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高頻電子技術實驗指導書西南科技大學信息工程學院目錄實驗一 小信號調諧放大電路2實驗二 LC與晶體振蕩器電路5實驗三 非線性波形變換電路11實驗四 集成乘法器混頻電路16實驗五 幅度調制與解調電路21實驗六 頻率調制與解調電路25- 32 -實驗一 小信號調諧放大電路一、實驗目的1熟悉THKGP高頻電子線路綜合實驗箱、示波器、掃頻儀、頻率計、高頻信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、萬用表的使用；2了解諧振回路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性。3了解信號源內阻及負載對諧振回路的影響，并掌握頻帶的展寬。二、預習要求實驗前，預習第一章：基礎知識；第二章：高頻小信號放大電路； 三、實驗原理與參考電路高頻小信號放大器電路是構成無線電設備的主要電路，它的作用是放大信道中的高頻小信號。為使放大信號不失真，放大器必須工作在線性范圍內，例如無線電接收機中的高放電路，都是典型的高頻窄帶小信號放大電路。窄帶放大電路中,被放大信號的頻帶寬度小于或遠小于它的中心頻率。如在調幅接收機的中放電路中，帶寬為9KHz，中心頻率為465KHz，相對帶寬f/f0約為百分之幾。因此，高頻小信號放大電路的基本類型是選頻放大電路，選頻放大電路以選頻器作為線性放大器的負載，或作為放大器與負載之間的匹配器。它主要由放大器與選頻回路兩部分構成。用于放大的有源器件可以是半導體三極管，也可以是場效應管，電子管或者是集成運算放大器。用于調諧的選頻器件可以是LC諧振回路，也可以是晶體濾波器，陶瓷濾波器，LC集中濾波器，聲表面波濾波器等。本實驗用三極管作為放大器件，LC諧振回路作為選頻器。在分析時，主要用如下參數(shù)衡量電路的技術指標：中心頻率、增益、噪聲系數(shù)、靈敏度、通頻帶與選擇性。單調諧放大電路一般采用LC回路作為選頻器的放大電路，它只有一個LC回路，調諧在一個頻率上，并通過變壓器耦合輸出，圖1-1為該電路原理圖。 圖1-1、單調諧放大電路四、實驗內容 首先在實驗箱上找到本次實驗所用到的單元電路，然后接通實驗箱電源，并按下+12V總電源開關K1，以及本實驗單元電源開關K1100。1單調諧放大器增益和帶寬的測試。將掃頻儀的輸出探頭接到電路的輸入端（J1101），掃頻儀的檢波探頭接到電路的輸出端（TP1102），然后在放大器的射極和調諧回路中分別接入不同阻值的電阻，并通過調節(jié)調諧回路的磁芯（T1101），使波形的頂峰出現(xiàn)在頻率為6.5MHz處，分別測量單調諧放大器的增值與帶寬，并記錄之。2單調諧放大器對應于不同頻率信號的增益的測試分別輸入頻率為6.5MHz、5.5MHz、4.5MHz的幅度相同的信號，通過示波器觀察對應的信號幅度，求出相應增益，并記錄之。五、實驗報告要求根據(jù)實驗結果，繪制單調諧放大電路在不同參數(shù)下的頻響曲線，并求出相應的增益和帶寬，并作分析。六、思考題 1試分析單調諧放大回路的發(fā)射極電阻Re和諧振回路的阻尼電阻RL對放大器的增益、帶寬和中心頻率各有何影響？2為什么發(fā)射極電阻Re對增益、帶寬和中心頻率的影響不及阻尼RL大？七、注意事項1本實驗箱提供了本課程所有的實驗項目，每次實驗通常只做其中某一個單元電路的實驗，因此不要隨意操作與本次實驗無關的單元電路。2用“短路帽”換接電路時，動作要輕巧，更不能丟失“短路帽”，以免影響后續(xù)實驗的正常進行。3在打開的實驗箱箱蓋上不可堆放重物，以免損壞機動性箱的零部件。4實驗完畢時必須按開啟電源的逆順序逐級切換相應的電源開關。5在調節(jié)諧振回路的磁芯時，要用小型無磁性的起子，緩慢進行調節(jié)，用力不可過大，以免損壞磁芯。八、實驗元器件、儀器、儀表 THKGP高頻電子線路綜合實驗箱； 掃頻儀； 高頻信號發(fā)生器；雙蹤示波器。小信號調諧實驗原理圖實驗二 LC與晶體振蕩器電路一、實驗目的 1、了解電容三點式振蕩器和晶體振蕩器的基本電路及其工作原理。 