西工大高频实验报告(共20页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上高 频 实 验 报 告班级班级学号学号姓名姓名预习成绩预习成绩实验成绩实验成绩实验报告成绩实验报告成绩总成绩总成绩 2017年 5月实验1、 调幅发射系统实验1、 实验目的与内容: 通过实验了解与掌握调幅发射系统,了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。 2、 实验原理:1、 LC三点式振荡器电路: 工作原理:观察LC三点式振荡器电路可知,该电路可分为两部分,第一部分是由5BG1为组成的电容三点式LC振荡电路,第二部分别是由5BG2组成的放大电路。图中5R5,5R6,5W2和5R8为分压式偏置电阻,为晶体三极管5BG1提供直流偏置,电
2、容5C7或5C8或5C9或5C10或5C11进行反馈的控制。5R3、5W1、5L2以及5C4构成的回路调节该电路的振荡频率,通过以晶体三极管5BG1为中心的LC振荡电路产生所需的30MHz高频信号,再经下一级晶体三极管5BG2进行放大处理后,在V5-1处输出频率为30MHZ正弦振荡信号送至下一级电路。2、 三极管幅度调制电路: 工作原理:观察三极管幅度调制电路可知,图中7R1,7R4,7W1和7R3为分压式偏置电阻,为晶体管7BG1提供直流偏置,输入30MHz的高频信号和1KHz的调制信号,分别经过隔直电容7C9、7C8加于晶体三极管的基极;三极管利用三极管的非线性特性,对输入信号进行变换而产
3、生新的信号,再利用电路中由电感7L1和电容7C2、7C10组成的LC谐振回路选出所需的信号成分,从而完成调幅过程;调幅后得到所需30MHz的已调幅信号,并输出至下一级。3、 高频谐振功率放大电路: 工作原理:观察高频谐振功率放大电路可知,高频功放由两级放大电路组成,在第一级电路中6R2和6R3分压式偏置电阻,为晶体管6BG1提供直流偏置,输入的30MHz的调幅信号经6BG1第一次放大,晶体管6BG1输出采用6C5、6C6、6L1构成的T型滤波匹配网络;在第二级电路中,基极采用由6R4产生偏置电压供给晶体管6BG2直流偏置,由上一级的放大信号再经第二次放大,晶体管6BG2输出采用6C13、6C1
4、3、6L3和6L4构成的T型滤波匹配网络;经两级放大后得到所需的放大信号。4、 调幅发射系统: 本振功率放大调幅信源 图1 调幅发射系统结构图 工作原理:首先LC振荡电路产生一个频率为30MHZ,幅度为100mV的信号源,然后加入频率为1KHZ,幅度为100mV的本振信号,通过三极管幅度调制,再经过高频谐振功率放大器输出稳定的最大不失真的正弦波。3、 实验方法与步骤:一.LC三点式振荡器电路:第一步:调节晶体管5BG1的静态工作点 (1)闭合开关K5A, 向电路接入12V的直流稳压电源,使得5BG1处于直流工作状态, (2)将万用表调至电压档,接于电阻5R8两端,调节电阻5W2,测量5R8两端
5、的电压,使得万用表示数为3V左右。第二步:调节LC三点式振荡电路的交流通路 (1)将5K1拨到5C-11处,调节变容5C4和电阻5W1,在观测点V5-1连接示波器,通过示波器观测并记录输出波形,直到输出频率为30MHZ的稳定的最大不失真正弦波。二.三极管幅度调制电路:第一步:调节晶体管7BG1的静态工作点 (1)闭合开关K7,向电路接入12V的直流稳压电源,使得7BG1直流工作状态; (2)将万用表调至电压档,接于电阻7R3两端,调节电阻7W1,测量7R3两端的电压,使得万用表示数为0.3V左右。第二步:调节三极管调幅电路的交流通路 (1)将开关7K1打到高频输入端,用函数信号发生器向高频输入
6、端输入频率为30MHZ,幅度为100mVpp的载波信号,用示波器连接到V7-2处,观察输出波形,调节7C10,使输出波形达到最大不失真。 (2)接着闭合开关7K3,用另一函数信号发生器向1KHZ调制信号处输入频率为1KHZ,幅度为100mV的调制信号,调节7C10,直到示波器上的波形达到最大不失真。三.高频谐振功率放大电路: (1)向电路接入12V的直流稳压电源,闭合开关K6A,打开K6B,用函数发生器在信源输入端输入频率为30MHZ,幅度为300mVpp的正弦信号,并将万用表调到电流档接入电路。 调节6C5,用示波器观察V6-2端输出的波形,保证输出波形达到最大不失真,且输出信号有增益。 (
