高頻實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、實(shí)驗(yàn)1 單調(diào)諧回路諧振放大器 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 放大器靜態(tài)工作點(diǎn)l LC并聯(lián)諧振回路l 單調(diào)諧放大器幅頻特性2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l 單調(diào)諧回路諧振放大器模塊l 雙蹤示波器l 萬(wàn)用表l 頻率計(jì)l 高頻信號(hào)源二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；2掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量方法； 4熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)和集電極負(fù)載對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性（包括電壓增益、通頻帶、Q值）的影響；5掌握測(cè)量放大器幅頻特性的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用萬(wàn)用表測(cè)量晶體管各點(diǎn)（對(duì)地）電壓VB、VE、VC，并計(jì)算放大器靜態(tài)工作點(diǎn)；2用示波器測(cè)量單

2、調(diào)諧放大器的幅頻特性；3用示波器觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響；4用示波器觀察集電極負(fù)載對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。四、基本原理1單調(diào)諧回路諧振放大器原理小信號(hào)諧振放大器是通信接收機(jī)的前端電路，主要用于高頻小信號(hào)或微弱信號(hào)的線性放大和選頻。單調(diào)諧回路諧振放大器原理電路如圖1-1所示。圖中，RB1、RB2、RE用以保證晶體管工作于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類。CE是RE的旁路電容，CB、CC是輸入、輸出耦合電容，L、C是諧振回路，RC是集電極（交流）電阻，它決定了回路Q值、帶寬。為了減輕晶體管集電極電阻對(duì)回路Q值的影響，采用了部分回路接入方式。圖1-1 單調(diào)諧回路放大器原理電路圖

3、1-2 單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路圖2單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖1-2所示。其基本部分與圖1-1相同。圖中，1C2用來(lái)調(diào)諧，1K02用以改變集電極電阻，以觀察集電極負(fù)載變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。1W01用以改變基極偏置電壓，以觀察放大器靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。1Q02為射極跟隨器，主要用于提高帶負(fù)載能力。五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1）插裝好單調(diào)諧回路諧振放大器模塊，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān)，按下模塊上開(kāi)關(guān)1K01。（2）接通電源，此時(shí)電源指示燈亮。2單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測(cè)量測(cè)量幅頻特性通常有兩種方

4、法，即掃頻法和點(diǎn)測(cè)法。掃頻法簡(jiǎn)單直觀，可直接觀察到單調(diào)諧放大特性曲線，但需要掃頻儀。本實(shí)驗(yàn)采用點(diǎn)測(cè)法，即保持輸入信號(hào)幅度不變，改變輸入信號(hào)的頻率，測(cè)出與頻率相對(duì)應(yīng)的單調(diào)諧回路揩振放大器的輸出電壓幅度，然后畫(huà)出頻率與幅度的關(guān)系曲線，該曲線即為單調(diào)諧回路諧振放大器的幅頻特性。步驟如下：（1）1K02置“off“位，即斷開(kāi)集電極電阻1R3，調(diào)整1W01使1Q01的基極直流電壓為2.5V左右，這樣放大器工作于放大狀態(tài)。高頻信號(hào)源輸出連接到單調(diào)諧放大器的輸入端（1P01）。示波器CH1接放大器的輸入端1TP01，示波器CH2接單調(diào)諧放大器的輸出端1TP02，調(diào)整高頻信號(hào)源頻率為6.3MHZ （

5、用頻率計(jì)測(cè)量），高頻信號(hào)源輸出幅度（峰峰值）為200mv（示波器CH1監(jiān)測(cè)）。調(diào)整單調(diào)諧放大器的電容1C2，使放大器的輸出為最大值（示波器CH2監(jiān)測(cè)）。此時(shí)回路諧振于6.3MHZ。比較此時(shí)輸入輸出幅度大小，并算出放大倍數(shù)。（2）按照表1-2改變高頻信號(hào)源的頻率（用頻率計(jì)測(cè)量），保持高頻信號(hào)源輸出幅度為200mv（示波器CH1監(jiān)視），從示波器CH2上讀出與頻率相對(duì)應(yīng)的單調(diào)諧放大器的電壓幅值，并把數(shù)據(jù)填入表1-2。表1-2輸入信號(hào)頻率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1輸出電壓幅值U(mv)（3）以橫軸為頻率，縱軸

6、為電壓幅值，按照表1-2，畫(huà)出單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。3觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。順時(shí)針調(diào)整1W01（此時(shí)1W01阻值增大），使1Q01基極直流電壓為1.5V，從而改變靜態(tài)工作點(diǎn)。按照上述幅頻特性的測(cè)量方法，測(cè)出幅頻特性曲線。逆時(shí)針調(diào)整1W01（此時(shí)1W01阻值減?。?Q01基極直流電壓為5V，重新測(cè)出幅頻特性曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)：當(dāng)1W01加大時(shí)，由于ICQ減小，幅頻特性幅值會(huì)減小，同時(shí)曲線變“瘦”（帶寬減?。欢?dāng)1W01減小時(shí)，由于ICQ加大，幅頻特性幅值會(huì)加大，同時(shí)曲線變“胖”（帶寬加大）。4觀察集電極負(fù)載對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響 當(dāng)放大器工作于放大狀態(tài)下，按照

7、上述幅頻特性的測(cè)量方法測(cè)出接通與不接通1R3的幅頻特性曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)：當(dāng)不接1R3時(shí)，集電極負(fù)載增大，幅頻特性幅值加大，曲線變“瘦”，Q值增高，帶寬減小。而當(dāng)接通1R3時(shí)，幅頻特性幅值減小，曲線變“胖”，Q值降低，帶寬加大。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫(huà)出相應(yīng)的幅頻特性。2對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說(shuō)明集電極負(fù)載變化對(duì)單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫(huà)出相應(yīng)的幅頻特性。3總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)。實(shí)驗(yàn)3 電容三點(diǎn)式LC振蕩器一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 三點(diǎn)式LC振蕩器l 西勒和克拉潑電路l 電源電壓、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q