2、比較靜態(tài)工作點和動態(tài)工作點，了解工作點對振蕩波形的影響。 3、測量振蕩器的反饋系數(shù)、波段復蓋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度等參數(shù)。 4、比較LC與晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。二、預習要求 實驗前，預習教材第四章：正弦波振蕩器； 三、實驗原理與參考電路三點式振蕩器包括電感三點式振蕩器（哈脫萊振蕩器）和電容三點式振蕩器（考畢茲振蕩器），其交流等效電路如圖2-1。圖2-1三點式振蕩器1起振條件（1）相位平衡條件：Xce和Xbe必需為同性質的電抗，Xcb必需為異性質的電抗。（2）幅度起振條件： 式中：gm晶體管的跨導； n接入系數(shù)； g L 晶體管的等效負載電導； g e 晶體管的等效輸入、輸出電導； n一般在0.10.5之間取值。2電容三點式振蕩器 （1）電容反饋三點式電路考畢茲振蕩器圖2-2是基本的三點式電路，其缺點是晶體管的輸入電容Ci和輸出電容Co對頻率穩(wěn)定度的影響較大，且頻率不可調。（a）、考畢茲振蕩器 （b）、交流等效電路圖2-2、考畢茲振蕩器 （2）串聯(lián)改進型電容反饋三點式電路克拉潑振蕩器電路如圖2-3所示，其特點是在L支路中串入一個可調的小電容C3，并加大C1和C2的容量，振蕩頻率主要由 C3和L決定。C1和C2主要起電容分壓反饋作用，從而大大減小了Ci和Co對頻率穩(wěn)定度的影響，且使頻率可調。 （a）、克拉潑振蕩器 （b）、交流等效電路圖2-3、克拉潑振蕩器 （3）并聯(lián)改進型電容反饋三點式電路西勒振蕩器電路如圖2-4所示，它是在串聯(lián)改進型的基礎上，在L1兩端并聯(lián)一個小電容C4，調節(jié)C4可改變振蕩頻率。西勒電路的優(yōu)點是進一步提高電路的穩(wěn)定性，振蕩頻率可以做得較高，該電路在短波、超短波通信機、電視接收機等高頻設備中得到非常廣泛的應用。本實驗箱所提供的LC振蕩器就是西勒振蕩器。（a）、西勒振蕩器 （b）、交流等效電路圖2-4、西勒振蕩器3晶體振蕩器本實驗箱提供的晶體振蕩器電路為并聯(lián)晶振b-c型電路，又稱皮爾斯電路，其交流等效電路如圖2-5所示。圖2-5皮爾斯振蕩器四、實驗內容開啟實驗箱，在實驗板上找到與本次實驗內容相關的單元電路，并對照實驗原理圖，認清各個元器件的位置與作用。 電阻R101R106為三極管BG101提供直流偏置工作點，電感L101既為集電極提供直流通路，又可防止交流輸出對地短路，在電阻R105上可生成交、直流負反饋，以穩(wěn)定交、直流工作點。用“短路帽”短接切換開關K101、K102、K103的1和2接點（以后簡稱“短接Kxxx -”）便成為LC西勒振蕩電路，改變C107可改變反饋系數(shù)，短接 K101、K102、K103 2-3，并去除電容C107后，便成為晶體振蕩電路，電容C106起耦合作用，R111為阻尼電阻，用于降低晶體等效電感的Q值，以改善振蕩波形。在調整 LC振蕩電路靜態(tài)工作點時，應短接電感L102（即短接K104 2-3）。三極管BG102等組成射極跟隨電路，提供低阻抗輸出。本實驗中LC振蕩器的輸出頻率約為1.5MHz，晶體振蕩器的輸出頻率為6MHz，調節(jié)電阻R110，可調節(jié)輸出的幅度。經(jīng)過以上的分析后，可進入實驗操作。接通交流電源，然后按下實驗板上的+12V總電源開關K1和實驗單元的電源開關K100，電源指示發(fā)光二極管D4和D101點亮。1調整和測量西勒振蕩器的靜態(tài)工作點，并比較振蕩器射極直流電壓（Ue、Ueq）和直流電流（Ie、Ieq）：（1）組成LC西勒振蕩器：短接K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并在C107處插入1000p的電容器，這樣就組成了與圖1-4完全相同的LC西勒振蕩器電路。用示波器(探頭衰減10)在測試點TP102觀測LC振蕩器的輸出波形，再用頻率計測量其輸出頻率。