验单元电路如图 2-1 所示（模块上） 。图 2-1

2、实验电路 该电路由三极管 Q1 及其集电极选频回路 T1 组成。它对输入的高频小信号进行放大， 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。 四、 实验步骤 （一）单调谐小信号放大器单元电路实验 1根据图 2-1 实验电路熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图对应的各测试点。 2按图 2-2 所示图连接好实验电路。 3打开实验箱电源，按下信号源和频率计的电源开关，此时开关下方的工作指示灯 点亮。 4打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮

3、。 5调节信号源“RF 幅度”和“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1”“RF2”输出。频率为 10.5MHz 左右的高频信号。将信号输入到 2 号板的 J4 口。先用示波器在 TH1 处观 察信号峰-峰值约为 50mV。(先调频率再调幅度)图 2-2 测试连接图6 调节高频信号发生器的输出信号频率，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 出信号的波形，先调节 W3 使输出信号幅度最大，再调节高频信号发生器的输出信号频率 使示波器上的信号幅度最大（先用 500KHz 档调节，再用 20 KHz 档调节，直到示波器上 的信号幅度最大），

4、此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上。 记录谐振放大器的谐振频率：f0= 10.562 MHz。 7 测量静态工作点对电压增益的影响 高频信号源的输出信号频率等于放大器的谐振频率，幅度 50mV 左右不变。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信号的幅度大 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 2-1UE(V)最小1234最大IEQ=UE/R5(mA)2.091.961.751.611.541.34U i(mV)505050505050U o(V)10.970.920.90.880.85Kv=Uo/Ui2

5、0.119.518.618.217.817.2 发射极电压 UE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。 8测量放大器的通频带 BW0.7 先保持高频信号源的输出信号频率等于放大器的谐振频率，幅度 50mV 左右不变，调 节 W3，使放大器的静态工作电压 UE=3V。 然后调节信号源面板上的频率调节旋钮，改变放大器输入信号的频率，使信号频率在 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 出信号的幅度，填入表 2-2。表 2-2频率 (MHZ)20619819418417616015013012510066频率 (MHZ)fO-2

6、.5fO-2.5fO-1.5fO-1.0fO-0.5fOfO+0.5fO+1.0fO+1.5fO+2.0fO+2.5幅度 VP-P(V)1.201.362.432.273.605.565.083.562.371.861.52根据表 2-2，在图 2-3 中绘制电路的幅频特性曲 图 2-3 绘制电路幅频特性曲线 先记下谐振时的输出信号幅度，然后增加输入信号的频率（注意此时不能调节幅度旋 钮），使输出信号幅度逐渐减小，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H1。再减小信号频率使输出信号幅度逐渐减小，直至减小到 最大输出幅度的 0.707 倍，再用频率

7、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 BW0.7。 BW0.7 = 1.37MHz 。 五、 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。 六、实验报告要求 1根据实验测量数据，记录单调谐放大器的谐振频率。 2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。 答：数据见表2-1.静态工作点越小，电压增益越小。 3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

8、的频带宽 度。见图2-3实验二 三点式正弦波振荡器(3课时)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。2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。 3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 1THCGP-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：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

9、一般组成原则为：Xce和 Xbe 必需为同性质的电抗，Xbc 必需与 Xce和 Xbe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、C10、CC1、L2 共同构成并联改进型电容三点式振荡器西 勒振荡器，电容 CC1 可用来改变振荡频率。其振荡频率为：p 振荡频率约为 5.0MHz 左右，根据 CC1 的调节大小，振荡频率有一个变化围（理 论计算为 4.65.9MHz 左右。其振荡反馈系数为： 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 产生的信号经 C

10、3 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。射极跟随后的信号经 W2 输出， 调节 W2 可调节输出信号的幅度。经 W2 输出的信号送入由 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信号均可以放大输出。 需要说明的是，电路中的 W1 及变容二极管 D1、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

11、D1、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。 2研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。 （1）将开关 S2 的 2 拨上，S1 和 S2 的 1 拨下，构成电容三点式振荡器。 （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

12、射极电压 UE（R10 上端），并同时用示波器测量 TH1 处的振荡幅度 Vp-p（峰-峰值），将相 关数据填入表 3-1 中。随着 UE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 Ieo(=Ue /R10 )。表 3-1UE(V)最小0.51.01.52.02.5IEO=UE/R10(mA)0.10.512U O(V)2.852.521.51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 CC1，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

13、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4.6大5.5 4测量反馈系数对振荡幅度的影响 (选做) 将发射极电压 UE调到 1.5V，振荡频率调到 5.0MHZ 左右，调 W2 使输出幅度最大。 分别用不同大小的电容并联在 C16 两端（TP4 与 GND 之间），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并联电容未接时输出幅度五、 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。 振荡有两条件：反馈必须为正反馈，且反馈信号必须足