8、值對(duì)振蕩器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l LC振蕩器模塊l 雙蹤示波器l 萬(wàn)用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 2掌握電容三點(diǎn)式LC振蕩電路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響；4熟悉負(fù)載變化對(duì)振蕩器振蕩幅度的影響。三、實(shí)驗(yàn)電路基本原理1.概述振蕩器實(shí)質(zhì)上是滿足振蕩條件的正反饋放大器。振蕩器是指振蕩回路是由元件組成的。從交流等效電路可知：由振蕩回路引出三個(gè)端子，分別接振蕩管的三個(gè)電極，而構(gòu)成反饋式自激振蕩器，因而又稱為三點(diǎn)式振蕩器。如果反饋電壓取自分壓電感，則稱為電感反饋振蕩器或電感三點(diǎn)式振蕩器

9、；如果反饋電壓取自分壓電容，則稱為電容反饋振蕩器或電容三點(diǎn)式振蕩器。在幾種基本高頻振蕩回路中，電容反饋振蕩器具有較好的振蕩波形和穩(wěn)定度，電路形式簡(jiǎn)單，適于在較高的頻段工作，尤其是以晶體管極間分布電容構(gòu)成反饋支路時(shí)其振蕩頻率可高達(dá)幾百。2.振蕩器的起振條件一個(gè)振蕩器能否起振，主要取決于振蕩電路自激振蕩的兩個(gè)基本條件，即：振幅起振平衡條件和相位平衡條件。3.LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度表示：在一定時(shí)間或一定溫度、電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對(duì)變化程度，常用表達(dá)式：ff來(lái)表示（f為所選擇的測(cè)試頻率；f為振蕩頻率的頻率誤差，fff；f和f為不同時(shí)刻的f），頻率相對(duì)變化量越小，表明振蕩頻率的穩(wěn)定度越

10、高。由于振蕩回路的元件是決定頻率的主要因素，所以要提高頻率穩(wěn)定度，就要設(shè)法提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，除了采用高穩(wěn)定和高Q值的回路電容和電感外，其振蕩管可以采用部分接入，以減小晶體管極間電容和分布電容對(duì)振蕩回路的影響，還可采用負(fù)溫度系數(shù)元件實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。4.LC振蕩器的調(diào)整和參數(shù)選擇以實(shí)驗(yàn)采用改進(jìn)型電容三點(diǎn)振蕩電路（西勒電路）為例，交流等效電路如圖3-1所示。圖3-1 電容三點(diǎn)式LC振蕩器交流等效電路(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整合理選擇振蕩管的靜態(tài)工作點(diǎn)，對(duì)振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形的好壞，有一定的影響，偏置電路一般采用分壓式電路。當(dāng)振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，振蕩管工作在非線性狀態(tài)，通常是依靠晶體管本身的非線性實(shí)現(xiàn)

11、穩(wěn)幅。若選擇晶體管進(jìn)入飽和區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅，則將使振蕩回路的等效Q值降低，輸出波形變差，頻率穩(wěn)定度降低。因此，一般在小功率振蕩器中總是使靜態(tài)工作點(diǎn)遠(yuǎn)離飽和區(qū)，靠近截止區(qū)。 （2）振蕩頻率f的計(jì)算 f=式中CT為C1、C2和C3的串聯(lián)值，因C1（300p）>>C3(75p),C2(1000P)>>C3(75p)，故CTC3，所以，振蕩頻率主要由L、C和C3決定。(3)反饋系數(shù)F的選擇F= 反饋系數(shù)F不宜過(guò)大或過(guò)小，一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)F0.10.5,本實(shí)驗(yàn)取F=5.克拉潑和西勒振蕩電路圖3-2為串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路克拉潑振蕩電路。圖3-3為并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路西勒振蕩

12、電路。圖3-2 克拉潑振蕩電路 圖3-3 西勒振蕩電路6電容三點(diǎn)式LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路 電容三點(diǎn)式LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路如圖3-4所示。圖中3K05打到“S”位置（左側(cè)）時(shí)圖3-4 LC振蕩器實(shí)驗(yàn)電路為改進(jìn)型克拉潑振蕩電路，打到“P”位置（右側(cè)）時(shí)，為改進(jìn)型西勒振蕩電路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路電容的變化。調(diào)整3W01可改變振蕩器三極管的電源電壓。3Q02為射極跟隨器。3TP02為輸出測(cè)量點(diǎn)，3TP01為振蕩器直流電壓測(cè)量點(diǎn)。3W02用來(lái)改變輸出幅度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用示波器觀察振蕩器輸出波形，測(cè)量振蕩器電壓峰峰值VP-P，并以頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率。 2測(cè)量振蕩器的幅頻特性。 3

13、測(cè)量電源電壓變化對(duì)振蕩器頻率的影響。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備插裝好LC振蕩器模塊，按下開(kāi)關(guān)3K1接通電源，即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。 2西勒振蕩電路幅頻特性的測(cè)量示波器接3TP02，頻率計(jì)接振蕩器輸出口3V01。電位器3W02反時(shí)針調(diào)到底，使輸出最大。開(kāi)關(guān)3K05撥至右側(cè)，此時(shí)振蕩電路為西勒電路。3K01、3K02、3K03、3K04分別控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入電路，開(kāi)關(guān)往上撥為接通，往下?lián)転閿嚅_(kāi)。四個(gè)開(kāi)關(guān)接通的不同組合，可以控制電容的變化。例如3K01、3K02往上撥，其接入電路的電容為10P+50P=60P。按照表3-1電容的變化測(cè)

14、出與電容相對(duì)應(yīng)的振蕩頻率和輸出電壓（峰一峰值VP-P），并將測(cè)量結(jié)果記于表中。表3-1電容C（pf）1050100150200250300350振蕩頻率f(MHZ)輸出電壓VP-P(v)注：如果在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中使振蕩器停振無(wú)輸出，可調(diào)整3W01，使之恢復(fù)振蕩。 3克拉潑振蕩電路幅頻特性的測(cè)量將開(kāi)關(guān)3K05撥至左側(cè)，振蕩電路轉(zhuǎn)換為克拉潑電路。按照上述方法，測(cè)出振蕩頻率和輸出電壓，并將測(cè)量結(jié)果記于表3-1中。 4波段覆蓋系數(shù)的測(cè)量波段覆蓋即調(diào)諧振蕩器的頻率范圍，此范圍的大小，通常以波段覆蓋系數(shù)K表示：測(cè)量方法：根據(jù)測(cè)量的幅頻特性，以輸出電壓最大點(diǎn)的頻率為基準(zhǔn)，即為一邊界頻率，再找出輸出電壓下降至處