（2）調整靜態(tài)工作點：短接K104 2-3（即短接電感L102），使振蕩器停振，并測量三極管BG101的發(fā)射極電壓Ueq；然后調整電阻R101的值，使Ueq=0.5V，并計算出電流Ieq（=0.5V/1K=0.5mA）。（3）量發(fā)射極電壓和電流：短接K104 1-2，使西勒振蕩器恢復工作，測量BG102的發(fā)射極電壓Ue和Ie。（4）調整振蕩器的輸出：改變電容C110和電阻R110值，使LC振蕩器的輸出頻率f0為1.5MHz，輸出幅度VLo為1.5VP-P。2觀察反饋系數(shù)F對振蕩電壓的影響： 由原理可知反饋系數(shù)Kfu=C106/C107。按下表改變電容C107的值，在TP102處測量振蕩器的輸出幅度VL（保持Ueq=0.5V），記錄相應的數(shù)據(jù)，并繪制VL=f（C）曲線。C107(pf)5001000150020002500VL(p-p)3測量振蕩電壓VL與振蕩頻率f之間的關系曲線，計算振蕩器波段復蓋系數(shù)f max/ f min： 選擇測試點TP102，改變C110值，測量VL隨f的變化規(guī)律，并找出振蕩器的最高頻率fmax和最低頻率fmin 。f (KHz)VL(p-p)f max = 和fmin= ，f max/ f min= 4觀察振蕩器直流工作點Ieq對振蕩電壓VL的影響：保持C107=1000p， fo=1.5MHz不變，然后按以上調整靜態(tài)工作點的方法改變Ieq，并測量相應的VL，且把數(shù)據(jù)記入下表。Ieq(mA)0.250.300.350.400.450.500.55VL(p-p)5比較兩類振蕩器的頻率穩(wěn)定度：（1）LC振蕩器保持C107=1000p，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不變，分別測量f1在TP101處和f2在TP102處的頻率，觀察有何變化？（2）晶體振蕩器 短接K101、K102、K1032-3，并去除電容C107，再觀測TP102處的振蕩波形，記錄幅度VL和頻率f0之值。波形： 幅度VL = 頻率f0= 。然后將測試點移至TP101處，測得頻率f1 = 。根據(jù)以上的測量結果，試比較兩種振蕩器頻率的穩(wěn)定度f/ f0 ：五、實驗報告要求1整理實驗數(shù)據(jù)，繪畫出相應的曲線。2總結對兩類振蕩器的認識。3實驗的體會與意見等。六、思考題 1靜態(tài)和動態(tài)直流工作點有何區(qū)別？如何測定？2本電路采用何種形式的反饋電路？反饋量的大小對電路有何影響？3試分析C103、L102對晶振電路的影響？ 4射極跟隨電路有何特性？本電路為何采用此電路？七、注意事項1 測量三極管發(fā)射級電壓時，注意不要將萬用表的表頭將其短路；2 電容用完之后，要裝回袋子。 八、實驗元器件、儀器、儀表 THKGP系列高頻電子實驗箱；雙蹤示波器：2040MHz；頻率計：10MHz；萬用表；電容510p：1顆；1000p：2顆；2200p一顆；實驗三 非線性波形變換電路一、實驗目的 1了解二極管限幅器的組成與工作原理。 2掌握用二極管限幅器實現(xiàn)非線性波形變換的原理與方法。 3熟悉將三角波變換成正弦波的方法。二、預習要求實驗前，預習教材第五章：頻率變換電路的特點及分析方法；第六章：調幅、檢波與混頻電路。三、實驗原理與參考電路1二極管函數(shù)電路一個理想的二極管與一個線性電阻串聯(lián)組合后的伏安特性可視為一條折線，如圖3-1所示。若再與一個電源串聯(lián)，組成為二極管限幅器，它生成另一條新的折線，如圖3-2所示。同理，用具有不同電導的二極管支路分別與不同的電源相串聯(lián)，可生成各種不同的折線，如圖3-3所示。如將多條這種電路并聯(lián)組合一起，則可生成一條由多個折點組成的具有特定函數(shù)功能的電路，并可以此來逼近某一特定的曲線，此即為二極管函數(shù)電路，如圖3-4所示。 圖3-1、二極管與電阻串聯(lián) 圖3-2、二極管限幅器圖3-3、不同偏置電壓下的二極管限幅器 圖3-4、二極管函數(shù)電路實例及其伏安特性2實際線路分析圖3-5、二極管正弦函數(shù)變換電路圖3-5所示的電路,是一個由多個限幅器接在運放反饋支路中所構成的二極管函數(shù)電路。