7、2)打开K6A,输入发射极电源,闭合K6B,接入电流表,开关K6C打到左端,开关将6K1打到50档,在V6-3处连接示波器,调节变容6C13,使得V6-3端输出的波形达到最大不失真。(在此期间应注意先观察电流表的示数,再看示波器的变化,保证电流表的示数应在60mA以下)。四调幅发射系统: (1)将实验相应的三部分电路进行正确连接,电路板5输出V5-1接电路板7的高频载波输入端7K1,电路板7的输出端7W2接电路板1的信号输入端6K2. (2)接入12V直流稳压电源,用示波器接于输出端口V6-3处,测量并分析记录整个调幅发射系统输出波形。4、 测试指标与测试波形:1 LC三点式振荡器电路:1.1
8、、 振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值U L的影响关系:表1-1: 测试条件:V1 = +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名称单位12345kfu5C6/(CN+5C6)0.10.20.30.40.5U LV P-P0.560.821.301.481.50振荡器的反馈系数kfu-U L特性结论:振荡器幅值UL随振荡器的反馈系数Kfu增大而增大,且随Kfu的增大,UL的变化率减小。1.2、 振荡管工作电流和振荡幅度的关系: IcUL表1-2: 测试条件:V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 30MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA数据值 项 目5BG1
9、电流 Ic (mA)0.512345ULV P-P0.30.61.11.61.81.5foMHz30.1330.1130.0430.0129.8329.32振荡器的IcUL特性结论:起始位置振荡器幅值随着振荡管工作电流增大,后又随着工作电流增大而减小。说明有一最佳工作电流位置,过大或过小都会影响振荡器幅值。工作电流从最佳工作电流处减小,振荡频率会增大;工作电流从最佳工作电流处增大,振荡频率会减小。 1.3、 LC三点式振荡输出波形:测试条件:V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mALC三点式振荡输出波形波形特点与测量值分析结论:波形幅度,频率特性较稳定,形状并
10、不是标准的正弦波,从峰值处还可以看到较明显的电容充放电过程,最小值过于尖锐。由波形上下不对称,可知静态工作点选择的不是最最佳的工作点。通过调节工作点可以得到更好的波形。 IC值变化对调制系数m的影响的结论:基极调幅电路中,调制器的调制系数m值随晶体管工作电压Ic的增大而减小。 2 三极管幅度调制电路(基极):2.1、 IC值变化对调制系数m的影响关系:“IC - m” 表1-3 测试条件:V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名称单位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA12345Usm (A)VP-P
11、0.730.961.211.371.48Usm (B)VP-P0.150.520.861.101.29m%65.9129.7316.9110.916.86IC值变化对调制系数m的影响的结论:基极调幅电路中,调制器的调制系数m 值随晶体管工作电压Ic 的增大而减小。2.2、 三极管幅度调制电路(基极)输出波形:测试条件:V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA三极管幅度调制电路(基极)输出波形 波形特点与测量值分析结论:输出波形为包络为 1KHz 调制信号,载波频率为 30MHz 的调幅波形。通过三极管基极调幅之后,载波信号被调制信
12、号调制为调制信号。 3 高频谐振功率放大电路:3.1. 输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系,输出功率与工作效率表1-4 测试条件:V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、(Ic不得超过60mA)级别激励放大级器(6BG1)末级谐振功率放大器(6BG2)测量项目注入信号Ui(V6-1)激励信号Ubm(V6-2)输出信号U0(V6-3)未级电流IC(mA)峰峰值V P-P2.418.32.727.20有效值V0.866.540.9529.735电源输入功率PD: Ic = 45.2 mA、 PD = 541.5 mW高频输出功率P0 : Uo = 12.