15、的頻率，即為另一邊界頻率，如圖3-5、圖3-6所示，再由公式求出K。 圖3-5 圖3-6 5測(cè)量電源電壓變化對(duì)振蕩器頻率的影響分別將開(kāi)關(guān)3K05打至左測(cè)（S）和右側(cè)（P）位置，改變電源電壓EC，測(cè)出不同EC下的振蕩頻率。并將測(cè)量結(jié)果記于表3-2中。其方法是：頻率計(jì)接振蕩器輸出3P01，電位器3W02反時(shí)計(jì)調(diào)到底，選定回路電容為50P。即3K02往上撥。用三用表直流電壓檔測(cè)3TP01測(cè)量點(diǎn)電壓，按照表3-2給出的電壓值Ec，調(diào)整3W01電位器，分別測(cè)出與電壓相對(duì)應(yīng)的頻率。表中f為改變Ec時(shí)振蕩頻率的偏移，假定Ec=10.5V時(shí) ,f=0，則f=f-f10.5V。表3-2串聯(lián)（S）EC（V）10.

16、59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ)并聯(lián)（P）EC（V）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ) 68.8MHZ頻率的調(diào)整在用各個(gè)模塊構(gòu)成無(wú)線收、發(fā)系統(tǒng)時(shí)，需要用到LC振蕩器模塊，作為接收系統(tǒng)中的本振信號(hào)。此時(shí)振蕩頻率需要8.8MHZ左右，如何得到8.8MHZ左右的頻率，其方法如下：（1）振蕩電路為西勒電路時(shí)（3K05往右），3K01、3K02、3K03、3K04四個(gè)開(kāi)關(guān)全部往下?lián)?，此時(shí)輸出的振蕩頻率為8.8MHZ左右。如果頻率高于8.8MHZ，可將3K01往上撥，這樣頻率可以降低。（2）振蕩電路為克拉潑電路時(shí)（3K05往左），3K02、3K03接通（

17、往上撥），此時(shí)輸出振蕩頻率為8.8MHz左右。如果頻率相差太大，可調(diào)整四個(gè)開(kāi)關(guān)的位置。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，分別繪制西勒振蕩器，克拉潑振蕩器的幅頻特性曲線，并進(jìn)行分析比較。2根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算頻率穩(wěn)定度，分別繪制克拉潑振蕩器、西勒振蕩器的曲線。3對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析判斷。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲提的體會(huì)。實(shí)驗(yàn)4 石英晶體振蕩器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 石英晶體振蕩器l 串聯(lián)型晶體振蕩器l 靜態(tài)工作點(diǎn)、微調(diào)電容、負(fù)載電阻對(duì)晶體振蕩器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l 晶體振蕩器模塊l 雙蹤示波器l 頻率計(jì)l 萬(wàn)用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2

18、掌握石英晶體振蕩器、串聯(lián)型晶體振蕩器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、負(fù)載電阻對(duì)晶體振蕩器工作的影響。4感受晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，了解晶體振蕩器工作頻率微調(diào)的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用萬(wàn)用表進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量。2用示波器觀察振蕩器輸出波形，測(cè)量振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率。圖4-1 晶體振蕩器交流通路3觀察并測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)、負(fù)載電阻等因素對(duì)晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。四、基本原理1晶體振蕩器工作原理一種晶體振蕩器的交流通路如圖4-1所示。圖中，若將晶體短路,則L1、C2、C3就構(gòu)成了典型的電容三點(diǎn)式振蕩器(考畢茲電路)。因此，圖4-1的電路是一

19、種典型的串聯(lián)型晶體振蕩器電路（共基接法）。若取L1=4.3H、C2=820pF、C3=180pF，則可算得LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率f06MHz，與晶體工作頻率相同。圖中， C5是耦合（隔直流）電容，R5是負(fù)載電阻。很顯然，R5越小，負(fù)載越重，輸出振蕩幅度將越小。2晶體振蕩器電路圖4-2 晶體振蕩器實(shí)驗(yàn)電路晶體振蕩器電路如圖4-2所示。圖中，4R03、4C02為去耦元件，4C01為旁路電容，并構(gòu)成共基接法。4W01用以調(diào)整振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)（主要影響起振條件）。4C05為輸出耦合電容。4Q02為射隨器，用以提高帶負(fù)載能力。實(shí)際上，圖4-2電路的交流通路即為圖4-1所示的電路。五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)

20、準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)箱主板上插好晶振模塊，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān)，按下開(kāi)關(guān)4K01，此時(shí)電源指示燈點(diǎn)亮。2靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量改變電位器4W01可改變4Q01的基極電壓VB，并改變其發(fā)射極電壓VE。記下VE的最大、最小值，并計(jì)算相應(yīng)的IEmax、IEmin值（發(fā)射極電阻4R04=1K）。3靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)初始條件：VEQ=2.5V（調(diào)4W01達(dá)到）。 調(diào)節(jié)電位器4W01以改變晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)IE，使其分別為表4.1所示各值，且把示波器探頭接到4TP02端，觀察振蕩波形，測(cè)量相應(yīng)的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表4.1。表4.1VEQ(V)2.02.22.42.6

21、2.83.0f(MHz)Vp-p(V)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(diǎn)(IEQ)對(duì)晶體振蕩器工作的影響。2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)、負(fù)載電阻等因素對(duì)晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響，并闡述緣由。3對(duì)晶體振蕩器與LC振蕩器之間在靜態(tài)工作點(diǎn)影響、帶負(fù)載能力方面作一比較，并分析其原因。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)。實(shí)驗(yàn)8 集成乘法器幅度調(diào)制電路、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 幅度調(diào)制l 用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制l MC1496四象限模擬相乘器 2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l 集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊l 高頻信號(hào)源l 雙蹤示波器l 萬(wàn)用表 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解

22、振幅調(diào)制的工作原理。 2掌握用MC1496來(lái)實(shí)現(xiàn)AM和DSB的方法，并研究已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)，載波之間的關(guān)系。 3掌握用示波器測(cè)量調(diào)幅系數(shù)的方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1模擬相乘調(diào)幅器的輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)。2用示波器觀察正常調(diào)幅波（AM）波形，并測(cè)量其調(diào)幅系數(shù)。3用示波器觀察平衡調(diào)幅波（抑制載波的雙邊帶波形DSB）波形。4用示波器觀察調(diào)制信號(hào)為方波、三角波的調(diào)幅波。 四、基本原理所謂調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩（載波）的幅度，使其成為帶有低頻信息的調(diào)幅波。目前由于集成電路的發(fā)展，集成模擬相乘器得到廣泛的應(yīng)用，為此本實(shí)驗(yàn)采用價(jià)格較低廉的MC1496集成模擬相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅之功能。 1MC1496簡(jiǎn)

