高频电路设计性实验指导书.doc
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1、高频电路设计性实验指导书李红 梁秀玲广东工业大学信息工程学院二七年三月印目 录实验一 单调谐回路谐振放大器(实验板1) 2实验二 双调谐回路谐振放大器(实验板1) 5实验三 丙类高频功率放大器(实验板2) 7实验四 LC电容反馈式三点式振荡器 (实验板1) 9实验五 石英晶体振荡器(实验板1) 12实验六 振幅调制器与调幅波信号的解调(实验板3) 14实验七 小功率无线调频发射机 20实验八 小功率无线调频接收机 23实验九 利用锁相环设计制作频率合成器 25 实验一 单调谐放大器实验项目名称:单调谐放大器实验项目性质:验正性实验所属课程名称:高频电子线路实验计划学时:3 学时一、实验目的 1
2、.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性分析-通频带与选择性。 3.熟悉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.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器设备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6.实验板G1三、实验内容及步骤(一)单调谐回路谐振放大器。 1. 实验电路见图1-1(1).按图1-1所示连接电路 (注意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接线)。(2).接线后仔细检查,确认无误后接通电源。图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图2. 静态测量实验电路中选Re=1k 测量各静态工作点,计算并填表1
3、.1表1.1实 测实测计算根据VCE判断V是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否 * VB,VE是三极管的基极和发射极对地电压。 3.动态研究 (1). 测放大器的动态范围ViV0(在谐振点) 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Vi,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大。此时调节Vi由0.02伏变到0.8伏,逐点记录V0电压,并填入 表1.2。Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。表1.2Vi(V)0.020.8V0(V)Re=1kRe=500Re=2K (2).当Re分别为50
4、0、2K时,重复上述过程,将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线,并进行比较和分析。 (3).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检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置),调回路电容CT,使f0=10.7MHz。 (4).测量放大器的频率特性 当回路电阻R=10K时, 选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中心频率,然后保
5、持输入电压Vi不变,改变频率f由中心频率向两边逐点偏离,测得在不同频率f时对应的输出电压V0,将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。f(MHz)9.79.910.110.310.510.710.911.111.311.511.7V0R=10KR= 2K R=470表1.3计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。 (5).改变谐振回路电阻,即R分别为2K,470时,重复上述测试,并填入表1.3。 比较通频带情况。四、实验报告要求 1.写明实验目的。 2.画出实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。 3.写明实验所用仪器
6、、设备及名称、型号。4.整理实验数据,并画出幅频特性。 当单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。 5.本放大器的动态范围是多少(放大倍数下降1dB的折弯点V0定义为放大器动态范围),讨论IC对动态范围的影响。五、预习要求、思考题1. 复习谐振回路的工作原理。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。2. 谐振放大器的工作频率与哪些参数有关?3. 实验电路中, 若电感量L=1H,回路总电容 C=220pf (分布电容包括在内),计算回路中心频率f0。实验二 双调谐回路谐振放大器实验项目名称:双调谐放大器实验项目性质:验正性实验所属课程名称:高频电
7、子线路实验计划学时:2 学时一、实验目的 1.熟悉双谐振回路的幅频特性分析-通频带与选择性。 2熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器设备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6.实验板G1三、实验内容及步骤1. 双调谐回路谐振放大器 实验线路见图2-1图2-1 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 将扫频仪射频输出送入电路输入端,电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置),观察双回路谐振曲线,选C=3pf,反复调整CT1、CT2使两回路谐振在10.7MHz。 (2).测双回
8、路放大器的频率特性 按图2-1所示连接电路,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,选C=3pf,置高频信号发生器频率为10.7MHz,反复调整CT1 、CT2使两回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的频率为中心频率,然后保持高频信号发生器输出电压Vi不变,改变频率f,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2.1。.表2.1f(MHz)9.79.910.110.310.510.710.911.111.311.511.7V0C= 3pfC=9pf C=12pf 2.改变耦合电容C为9P、12Pf,重复上述测试,并填入表2.1。四、实验报告要求 1.写明实验目的。 2.画出
9、实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。 3.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。4.整理实验数据,并画出幅频特性。 五、预习要求、思考题1. 复习谐振回路的工作原理。2. 双调谐回路耦合电容C对幅频特性,通频带有哪些影响?对比实验一和实验二的结果找出单调谐回路和双调谐回路的优缺点?实验三 高频功率放大器(丙类) 实验项目名称:高频功率放大器(丙类)实验项目性质:验正性实验所属课程名称:高频电子线路实验计划学时:3 学时一、实验目的 1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类放大器的计算与设计方法。 2. 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