13、0 Vp-p RL = 49 P0 = 366 mW电路工作效率: 66.32 %3.2. 谐振功率放大器的负载特性: RL- Uo表1-5 测试条件:V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)9.4011.613.214.815.9Ic(mA)(V2)53.5456.6857.5859.6360.98结论: 只增大Vbm 时,使集电极电流脉冲的宽度和高度增加,Vbm 增加一定程度后放大器工作状态由欠压进入过压,在即将达到临界电压时集电极电流急剧增加,进入过压状态后,集电极电流变化缓慢.4 调
14、幅发射系统调幅发射系统各单元模块接口信号参数: LC振荡电路产生30MHZ正弦信号调幅电路频率1KHZ幅度0.1Vpp本振信号功率放大 实验二、调幅接收系统实验1、 实验目的与内容: 通过实验了解与掌握调幅接收系统,了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。2、 实验原理:1、 晶体管混频电路: 混频是将输入的高频信号(经滤波、放大)变换为频率固定的中频信号。 工作原理:观察晶体管混频电路可知,图中2R2、2R3和2W1为分压式偏置电阻,为晶体管2BG1提供直流偏置,2C3、2B1和2R5为输出中频回路,输入30MHZ的载波信号经隔直电容2C5加于晶体管2BG1的基极,30.
15、455MHZ的本振信号经隔直电容2C6加于晶体管发射极,载波信号和本振信号经三极管2C6混频得到固定频率(455KHz)的中频信号,再经选频网络得到所需的455KHz不失真混频信号。2、 中频放大/AGC和检波电路:AGC是自动增益控制电路,用来比较电压,从而压缩有用信号强度的变化范围,但不影响调制在载波上的包络变化,保证信息的不失真传输。检波电路是将调幅信号通过检波二极管,由于检波二极管的单向导电特性,使得输出为基带低频信号,实现检波功能。工作原理:输入上一级混频后的455KHz的中频电压,利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大;输出放大信号输入AGC反馈控制电路,利
16、用AGC控制前级中频放大器的输出增益,使系统总增益随规律变化;再经最后一段二极管检波电路实现解调,将中频调幅信号变换为反应传送信息的调制信号。3、 调幅接收系统: 中放/AGC混频低噪放本振检波 图2 调幅接收系统结构图 工作原理:首先输入频率30MHz,幅度为50mV的载波信号,然后再输入频率为30.455MHz,幅度为250mV的本振信号,通过三极管混频电路进行混频,接着将信号输入中放、AGC和检波电路,最终输出频率为1KHZ的稳定的最大不失真的正弦波。3、 实验步骤:一、晶体管管混频电路第一步:调节2BG1的静态工作点: (1).闭合开关K2,接入12V的直流电压,使2BG1处于直流工作
17、状态。 (2).将万用表调至电压档,接于电阻2R4两端,调节店主2W1,测量2R4两端电压,使万用表的测量值为1V。第二步:调节混频电路的交流通路: (1).用一函数发生器从信源输入端向V2-1处送入频率为5MHz,5mVpp的单载波。 (2).用另一函数发生器从本振输入端向V2-5处送入频率为5.455MHz,250mVpp的本振信号。 (3).将开关2K2打至混频端,示波器接于V2-3处,观察波形的振幅和频率。然后调节可调电容2C3使得输出频率为455KHz的最大不失真的波形。二、中频放大/AGC和检波电路第一步:调节3BG1和3BG2的静态工作点: (1).闭合开关K3,接入12V的直流
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