23、介MC1496是一種四象限模擬相乘器，其內(nèi)部電路以及用作振幅調(diào)制器時(shí)的外部連接如圖8-1所示。由圖可見(jiàn)，電路中采用了以反極性方式連接的兩組差分對(duì)（T1T4），且這兩組差分對(duì)的恒流源管（T5、T6）又組成了一個(gè)差分對(duì)，因而亦稱為雙差分對(duì)模擬相乘器。其典型用法是：、腳間接一路輸入（稱為上輸入v1），、腳間接另一路輸入（稱為下輸入v2），、腳分別經(jīng)由集電極電阻Rc接到正電源+12V上，并從、腳間取輸出vo。、腳間接負(fù)反饋電阻Rt。腳到地之間接電阻RB，它決定了恒流源電流I7、I8的數(shù)值，典型值為6.8k。腳接負(fù)電源-8V。、腳懸空不用。由于兩路輸入v1、v2的極性皆可取正或負(fù)，因而稱之為四象限模擬相

24、乘器。可以證明： ，因而，僅當(dāng)上輸入滿足v1VT (26mV)時(shí)，方有：，才是真正的模擬相乘器。本實(shí)驗(yàn)即為此例。圖8-1 MC1496內(nèi)部電路及外部連接 2MC1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路用1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路如圖8-2所示。圖中，與圖8-1相對(duì)應(yīng)之處是：8R08對(duì)應(yīng)于RT，8R09對(duì)應(yīng)于RB，8R03、8R10對(duì)應(yīng)于RC。此外，8W01用來(lái)調(diào)節(jié)（1）、（4）端之間的平衡，8W02用來(lái)調(diào)節(jié)（8）、（10）端之間的平衡。8K01開(kāi)關(guān)控制（1）端是否接入直流電壓，當(dāng)8K01置“on”時(shí)，1496的（1）端接入直流電壓，其輸出為正常調(diào)幅波（AM），調(diào)整8W03電位器，可改變調(diào)幅波的調(diào)制度。當(dāng)

25、8K01置“off”時(shí)，其輸出為平衡調(diào)幅波（DSB）。晶體管8Q01為隨極跟隨器，以提高調(diào)制器的帶負(fù)載能力。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1）在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān)，按下模塊上開(kāi)關(guān)8K1，此時(shí)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。（2）調(diào)制信號(hào)源：采用低頻信號(hào)源中的函數(shù)發(fā)生器，其參數(shù)調(diào)節(jié)如下（示波器監(jiān)測(cè)）：· 頻率范圍：1kHz· 波形選擇：正弦波· 輸出峰-峰值：300mV（3）載波源：采用高頻信號(hào)源：· 工作頻率：2MHz用頻率計(jì)測(cè)量；· 輸出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器觀測(cè)。 2輸入失調(diào)電壓的調(diào)整（交流饋通電壓

26、的調(diào)整） 集成模擬相乘器在使用之前必須進(jìn)行輸入失調(diào)調(diào)零，也就是要進(jìn)行交流饋通電壓的調(diào)整，其目的是使相乘器調(diào)整為平衡狀態(tài)。因此在調(diào)整前必須將開(kāi)關(guān)8K01置“off”（往下?lián)埽?，以切斷其直流電壓。交流饋通電壓指的是相乘器的一個(gè)輸入端加上信號(hào)電壓，而另一個(gè)輸入端不加信號(hào)時(shí)的輸出電壓，這個(gè)電壓越小越好。（1）載波輸入端輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié) 把調(diào)制信號(hào)源輸出的音頻調(diào)制信號(hào)加到音頻輸入端（8P02），而載波輸入端不加信號(hào)。用示波器監(jiān)測(cè)相乘器輸出端（8TP03）的輸出波形，調(diào)節(jié)電位器8W02，使此時(shí)輸出端（8TP03）的輸出信號(hào)（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）最小。（2）調(diào)制輸入端輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié) 把載波源輸出的載波

27、信號(hào)加到載波輸入端（8P01），而音頻輸入端不加信號(hào)。用示波器監(jiān)測(cè)相乘器輸出端（8TP03）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器8W01使此時(shí)輸出（8TP03）的輸出信號(hào)（稱為載波輸入端饋通誤差）最小。圖8-2 1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路 3DSB（抑制載波雙邊帶調(diào)幅）波形觀察在載波輸入、音頻輸入端已進(jìn)行輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)（對(duì)應(yīng)于8W02、8W01調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上），可進(jìn)行DSB的測(cè)量。（1）DSB信號(hào)波形觀察將高頻信號(hào)源輸出的載波接入載波輸入端（8P01），低頻調(diào)制信號(hào)接入音頻輸入端（8P02）。示波器CH1接調(diào)制信號(hào)（可用帶“鉤”的探頭接到8TP02上），示波器CH2接調(diào)幅輸出端（8TP03），即可觀察到調(diào)

28、制信號(hào)及其對(duì)應(yīng)的DSB信號(hào)波形。其波形如圖8-3所示，如果觀察到的DSB波形不對(duì)稱，應(yīng)微調(diào)8W01電位器。圖8-3 圖8-4（2）DSB信號(hào)反相點(diǎn)觀察 為了清楚地觀察雙邊帶信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的反相，必須降低載波的頻率。本實(shí)驗(yàn)可將載波頻率降低為100KHZ（需另配100KHZ的函數(shù)發(fā)生器），幅度仍為200mv。調(diào)制信號(hào)仍為1KHZ（幅度300mv）。 增大示波器X軸掃描速率，仔細(xì)觀察調(diào)制信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的DSB信號(hào)，過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的波形應(yīng)該反相，如圖8-4所示。（3）DSB信號(hào)波形與載波波形的相位比較 在實(shí)驗(yàn)3（2）的基礎(chǔ)上，將示波器CH1改接8TP01點(diǎn)，把調(diào)制器的輸入載波波形與輸出DSB波形的相位進(jìn)