設置二極管D1D3和D4D6的偏置電路參數(shù)，使分壓電阻的阻值對應相等。在選定適當?shù)淖柚岛?，當輸入一個三角波信號時，兩組二極管將分別在正負半周的不同電壓下導通，則在電路的輸出端可得到一個逼近于正弦波的折線組合。圖3-6是圖3-5所示電路的輸出折線與輸入三角波1/4周期的對應關系圖。圖3-6、正弦波折線與三角波間的對應關系為使輸出折線逼近于正弦波，在輸入三角波的1/4周期中，選定： 當Vim為三角波的峰值時，t1t4對應的輸入電壓值分別為：折線各段對應的斜率即傳輸系數(shù)的絕對值與電路參數(shù)的關系是： 而折線轉折點電壓與電路參數(shù)的關系是： 式中VD1、VD2和VD3表示三條支路的二極管在不同的工作電路情況下，導通電壓所出現(xiàn)的明顯差異。 四、實驗內容在實驗箱上找到“非線性波形變換”實驗單元后，接通實驗箱電源，然后依次按下+12V總電源開關K1，-12V總電源開關K3，函數(shù)信號發(fā)生單元電源開關K700及本實驗單元電源開關K300，指示電源的三個紅色發(fā)光二極管和三個綠色發(fā)光二極管點亮。1準備工作：（1）短接K301、K302、K303、K304、K305、K306的1-2接點，即斷開電路中的六個2AP9二極管。（2）將函數(shù)發(fā)生器的輸出（J701）接至本實驗單元的輸入端（J301），并分別接至雙蹤示波器的兩個輸入端CH1和CH2。（3）使函數(shù)信號發(fā)生器輸出為三角波信號，并調節(jié)其輸出頻率為1KHz，輸出幅度為最大（約20V）。（4）選擇示波器兩個接口CH1和CH2的幅度靈敏度為0.2V/div，并將三角波調至滿8格，雙蹤要求精確等幅（示波器探頭衰減10）。（5）示波器CH1和CH2輸入通道的幅度靈敏度調至0.1V/div，使屏幕8格內裝入三角波正半周。2進行三角波變換為正弦波的測量：將示波器的一探頭從測試點TP301移到TP302。以8格幅度為1，分別測量正弦波四個折點的幅度： 將K301的2-3短接，測得 VO1= Vi1= 將K301的2-3短接， VO2= Vi2= 將K302的2-3短接， VO3= Vi3= 將K303的2-3短接， VO4= Vi4= 用同樣的方法測量負半周： 將K304的2-3短接， 測得VO5= Vi5= 將K304的2-3短接， VO6= Vi6= 將K305 的2-3短接， VO7= Vi7= 將K306 的2-3短接， VO8= Vi8= 將以上測量值與理論值進行比較。五、實驗報告要求1根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出一個周期內三角波變化為正弦波的波形圖。2回答思考題。六、思考題 1試述二極管的限幅作用原理與應用。2若增大或減小輸入三角波的Vim，輸出波形將有怎樣的變化？ 3若接通或斷開第一個二極管支路，對其它二極管支路的正常工作有無影響？ 4試根據(jù)二極管限幅作用的原理，試設計一個削波電路，將正弦波變?yōu)樘菪尾?。七、注意事項測量信號幅度時，示波器兩個輸入通道的幅度細調旋鈕必須置于測量狀態(tài)，以保證雙通道的精確測量。八、實驗元器件、儀器、儀表 THKGP系列高頻電子線路綜合實驗箱；函數(shù)信號發(fā)生器；雙蹤示波器。非線性波形變換實驗原理圖實驗四 集成乘法器混頻電路一、實驗目的 1進一步了解集成混頻器的工作原理。 2了解混頻器中的寄生干擾。二、預習要求實驗前，預習教材第五章：頻率變換電路的特點及分析方法；第六章：調幅、檢波與混頻電路； 三、實驗原理與參考電路混頻器的功能是將載波為fs（高頻）的已調波信號不失真地變換為另一載頻fI（固定中頻）的已調波信號，而保持原調制規(guī)律不變。例如在調幅廣播接收機中，混頻器將中心頻率為5351605KHz的已調波信號變換為中心頻率為465KHz的中頻已調波信號。此外，混頻器還廣泛用于需要進行頻率變換的電子系統(tǒng)及儀器中，如頻率合成器、外差頻率計等?