14、够大。在振荡建立过程中，KF1,电源接通后，振荡电压就会增长起来，但不会无止境增长，随着振荡幅度的增长，晶体管就要出现饱和、截止现象，这时uce幅度不再增长，振荡建立过程结束，K值下降至稳定，KF=1，波形稳定下来2计算实验电路的振荡频率范围大小，并与实测结果比较。 答，实验理想频率为4.1-5.6MHz,但是发射极电压是2.5V，振荡频率就增加些。实验三 模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）（3课时）一、 实验目的 1.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。 2.研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。 3.掌握调幅系数的测量与计算方法。 4.通过实验对比

15、普通调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形。5.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 1THCGP-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 1块 三、实验原理1.集成模拟乘法器 MC1496 简介MC1496 的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 MC1496 集成电路构成的调幅电路 图中

16、 W1 用来调节引出脚 1、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 R1、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。载波信号加在 V1-V4 的输入端，即引脚 8、10 之间，载波信号经高频耦合电容 C1 从 10 脚输入，C2 为高旁路 电容，使 8 脚交流接地。调制信号加在集成电路内部差动放大器 V5、V6 的输入端，即引 脚 1、4 之间，调制信号经低频耦合电容 E1 从 1 脚输入。2、3 脚外接 1K电阻，以扩大 调制信号动态范围。当电阻增大，线性范围增大，

17、但乘法器的增益随之减小。已调制信号 取自集成电路内部双差动放大器的两集电极（即引出脚 6、12 之间）输出。 其中 W2 可调节输出信号幅度。根据输入信号情况，其输出可以是普通调幅波 AM， 也可以是双边带调制信号 DSB，他们由 J3 输出。J3 输出的信号经 455KHz 三端陶瓷滤波 器滤出其中一个边带，作为单边带调制信号 SSB 由 J6 输出。电路中的 TL082 集成电路为 高速双运放集成电路，用来对输出信号进行放大。 四、实验步骤 1静态工作点调整使调制信号 u=0和载波 uc=0，即不加输入信号。将万用表置于直流电压 0.25V档，将红黑表笔分别置于 MC1496 的第 1 脚

18、和第 4 脚，为测量方便，可分别置于 R11 和 R13 电阻的上端。然后调节 W1，使万用表读数为 0。 2抑制载波振幅调制信号测量 第一步：在 J1 端输入载波信号 ) ( uc(t)，其频率 F=465KHz，峰-峰值 Vp-p=500mV，频率计接信号源 RF1 处，示波器接 TH2 处，由实验箱高频信号源产生。第二步：在 J5 端输入调制信号u(t)，其频率 F=10KHz，先使峰-峰值 Vp-p=0 mV。产生方法：用实验箱低频信号源正弦波输出产生，先使其幅度最大，输出送至频率计，调 节其频率，使频率计显示 10KHz 左右，完成后再调节幅度旋钮使其幅度为 0。 第三步：将示波器探

19、头接在 TH3 处，调节 W2 使输出幅度最大（左旋到底）。然后再逐渐增加调制信号 u(t) 的幅度（缓慢调节），则输出信号 uO(t)的幅度逐渐增大，直至出现如图 4-3（a）所示的双边带的调幅信号。图 4-3 抑制载波的调制方式 由于器件内部参数不可能完全对称，输出波形幅度可能不等，此时可微调 W1 使其幅 度尽量相等。 第四步：测量单边带调幅信号。在第三步的基础上，保持信号和电路状态不变，将示 波器探头接于 TH6 处，观测单边带调幅信号。单边带信号的频率等于载波频率减调制信号 频率（即为 455KHz） 。 3普通调幅波的测量 在上面实验的基础上，先使调制信号幅度调为 0，然后将电位器

20、 W1 调至最大 （右旋到底），使示波器上有载波信号波形。再缓慢增大调制信号 u(t) 幅度，在u(t) 幅 度逐渐增大的过程中，示波器上会出现如图 9-4 所示的普通调幅波波形。图 9-4 普通调幅波信号波形 在示波器记下 AM 波形对应的 Umax和 Umin并计算调幅度。最后继续增大调制作号幅度，在示波器上观察过调幅时的输出波形并记录。 五、实验报告要求 1 根据实验过程，画出几种调幅波的波形，并比较其特点。 答：时域:调制信号波形与AM的包络相同，而与DSB、SSB的不同; 频域:AM信号包含有载波、上下边带;DSB仅有上下边带而无载波;SSB仅有上边带或下边带而无载波;上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等。 2根据普通调幅度的测量，计算你所测量的普通调幅波的调幅系数 ma，并。答：ma=0.6.分析过调 幅产生的原因：调制信号振幅与载波信号振幅相差不大，调制信号振幅越大,ma越大，ma1时，调幅波就会产生失真，出现过调幅。 图三-1 DSB波形 图三-2 SSB波形 图三-4 AM波形