29、行比較，可發(fā)現(xiàn)：在調(diào)制信號(hào)正半周期間，兩者同相；在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周期間，兩者反相。4AM（常規(guī)調(diào)幅）波形測(cè)量 （1）AM正常波形觀測(cè) 在保持輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，將開(kāi)關(guān)8K01置“on”（往上撥），即轉(zhuǎn)為正常調(diào)幅狀態(tài)。載波頻率仍設(shè)置為2MHZ（幅度200mv），調(diào)制信號(hào)頻率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可觀察到正常的AM波形，如圖8-5所示。圖8-5調(diào)整電位器8W03，可以改變調(diào)幅波的調(diào)制度。在觀察輸出波形時(shí)，改變音頻調(diào)制信號(hào)的頻率及幅度，輸出波形應(yīng)隨之變化。（2）不對(duì)稱調(diào)制度的AM波形觀察 在AM正常波形調(diào)整的基礎(chǔ)上，改變8W02，可觀察到調(diào)制

30、度不對(duì)稱的情形。最后仍調(diào)制到調(diào)制度對(duì)稱的情形。（3）過(guò)調(diào)制時(shí)的AM波形觀察 在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，即載波2MHZ（幅度200mv），音頻調(diào)制信號(hào)1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03。調(diào)整8W03使調(diào)制度為100%，然后增大音頻調(diào)制信號(hào)的幅度，可以觀察到過(guò)調(diào)制時(shí)AM波形，并與調(diào)制信號(hào)波形作比較。（4）增大載波幅度時(shí)的調(diào)幅波觀察 保持調(diào)制信號(hào)輸入不變，逐步增大載波幅度，并觀察輸出已調(diào)波。可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)載波幅度增大到某值時(shí)，已調(diào)波形開(kāi)始有失真；而當(dāng)載波幅度繼續(xù)增大時(shí)，已調(diào)波形包絡(luò)出現(xiàn)模糊。最后把載波幅度復(fù)原（200mv）。（5）調(diào)制信號(hào)為三角波和方波時(shí)的調(diào)幅波觀察 保

31、持載波源輸出不變，但把調(diào)制信號(hào)源輸出的調(diào)制信號(hào)改為三角波（峰峰值200mv）或方波（200mv），并改變其頻率，觀察已調(diào)波形的變化，調(diào)整8W03，觀察輸出波形調(diào)制度的變化。 5調(diào)制度Ma的測(cè)試我們可以通過(guò)直接測(cè)量調(diào)制包絡(luò)來(lái)測(cè)出Ma。將被測(cè)的調(diào)幅信號(hào)加到示波器CH1或CH2，并使其同步。調(diào)節(jié)時(shí)間旋鈕使熒光屏顯示幾個(gè)周期的調(diào)幅波波形，如圖8-6所示。根據(jù)Ma的定義，測(cè)出A、B，即可得到Ma。圖8-6六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理按實(shí)驗(yàn)步驟所得數(shù)據(jù)，繪制記錄的波形，并作出相應(yīng)的結(jié)論。2畫(huà)出DSB波形和時(shí)的AM波形，比較兩者的區(qū)別。3總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)。實(shí)驗(yàn)9 振幅解調(diào)器（包絡(luò)檢波、同步檢波）、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

32、1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 振幅解調(diào)l 二極管包絡(luò)檢波l 模擬乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l 集成乘法器幅度解調(diào)電路模塊l 晶體二極管檢波器模塊l 高頻信號(hào)源l 雙蹤示波器l 萬(wàn)用表 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 2掌握用包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn)AM波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對(duì)AM波解調(diào)影響；3理解包絡(luò)檢波器只能解調(diào)m100的AM波，而不能解調(diào)m100的AM波以及DSB波的概念；4掌握用MC1496模擬乘法器組成的同步檢波器來(lái)實(shí)現(xiàn)AM波和DSB波解調(diào)的方法；5了解輸出端的低通濾波器對(duì)AM波解調(diào)、DSB波解調(diào)的影響；6理解同步檢波器能解調(diào)各種AM波以及DS

33、B波的概念。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；2用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；3用示波器觀察普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)中的對(duì)角切割失真和底部切割失真的現(xiàn)象。四、基本原理振幅解調(diào)即是從振幅受調(diào)制的高頻信號(hào)中提取原調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，亦稱為檢波。通常，振幅解調(diào)的方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。 1二極管包絡(luò)檢波二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡(jiǎn)單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號(hào)電平較大（俗稱大信號(hào)，通常要求峰一峰值為1.5V以上）的AM波。它具有電路簡(jiǎn)單，檢波線性好，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)電路主要包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分，如圖9-1所

34、示。圖中，10D01為檢波管，10C02、10R08、10C07構(gòu)成低通濾波器，10R01、10W01為二極管檢波直流負(fù)載，10W01用來(lái)調(diào)節(jié)直流負(fù)載大小，10R02與10W02相串構(gòu)成二極管檢波交流負(fù)載，10W02用來(lái)調(diào)節(jié)交流負(fù)載大小。開(kāi)關(guān)10K01是為二極管檢波交流負(fù)載的接入與斷開(kāi)而設(shè)置的，10K01置“on”為接入交流負(fù)載，10K01置“off”為斷開(kāi)交流負(fù)載。10K02開(kāi)關(guān)控制著檢波器是接入交流負(fù)載還是接入后級(jí)低放。開(kāi)關(guān)10K02撥至左側(cè)時(shí)接交流負(fù)載，撥至右側(cè)時(shí)接后級(jí)低放。當(dāng)檢波器構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，需與后級(jí)低放接通。10BG01、10BG02對(duì)檢波后的音頻進(jìn)行放大，放大后音頻信號(hào)由10P02

35、輸出，因此10K02可控制音頻信號(hào)是否輸出，調(diào)節(jié)10W03可調(diào)整輸出幅度。圖中，利用二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娐返某浞烹姇r(shí)間常數(shù)不同（實(shí)際上，相差很大）來(lái)實(shí)現(xiàn)檢波，所以RC時(shí)間常數(shù)的選擇很重要。RC時(shí)間常數(shù)過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì)角切割失真（又稱惰性失真）。RC常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：其中：為調(diào)幅系數(shù)，為調(diào)制信號(hào)角頻率。當(dāng)檢波器的直流負(fù)載電阻R與交流音頻負(fù)載電阻不相等，而且調(diào)幅度又相當(dāng)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生底邊切割失真（又稱負(fù)峰切割失真），為了保證不產(chǎn)生底邊切割失真應(yīng)滿足。圖9-1 二極管包絡(luò)檢波電路2同步檢波 同步檢波又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步（同頻、同相）的一個(gè)恢復(fù)載波