；祛l器的電路模型如圖4-1所示。圖4-1、混頻器電路模型混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應管和乘法器。本振用于產(chǎn)生一個等幅的高頻信號uL，并與輸入信號uS經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號I =L-S經(jīng)帶通濾波器濾出。目前，高質量的通信接收機廣泛采用二極管環(huán)形混頻器和由雙差分對管平衡調制器構成的混頻器，而在一般接收機（例如廣播收音機）中，為了簡化電路，還是采用簡單的三極管混頻器。本實驗采用集成模擬相乘器作混頻電路實驗。圖4-2、MC1496構成的混頻器電路圖圖4-2是用MC1496構成的混頻器，本振電壓uL（頻率為6MHz）從乘法器的一個輸入端（10）輸入，信號電壓uS（頻率為4.5MHz）從乘法器的另一個輸入端（1）輸入，混頻后的中頻（1.5MHz）信號由乘法器的輸出端（6）輸出。令輸出端的型帶通濾波器調諧在1.5MHz，回路帶寬為450KHz，以獲得較高的變頻增益。為了實現(xiàn)混頻功能，混頻器件必須工作在非線性狀態(tài)，而作用在混頻器上的除了輸入信號電壓uS和本振電壓uL外，不可避免地還存在干擾和噪聲。它們之間任意兩者都有可能產(chǎn)生組合頻率，這些組合信號頻率如果等于或接近中頻，將與輸入信號一起通過中頻放大器、解調器，對輸出級產(chǎn)生干涉，影響輸入信號的接收。干擾是由于混頻不滿足線性時變工作條件而形成的，因此不可避免地會產(chǎn)生干擾，其中影響最大的是中頻干擾和鏡象干擾。四、實驗內容與步驟 在實驗箱上找到本實驗的單元電路，并接通實驗箱電源，按下+12V，-12V總電源開關K1、K3，“LC與晶體振蕩器實驗單元”電源開關K100，以及本實驗單元的電源開關K1000，相對應的發(fā)光二極管點亮。1中頻LC濾波器的調整掃頻輸出衰減10db，Y衰減10，調節(jié)Y增幅至適當?shù)姆?，掃頻輸出接至LC型帶通濾波器的輸入端（TP1003），檢波探頭接至輸出端（TP1004），調整電感線圈L1003的磁芯，使1.5MHz出現(xiàn)峰值，并記錄之。2中頻頻率的觀測將實驗二（LC與晶體振蕩器實驗）的振蕩輸出信號作為本實驗的本振信號輸入乘法器的一個輸入端，乘法器的另一個輸入端（載波輸入）接高頻信號發(fā)生器的輸出（4.5MHz，0.4VP-P的載波）。在輸出端（TP1004）觀測輸出的中頻信號，并記錄之。3鏡象干涉頻率的觀測在雙蹤同時觀測載波-中頻后，緩慢將高頻信號發(fā)生器的輸出頻率從4.5MHz調至7.5MHz，再次觀測載波-中頻，記錄之，并驗證下列關系： f鏡象f載波=2 f中頻4混頻的綜合觀測令高頻信號發(fā)生器輸出一個經(jīng)由1K音頻調制的載波頻率為4.5MHz的調幅波，作為本實驗的載波輸入，在TP1001、TP1002、TP1003和 TP1004處，用雙蹤示波器對照觀測混頻的過程，并記錄之。五、實驗報告要求1根據(jù)觀測的結果，繪制所需要的波形圖，并作分析。2在幅頻座標中繪出本振頻率與載波頻率和鏡象干擾頻率之間的關系，并作分析。六、思考題1除乘法器外，還有哪些器件可組成混頻器？試舉例說明。 2分析寄生干涉的原因，并討論預防措施。3歸納并總結信號混頻的過程。七、注意事項1測量時應用雙蹤同時觀察本振-載波，載波-中頻，以便比較。2本實驗用到實驗二的（LC與晶體振蕩器實驗）輸出信號。因此，在進行本實驗前必須調整好實驗二的輸出，使之滿足本實驗的要求。八、實驗元器件、儀器、儀表THKGP高頻電子線路綜合實驗箱； 高頻信號發(fā)生器； 掃頻儀； 雙蹤示波器；頻率計；短路線：1根。實驗五 幅度調制與解調電路一、設計任務與要求 1加深理解幅度調制與檢波的原理。 2掌握用集成模擬乘法器構成調幅與檢波電路的方法。3掌握集成模擬乘法器的使用方法。 4能夠根據(jù)原理圖連接對應的調制信號輸出與解調位置的信號輸入。 5了解二極管包絡檢波的主要指標、檢波效率及波形失真。