10、。二、实验仪器设备 1. 双踪示波器 2. 扫频仪3. 高频信号发生器4. 万用表5. 实验板G2三、实验内容及步骤1. 实验电路见图3-1 按图接好实验板所需电源,将C、D两点短接,利用扫频仪调回路谐振频率,使其谐振在6.5MHz的频率上。图3-1 功率放大器(丙类)原理图2. 加负载51,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3.1。表3.1f=6.5MHz实 测实 测 计 算VBVEVCEViV0I0ICPiP0PaVC=12VVi=120mVRL=50RL=75RL=120Vi=84mVRL=50
11、RL=75RL=120VC=5VVi=120mVRL=50RL=75RL=120Vi=84mVRL=50RL=75RL=120 其中: Vi: 输入电压峰-峰值 V0: 输出电压峰-峰值 I0: 电源给出总电流 Pi:电源给出总功率(Pi=VCI0) (VC:为电源电压) P0:输出功率 Pa:为管子损耗功率(Pa=Pi-P0)3. 加75负载电阻,同2测试并填入表3.1内。 4. 加120负载电阻,同2测试并填入表3.1内。 5. 改变输入端电压Vi=84mV,同2、3、4测试并填入表3.1测量。 6. 改变电源电压VC=5V,同2、3、4、5测试并填入表3.1内。四、实验报告要求 1. 根
12、据实验测量结果,计算各种情况下IC、P0、Pi、。2. 说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。五、预习要求、思考题 1. 复习功率谐振放大器原理及特点。2. 分析图3-1所示的实验电路,说明各元器件作用。3. 在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求?实验四 LC电容反馈式三点式振荡器实验项目名称:LC电容反馈式三点式振荡器实验项目性质:验正性实验所属课程名称:高频电子线路实验计划学时:3 学时一、实验目的1. 掌握LC三点式振荡电路的基本原理,掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电 参数计算。2.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3.掌握振荡器反馈系数不同时,静态工作电流IEQ对振
13、荡器起振及振幅的影响。二、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.频率计 3.万用表 4.实验板G1三、实验内容及步骤 实验电路见图4-1。实验前根据图4-1所示 原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解 其作用。 图4-1 LC电容反馈式三点式振荡器原理图 1.检查静态工作点 (1).在实验板+12V扦孔上接入+12V直流电源,注意电源极性不能接反。 (2).反馈电容C不接,C接入(C=680pf),用示波器观察振荡器停振时的情况。 注意:连接C的接线要尽量短。 (3).改变电位器RP测得晶体管V的发射极电压VE,VE可连续变化,记下VE的最大值,计算IE值: 设:Re=1K2.振荡频率与振荡幅度
14、的测试 实验条件: Ie=2mA、C=120pf、C=680pf、RL=110K(1).改变CT电容,当分别接为C9 =51p、C10 =100p、C11 =150p时,纪录相应的频率值,并填入表4.1。(2).改变CT电容,当分别接为C9、C10、C11时,用示波器测量相应振荡电压的峰峰值VP-P,并填入表4.1。表4.1CTf(MHz)VP-P51pf100pf150pf3.测试当C、C不同时,起振点、振幅与工作电流IEQ的关系(R=110K)(1).取C=C3=100pf、C=C4=1200pf,调电位器RP使IEQ(静态值)分别为表4.2所标各值,用示波器测量输出振荡幅度VP-P(峰-
15、峰值),并填入表4.2。表4.2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0VP-P(V)(2).取C = C5 =120pf、C = C6 =680pf; C = C7=680pf、C= C8=120pf,分别重复测试表4.2的内容。 4.频率稳定度的影响(1).回路LC参数固定时,改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时,对振荡频率的影响。 实验条件:f=6.5MHz时,C/C =100/1200pf、IEQ=3mA改变L1的并联电阻R,使其分别为 1K、10K、110K, 分别记录电路的振荡频率, 并填入表4.3。注意:频率计后几位跳动变化的情况。 (2).回路
16、LC参数及Q值不变,改变IEQ对频率的影响。 实验条件:f=6.5MHz、C/C=100/1200pf、R=110K、IEQ=3mA,改变晶体管 IEQ使其分别为表4.2所标各值,测出振荡频率,并填入表4.4。 Qf 表4.3 IEQf 表4.4R1K10K11OKIEQ(mA)1234f(MHz)f(MHz)四、实验报告要求 1.写明实验目的。 2.写明实验所用仪器设备。 3.画出实验电路的直流与交流等效电路,整理实验数据,分析实验结果。4.以IEQ为横轴,输出电压峰峰值VP-P为纵轴,将不同C/C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五、预习要求、思考
17、题 1.复习LC振荡器的工作原理。2.分析图4-1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IC的 最大值(设晶体管的值为50)。4. 实验电路中,L1=10h,若C=120pf,C=680pf,计算当CT =50pf和CT =150pf时振荡频率各为多少?实验五 石英晶体振荡器实验项目名称:石英晶体振荡器实验项目性质:验正性实验所属课程名称:高频电子线路实验计划学时:3 学时一、实验目的 1.了解晶体振荡器的工作原理及特点。 2.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二、实验仪器设备 1.双踪示波器2.频率计3.万用表。4.实验板G1三、实验内容及步骤 实验电路见图5-1图5
18、-1 晶体振荡器原理图1.测振荡器静态工作点,调图中RP,测得IEmin及IEmax。 2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。3.负载不同时对频率的影响,RL分别取110K,10K,1K,测出电路振荡频率,填入表5.1,并与LC振荡器比较。 RL f 表5.1RL110K10K1Kf(MHz)四、实验报告要求 1.画出实验电路的交流等效电路。 2.整理实验数据。 3.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异,并分析原因。 4.你如何肯定电路工作在晶体的频率上。 5.根据电路给出的LC参数计算回路中心频率,阐述本电路的优点。五、预习要求、思考题1.为什么用石英晶体作为振荡回路元件就
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