36、與已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)出調(diào)制信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)采用MC1496集成電路來(lái)組成解調(diào)器，如圖9-2所示。圖中，恢復(fù)載波vc先加到輸入端9P01上，再經(jīng)過(guò)電容9C01加在、腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上，再經(jīng)過(guò)電容9C02加在、腳之間。相乘后的信號(hào)由（6）腳輸出，再經(jīng)過(guò)由9C04、9C05、9R06組成的P型低通濾波器濾除高頻分量后，在解調(diào)輸出端（9P03）提取出調(diào)制信號(hào)。需要指出的是，在圖9-2中對(duì)1496采用了單電源（+12V）供電，因而腳需接地，且其它腳亦應(yīng)偏置相應(yīng)的正電位，恰如圖中所示。五、實(shí)驗(yàn)步驟（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1選擇好需做實(shí)驗(yàn)的模塊：集成乘法器幅度調(diào)

37、制電路、二極管檢波器、集成乘法器幅度解調(diào)電路。2接通實(shí)驗(yàn)板的電源開(kāi)關(guān)，使相應(yīng)電源指示燈發(fā)光，表示已接通電源即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。注意：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)仍需重復(fù)實(shí)驗(yàn)8中部分內(nèi)容，先產(chǎn)生調(diào)幅波，再供這里解調(diào)之用。 （二）二極管包絡(luò)檢波1AM波的解調(diào)（1）的AM波的解調(diào) AM波的獲得與實(shí)驗(yàn)8的五、4中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相同，低頻信號(hào)或函數(shù)發(fā)生器作為調(diào)制信號(hào)源（輸出300mVp-p的1kHz正弦波），以高頻信號(hào)源作為載波源（輸出200mVp-p的2MHz正弦波），調(diào)節(jié)8W03，便可從幅度調(diào)制電路單元上輸出的AM波，其輸出幅度（峰-峰值）至少應(yīng)為0.8V。 AM波的包絡(luò)檢波器解調(diào)先斷開(kāi)檢波器交流負(fù)載（10K01=off），把

38、上面得到的AM波加到包絡(luò)檢波器輸入端（10P01），即可用示波器在10TP02觀察到包絡(luò)檢波器的輸出，并記錄輸出波形。為了圖9-2 MC1496 組成的解調(diào)器實(shí)驗(yàn)電路更好地觀察包絡(luò)檢波器的解調(diào)性能，可將示波器CH1接包絡(luò)檢波器的輸入10TP01，而將示波器CH2接包絡(luò)檢波器的輸出10TP02（下同）。調(diào)節(jié)直流負(fù)載的大?。ㄕ{(diào)10W01），使輸出得到一個(gè)不失真的解調(diào)信號(hào)，畫(huà)出波形。 觀察對(duì)角切割失真保持以上輸出，調(diào)節(jié)直流負(fù)載（調(diào)10W01），使輸出產(chǎn)生對(duì)角失真，如果失真不明顯可以加大調(diào)幅度（即調(diào)整8W03），畫(huà)出其波形，并記算此時(shí)的值。觀察底部切割失真當(dāng)交流負(fù)載未接入前，先調(diào)節(jié)10W01使解調(diào)信號(hào)

39、不失真。然后接通交流負(fù)載（10K01至“on”，10K02至左側(cè)），示波器CH2接10TP03。調(diào)節(jié)交流負(fù)載的大?。ㄕ{(diào)10W02），使解調(diào)信號(hào)出現(xiàn)割底失真，如果失真不明顯，可加大調(diào)幅度（即增大音頻調(diào)制信號(hào)幅度）畫(huà)出其相應(yīng)的波形，并計(jì)算此時(shí)的。當(dāng)出現(xiàn)割底失真后，減?。p小音頻調(diào)制信號(hào)幅度）使失真消失，并計(jì)算此時(shí)的。在解調(diào)信號(hào)不失真的情況下，將10K02撥至右側(cè)，示波器CH2接10TP04，可觀察到放大后音頻信號(hào)，調(diào)節(jié)10W03音頻幅度會(huì)發(fā)生變化。（2）的AM波的解調(diào)調(diào)節(jié)8W03，使=100%，觀察并記錄檢波器輸出波形。（3）的AM波的解調(diào)加大音頻調(diào)制信號(hào)幅度，使>100%,觀察并記錄檢波器

40、輸出波形。（4）調(diào)制信號(hào)為三角波和方波的解調(diào)在上述情況下，恢復(fù)，調(diào)節(jié)10W01和10W02，使解調(diào)輸出波形不失真。然后將低頻信號(hào)源的調(diào)制信號(hào)改為三解波和方波（由K101控制），即可在檢波器輸出端（10TP02、10TP03、10TP04）觀察到與調(diào)制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的波形，調(diào)節(jié)音頻信號(hào)的頻率（低頻信號(hào)源中W101），其波形也隨之變化。 2DSB波的解調(diào)采用實(shí)驗(yàn)8中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大載波信號(hào)及調(diào)制信號(hào)幅度，使得在調(diào)制電路輸出端產(chǎn)生較大幅度的DSB信號(hào)。然后把它加到二極管包絡(luò)檢波器的輸入端，觀察并記錄檢波器的輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。 （三）集成電路（乘法器）構(gòu)成的同步檢波1.A

41、M波的解調(diào) 將幅度調(diào)制電路的輸出接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端(9P02)。解調(diào)電路的恢復(fù)載波，可用鉚孔線直接與調(diào)制電路中載波輸入相連，即9P01與8P01相連。示波器CH1接調(diào)幅信號(hào)9TP02，CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察并記錄當(dāng)調(diào)制電路輸出為=30%、=100%、>100%時(shí)三種AM的解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。2DSB波的解調(diào)采用實(shí)驗(yàn)8的五、3中相同的方法來(lái)獲得DSB波，并加入到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端，而其它連線均保持不變，觀察并記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。改變調(diào)制信號(hào)的頻率及幅度，觀察解調(diào)信號(hào)有何變化。將調(diào)制信號(hào)改成三角波和方波，再觀察解調(diào)輸出波形