二、實驗原理與參考電路1調幅與檢波原理簡述： 調幅就是用低頻調制信號去控制高頻振蕩（載波）的幅度，使高頻振蕩的振幅呈調制信號的規(guī)律變化；而檢波則是從調幅波中取出低頻信號。振幅調制信號按其不同頻譜結構分為普通調幅（AM）信號，抑制載波的雙邊帶調制（DSB）信號，抑制載波和一個邊帶的單邊帶調制信號。 把調制信號和載波同時加到一個非線性元件上(例如晶體二極管和晶體三極管)，經(jīng)過非線性變換電路，就可以產(chǎn)生新的頻率成分，再利用一定帶寬的諧振回路選出所需的頻率成分就可實現(xiàn)調幅。2集成四象限模擬乘法器MC1496簡介：本器件的典型應用包括乘、除、平方、開方、倍頻、調制、混頻、檢波、鑒相、鑒頻動態(tài)增益控制等。它有兩個輸入端VX、VY和一個輸出端VO。一個理想乘法器的輸出為VO=KVXVY，而實際上輸出存在著各種誤差，其輸出的關系為：VO=K（VX +VXOS）（VY+VYOS）+VZOX。為了得到好的精度，必須消除VXOS、VYOS與VZOX三項失調電壓。集成模擬乘法器MC1496是目前常用的平衡調制/解調器，內部電路含有8 個有源晶體管。本實驗箱在幅度調制，同步檢波，混頻電路三個基本實驗項目中均采用MC1496。MC1496的內部原理圖和管腳功能如圖5-1所示： 圖5-1、集成電路MC1496電路原理理圖 MC1496各引腳功能如下：1）、SIG+ 信號輸入正端 2）、GADJ 增益調節(jié)端 3）、GADJ 增益調節(jié)端 4）、SIG- 信號輸入負端 5）、BIAS 偏置端 6）、OUT+ 正電流輸出端7）、NC 空腳 8）、CAR+ 載波信號輸入正端 9）、NC 空腳 10）、CAR- 載波信號輸入負端 11）、NC 空腳 12）、OUT- 負電流輸出端13）、NC 空腳 14）、V- 負電源 3實際線路分析 U501是幅度調制乘法器，音頻信號和載波分別從J501和J502輸入到乘法器的兩個輸入端，K501和K503可分別將兩路輸入對地短路，以便對乘法器進行輸入失調調零。W501可控制調幅波的調制度，K502斷開時，可觀察平衡調幅波，R502為增益調節(jié)電阻，R509和R504分別為乘法器的負載電阻，C509對輸出負端進行交流旁路。C504為調幅波輸出耦合電容，BG501接成低阻抗輸出的射級跟隨器。 U502是幅度解調乘法器，調幅波和載波分別從J504和J505輸入，K504和K505可分別將兩路輸入對地短路，以便對乘法器進行輸入失調調零。R511、R517、R513和C512作用與上圖相同。D503是檢波二極管，R522和C521、C522濾去殘余的高頻分量，R523和R524是可調檢波直流負載，C523、R525、R526是可調檢波交流負載，改變R524和R526可試驗負載對檢波效率和波形的影響。U503對輸入的調幅波進行幅度放大。三、實驗內容與步驟 在實驗箱上找到本次實驗所用的單元電路，對照實驗原理圖熟悉元器件的位置和實際電路的布局，然后按下12V，12V總電源開關K1，K3，函數(shù)信號發(fā)生實驗單元電源開關K700，本實驗單元電源開關K500，與此相對應的發(fā)光二極管點亮。 準備工作：幅度調制實驗需要加音頻信號VL和高頻信號VH。調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出為0.2VPP、1KHz的正弦波信號；調節(jié)高頻信號發(fā)生器的輸出為0.4VPP、100KHz 的正弦波信號。1乘法器U501失調調零將音頻信號接入調制器的音頻輸入口J501，高頻信號接入載波輸入口J502或TP502, 用雙蹤示波器同時監(jiān)視TP501和TP503的波形。通過電路中有關的切換開關和相應的電位器對乘法器的兩路輸入進行輸入失調調零（具體步驟參考如下：K501的2-3短接，調整W501和W502，至TP503輸出最小，然后將K501的1-2，K503的2-3短接，調整W503，至TP503輸出最小）。2觀測調幅波在乘法器的兩個輸入端分別輸入高、低頻信號，調節(jié)相關的電位器（W501等），短接K5021-2，在輸出端觀測調幅波VO，并記錄VO的幅度和調制度。此外，在短接K5022-3時，可觀測平衡調幅波VO，記錄VO的幅度。