42、。（四）調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)按圖9-3可構(gòu)成調(diào)幅與檢波的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。圖9-3 調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖將電路按圖9-3連接好后，按照上述實(shí)驗(yàn)的方法，將幅度調(diào)制電路和檢波電路調(diào)節(jié)好，使檢波后的輸出波形不失真。然后將檢波后音頻信號(hào)接入低頻信號(hào)源中的功放輸入，即用鉚孔線將二極管檢波器輸出10P01（注意10K01、10K02的位置）與低頻信號(hào)源中的“功放輸入”P(pán)102相連，或?qū)⑼綑z波器輸出9TP03與“功入輸入”相連，便可在揚(yáng)聲器中發(fā)出聲音。改變調(diào)制信號(hào)的頻率、聲音也會(huì)發(fā)生變化。將低頻信號(hào)源中開(kāi)關(guān)K102撥至“音樂(lè)輸出”，揚(yáng)聲器中就有音樂(lè)聲音。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1由本實(shí)驗(yàn)歸納出兩種檢波器的解調(diào)特性，以“能

43、否正確解調(diào)”填入表中。輸入的調(diào)幅波AM波DSB=30%=100%>100%包絡(luò)檢波同步檢波 2觀察對(duì)角切割失真和底部切割失真現(xiàn)象并分析產(chǎn)生的原因。 3對(duì)實(shí)驗(yàn)中的兩種解調(diào)方式進(jìn)行總結(jié)。實(shí)驗(yàn)10 高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：l 諧振功率放大器的基本工作原理（基本特點(diǎn)，電壓、電流波形）l 諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)l 集電極負(fù)載變化對(duì)諧振功率放大器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：l 高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)Kl 雙蹤示波器l 萬(wàn)用表l 頻率計(jì)l 高頻信號(hào)源二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)丙類功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性。2掌握輸

44、入激勵(lì)電壓，集電極電源電壓及負(fù)載變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響。3通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解調(diào)幅的工作原理。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，并分析其特點(diǎn)；2測(cè)試丙類功放的調(diào)諧特性；3測(cè)試負(fù)載變化時(shí)三種狀態(tài)（欠壓、臨界、過(guò)壓）的余弦電流波形；4觀察激勵(lì)電壓、集電極電壓變化時(shí)余弦電流脈沖的變化過(guò)程；5觀察功放基極調(diào)幅波形。四、基本原理 1丙類調(diào)諧功率放大器基本工作原理放大器按照電流導(dǎo)通角的范圍可分為甲類、乙類及丙類等不同類型。功率放大器電流導(dǎo)通角越小，放大器的效率則越高。丙類功率放大器的電流導(dǎo)通角<90°,效率可達(dá)80%，通常作為發(fā)射機(jī)末級(jí)功放以獲得較大的輸出功率和較高的

45、效率。為了不失真地放大信號(hào)，它的負(fù)載必須是LC諧振回路。由于丙類調(diào)諧功率放大器采用的是反向偏置，在靜態(tài)時(shí)，管子處于截止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)激勵(lì)信號(hào)足夠大，超過(guò)反偏壓及晶體管起始導(dǎo)通電壓之和時(shí)，管子才導(dǎo)通。這樣，管子只有在一周期的一小部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通。所以集電極電流是周期性的余弦脈沖，波形如圖10-1所示。 圖10-1 折線法分析非線性電路電流波形根據(jù)調(diào)諧功率放大器在工作時(shí)是否進(jìn)入飽和區(qū)，可將放大器分為欠壓、過(guò)壓和臨界三種工作狀態(tài)。若在整個(gè)周期內(nèi)，晶體管工作不進(jìn)入飽和區(qū)，也即在任何時(shí)刻都工作在放大區(qū)，稱放大器工作在欠壓狀態(tài)；若剛剛進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣，稱放大器工作在臨界狀態(tài)；若晶體管工作時(shí)有部分時(shí)間進(jìn)入飽和區(qū)

46、，則稱放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)。放大器的這三種工作狀態(tài)取決于電源電壓、偏置電壓、激勵(lì)電壓幅值以及集電極等效負(fù)載電阻。（1）激勵(lì)電壓幅值變化對(duì)工作狀態(tài)的影響當(dāng)調(diào)諧功率放大器的電源電壓、偏置電壓和負(fù)載電阻保持恒定時(shí)，激勵(lì)振幅變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響如圖10-2所示。圖10-2 變化對(duì)工作狀態(tài)的影響由圖可以看出，當(dāng)增大時(shí)，、也增大；當(dāng)增大到一定程度，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過(guò)壓，電流波形出現(xiàn)凹陷，但此時(shí)還會(huì)增大（如）。（2）負(fù)載電阻變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響當(dāng)、保持恒定時(shí)，改變集電極等效負(fù)載電阻對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響，如圖10-3所示。 圖10-3 不同負(fù)載電阻時(shí)的動(dòng)態(tài)特性圖10-3表示在三種不同負(fù)

47、載電阻時(shí)，做出的三條不同動(dòng)態(tài)特性曲線QA1、QA2、AQ3A3。其中QA1對(duì)應(yīng)于欠壓狀態(tài)，QA2對(duì)應(yīng)于臨界狀態(tài)，AQ3A3對(duì)應(yīng)于過(guò)壓狀態(tài)。QA1相對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻較小，也較小，集電極電流波形是余弦脈沖。隨著增加，動(dòng)態(tài)負(fù)載線的斜率逐漸減小，逐漸增大，放大器工作狀態(tài)由欠壓到臨界，此時(shí)電流波形仍為余弦脈沖，只是幅值比欠壓時(shí)略小。當(dāng)繼續(xù)增大，進(jìn)一步增大，放大器進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)載線A3Q與飽和線相交，此后電流隨沿飽和線下降到A3，電流波形頂端下凹，呈馬鞍形。（3）電源電壓變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響在、保持恒定時(shí)，集電極電源電壓變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響如圖10-4所示。圖10-4 改變時(shí)對(duì)工作狀態(tài)