3觀測解調輸出（1）參照實驗步驟1的方法對解調乘法器進行失調調零。（2）在保持調幅波輸出的基礎上，將調制波和高頻載波輸入解調乘法器U502，通過原理圖，用導線將調制信號輸出到解調信號輸入，用雙蹤示波器分別監(jiān)視音頻輸入和解調器的輸出。然后在乘法器的兩個輸入端分別輸入調幅波和載波。用示波器觀測解調器的輸出，記錄其頻率和幅度。若用平衡調幅波輸入（K5022-3短接），再觀察解調器的輸出并記錄之。4觀測二極管解調輸出將調幅波的輸出接至二極管檢波電路的輸入端。在TP509處觀察放大后的調幅波，在TP510觀察解調輸出信號VO。短接K5061-2，調節(jié)R524改變直流負載，觀測二極管直流負載變化對檢波幅度和波形的影響；固定R524，短接K5062-3，調節(jié)R526改變交流負載，觀測二極管交流負載對檢波幅度和波形的影響。記錄表格自擬。四、預習要求與思考題1預習要求：第五章：頻率變換電路的特點及分析方法；第六章：調幅、檢波與混頻。2思考題：（1）三極管調幅與乘法器調幅各自有何特點？當它們處于過調幅時，兩者的波形有何不同？（2）如果平衡調幅波出現(xiàn)下圖所示的波形，是何緣故？ （3）檢波電路的檢波系數(shù)d如何定義？五、實驗報告要求1根據(jù)觀察結果繪制相應的波形圖，并作詳細分析。2回答預習思考題。3其它體會與意見。六、主要元器件、儀器、儀表 THKGP系列高頻電子線路綜合實驗箱； 高頻信號發(fā)生器； 雙蹤示波器；萬用表；短路線3根。實驗六 頻率調制與解調電路一、設計任務與要求 1了解變容二極管調頻器的電路結構與電路工作原理。 2掌握調頻器的調制特性及其測量方法。3觀察寄生調幅現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生的原因及其消除方法。4了解第二伴音中頻的性質。 5了解集成寬帶放大器工作原理。 6了解斜率鑒頻器的基本原理。二、實驗原理與參考電路1變容二極管直接調頻電路 變容二極管實際上是一個電壓控制的可變電容元件。當外加反向偏置電壓變化時，變容二極管PN結的結電容會隨之改變，其變化規(guī)律如圖6-1所示。 直接調頻的基本原理是用調制信號直接控制振蕩回路的參數(shù)，使振蕩器的輸出頻率隨調制信號的變化規(guī)律呈線性改變，以生成調頻信號的目的。 若載波信號是由LC自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由振蕩回路的電感和電容元件決定。因而，只要用調制信號去控制振蕩回路的電感和電容，就能達到控制振蕩頻率的目的。圖6-2、直接調頻示意圖 若在LC振蕩回路上并聯(lián)一個變容二極管，如圖4-2所示，并用調制信號電壓來控制變容二極管的電容值，則振蕩器的輸出頻率將隨調制信號的變化而改變，從而實現(xiàn)了直接調頻的目的。 2電容耦合雙調諧回路相位鑒頻器 相位鑒頻器的組成方框圖如6-3示。圖6-3、相位鑒頻器的組成框圖圖中的線性移相網(wǎng)絡就是頻相變換網(wǎng)絡，它將輸入調頻信號u1 的瞬時頻率變化轉換為相位變化的信號u2，然后與原輸入的調頻信號一起加到相位檢波器，檢出反映頻率變化的相位變化，從而實現(xiàn)了鑒頻的目的。圖6-4的耦合回路相位鑒頻器是常用的一種鑒頻器。這種鑒頻器的相位檢波器部分是由兩個包絡檢波器組成，線性移相網(wǎng)絡采用耦合回路。為了擴大線性鑒頻的范圍，這種相位鑒頻器通常都接成平衡和差動輸出。圖6-4、耦合回路相位鑒頻器圖6-5（a）是電容耦合的雙調諧回路相位鑒頻器的電路原理圖，它是由調頻調相變換器和相位檢波器兩部分所組成。調頻調相變換器實質上是一個電容耦合雙調諧回路諧振放大器，耦合回路初級信號通過電容Cc耦合到次級線圈的中心抽頭上，L1C1為初級調諧回路，L2C2為次級調諧回路，初、次級回路均調諧在輸入調頻波的中心頻率fc上，二極管D1、D2和電阻R1、R2分別構成兩個對稱的包絡檢波器。鑒頻器輸出電壓u由C5兩端取出，C5對高頻短路而對低頻開路，再考慮到L2、C2對低頻分量的短路作用，因而鑒頻器的輸出電壓uo等于兩個檢波器負載電阻上電壓的變化之差。電阻R3對輸入信號頻率呈現(xiàn)高阻抗，并為二極管提供直流通路。圖（a）中初次級回路之間僅通過Cp與Cm進行耦合，只要改變Cp和Cm 的大小就可調節(jié)耦合的松緊程度。由于Cp的容量遠大于Cm，Cp 對高頻可視為短路?；谏鲜觯詈匣芈凡糠值慕涣鞯刃щ娐啡鐖D6-5（b）所示。初級電壓u1經(jīng)Cm 耦合，在次級回路產(chǎn)生電壓u2，經(jīng)L2中心抽頭分成兩個相等的電壓。由圖可見，加到兩個二極管上的信號電壓分別為：uD1=和uD2= ，隨著輸入信號頻率的變化。u1和u2之間的相位也發(fā)生相應的變化，從而使它們的合成電壓發(fā)生變化，由此可將調頻波變成調幅調頻波，最后由包絡檢波器檢出調制信號。 (a) （b）圖6-5、電容耦合雙調諧回路相位鑒頻器3TA7176APTA7176AP為彩色和黑白電視機伴音通道集成電路，它包括伴音中頻放大、濾波器、調頻檢波、電子音量控制和穩(wěn)壓源等六個部分。圖6-6為TA7176AP用于彩色和黑白電視機的典型應用電路。6-6 TA7176AP典型應用電路圖第二伴音中頻信號從1、2腳輸入進行伴音中頻放大。1腳外接中頻旁路電容3C2，經(jīng)三級伴音中頻限幅放大的調頻波，經(jīng)濾波器濾除高次諧波，使之恢復近似正弦波，然后進行鑒頻。9腳和10腳外接L、C元件組成的頻幅變換電路，把濾波后的調頻波變成調幅/調頻波，并進行幅度檢波，檢出的音頻信號送往電子音量控制電路，將音頻信號衰減后從8腳輸出。衰減量的大小由6腳外接的3W1進行調節(jié)，改變3W1就可改變6腳的直流電位，6腳直流電位越高，8腳輸出的音頻信號電壓就越小，故 3W1為音量控制電位器。電容3C5、3C6起濾波作用；3R2為限流電阻，使音量調節(jié)保持在合適的范圍內。由8腳輸出的音頻信號經(jīng)3C11耦合后再從14腳送入，進行音頻放大，放大后的音頻信號從12腳輸出，送往外接伴音功放電路。13腳內接音頻放大電路，外接的3C10、3R4組成負反饋網(wǎng)絡，實現(xiàn)從伴音功放輸出端到音頻放大器的負反饋，以減小非線性失真，改善音質。7腳外接的3C7為去加重電容；3、4腳接地，11為空腳。12V的電源電壓從5腳輸入。內部的穩(wěn)壓源把5 腳電壓穩(wěn)定在10.8V，供內部電路使用。5腳外接電源去耦濾波電路。三、實驗內容與步驟 在實驗箱上找到本次實驗所用的單元電路，然后按實驗一的步驟接通實驗箱的電源，并按下+12V總電源開關K1，-12V總電源開關K3，函數(shù)信號發(fā)生實驗單元的電源開關K700和本單元電源開關K400，相對應的三個紅色發(fā)光二極管和三個綠色二極管點亮。1振蕩器輸出的調整 （1）將切換開關K401的1-2接點短接，調整電位器W401使變容二極管D401的負極對地電壓為+2V，并觀測振蕩器輸出端的振蕩波形與頻率。（2）調整線圈L402的磁芯和可調電阻R404，使R407兩端電壓為1.70.05V（用直流電壓表測量），使振蕩器的輸出頻率為6.50.02MHz。（3）調整電位器W402，使輸出振蕩幅度為 1.6 VP-P。2變容二極管靜態(tài)調制特性的測量輸入端J401無信號輸入時，改變變容二極管的直流偏置電壓，使反偏電壓Ed在05.5V范圍內變化，分兩種情況測量輸出頻率，并填入下表。 Ed（V）00.511.522.533.544.555.5f0MHz不并C404并C4043相位鑒頻器鑒頻特性的測試（1）相位鑒頻器的調整 掃頻輸出探頭接TP403，掃頻輸出衰減30db，Y輸入用開路探頭接TP404，Y衰減10（20db），Y增幅最大，掃頻寬度控制在0.5格/MHz左右，使用內頻標觀察和調整6.5MHz鑒頻S曲線，可調器件為L406，T401，C426，C428，C429 五個元件。其主要作用為： T401、C428 調中心6.5MHz至X軸線。 L406、C426 調上下波形對稱。 C429 調中心6.5MHz附近的的線性。 （2）鑒頻特性的測試 使高頻信號發(fā)生器輸出載波CW，頻率6.5MHz, 幅度0.4 VP-P，接入輸入端TP403，用直流電壓表測量輸出端TP405對地