48、的影響由圖可見(jiàn)，變化，也隨之變化，使得和的相對(duì)大小發(fā)生變化。當(dāng)較大時(shí)，具有較大數(shù)值，且遠(yuǎn)大于,放大器工作在欠壓狀態(tài)。隨著減小，也減小，當(dāng)接近時(shí)，放大器工作在臨界狀態(tài)。再減小，小于時(shí)，放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)。圖10-4中，>時(shí)，放大器工作在欠壓狀態(tài)；=時(shí)，放大器工作在臨界狀態(tài)；<時(shí)，放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)。即當(dāng)由大變小時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過(guò)壓， 波形也由余弦脈沖波形變?yōu)橹虚g凹陷的脈沖波。2高頻功率放大器實(shí)驗(yàn)電路高頻功率放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖10-5所示。圖10-5 高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)圖本實(shí)驗(yàn)單元由兩級(jí)放大器組成，11BG02是前置放大級(jí)，工作在甲類線性狀態(tài)，以適應(yīng)較小的輸入信號(hào)

49、電平。11TP01、11TP02為該級(jí)輸入、輸出測(cè)量點(diǎn)。由于該級(jí)負(fù)載是電阻，對(duì)輸入信號(hào)沒(méi)有濾波和調(diào)諧作用，因而既可作為調(diào)幅放大，也可作為調(diào)頻放大。11BG01為丙類高頻功率放大電路，其基極偏置電壓為零，通過(guò)發(fā)射極上的電壓構(gòu)成反偏。因此，只有在載波的正半周且幅度足夠大時(shí)才能使功率管導(dǎo)通。其集電極負(fù)載為L(zhǎng)C選頻諧振回路，諧振在載波頻率上以選出基波，因此可獲得較大的功率輸出。本實(shí)驗(yàn)功放有兩個(gè)選頻回路，由11K03來(lái)選定。當(dāng)11K03撥至左側(cè)時(shí)，所選的諧振回路諧振頻率為6.3MHZ左右，此時(shí)的功放可用于構(gòu)成無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)。當(dāng)11K03撥至右側(cè)時(shí)，諧振回路揩振頻率為1.9MHZ左右。此時(shí)可用于測(cè)量三種狀態(tài)

50、（欠壓、臨界、過(guò)壓）下的電流脈沖波形，因頻率較低時(shí)測(cè)量效果較好。11K04用于控制負(fù)載電阻的接通與否，11W02電位器用來(lái)改變負(fù)載電阻的大小。11W01用來(lái)調(diào)整功放集電極電源電壓的大?。ㄖC振回路頻率為1.9MHZ左右時(shí)）。在功放構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，11K02控制功放是由天線發(fā)射輸出還是直接通過(guò)電纜輸出。當(dāng)11K02往上撥時(shí)，功放輸出通過(guò)天線發(fā)射，11TP00為天線接入端。11K02往下?lián)軙r(shí)，功放通過(guò)11P03輸出。11P02為音頻信號(hào)輸入口，加入音頻信號(hào)時(shí)可對(duì)功放進(jìn)行基極調(diào)幅。11TP03為功放集電極測(cè)試點(diǎn)，11TP04為發(fā)射極測(cè)試點(diǎn)，可在該點(diǎn)測(cè)量電流脈沖波形。11TP06用于測(cè)量負(fù)載電阻大小。五、實(shí)

51、驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)箱主板上裝上高頻功率放大與射頻發(fā)射模塊，接通電源即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2激勵(lì)電壓、電源電壓及負(fù)載變化對(duì)丙類功放工作狀態(tài)的影響 （1）激勵(lì)電壓對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響開(kāi)關(guān)11K01置“on”，11K03置“右側(cè)”，11K02往下?lián)?。保持集電極電源電壓=6V（用萬(wàn)用表測(cè)11TP03直流電壓，調(diào)11W01等于6V），負(fù)載電阻=8K（11K04置“off”，用萬(wàn)用表測(cè)11TP06電阻，調(diào)11W02使其為8K，然后11K04置“on”）不變。高頻信號(hào)源頻率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰峰值），連接至功放模塊輸入端（11P01）。示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。調(diào)整高頻

52、信號(hào)源頻率，使功放諧振即輸出幅度（11TP03）最大。改變信號(hào)源幅度，即改變激勵(lì)信號(hào)電壓，觀察11TP04電壓波形。信號(hào)源幅度變化時(shí)，應(yīng)觀察到欠壓、臨界、過(guò)壓脈沖波形。其波形如圖10-6所示（如果波形不對(duì)稱，應(yīng)微調(diào)高頻信號(hào)源頻率）。圖10-6 三種狀態(tài)下的電流脈沖波形 （2）集電極電源電壓對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響 保持激勵(lì)電壓（11TP01電壓為200mv峰峰值）、負(fù)載電阻=8K不變，改變功放集電極電壓（調(diào)整11W01電位器，使為510V變化），觀察11TP04電壓波形。調(diào)整電壓時(shí)，仍可觀察到圖10-6的波形，但此時(shí)欠壓波形幅度比臨界時(shí)稍大。 （3）負(fù)載電阻變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響 保持功放集

53、電極電壓=6V，激勵(lì)電壓（11TP01點(diǎn)電壓、150mv峰峰值）不變，改變負(fù)載電阻（調(diào)整11W02電位器，注意11K04至“on”），觀察11TP04電壓波形。同樣能觀察到圖10-6的脈沖波形，但欠壓時(shí)波形幅度比臨界時(shí)大。測(cè)出欠壓、臨界、過(guò)壓時(shí)負(fù)載電阻的大小。測(cè)試電阻時(shí)必須將11K04撥至“off”，測(cè)完后再撥至”on”。 3功放調(diào)諧特性測(cè)試 11K01置“on”，11K02往下?lián)埽?1K03置“左側(cè)”。前置級(jí)輸入信號(hào)幅度峰峰值為200mv（11TP01）。頻率范圍從5.2MHZ7.2MHZ，用示波器測(cè)量11TP03的電壓值，并填入表10-1，然后畫(huà)出頻率與電壓的關(guān)系曲線。表10-1f（MHZ）5.2 5.55.86.06.26.46.77.07.3()4功放調(diào)幅波的觀察保持上述3的狀態(tài)，調(diào)整高頻信號(hào)源的頻率，使功放諧振，即使11TP03點(diǎn)輸出幅度最大。然后從11P02輸入音頻調(diào)制信號(hào)，用示波器觀察11TP03的波形。此時(shí)該點(diǎn)波形應(yīng)為調(diào)幅波，改變音頻信號(hào)的幅度，輸出調(diào)幅波的調(diào)制度應(yīng)發(fā)生變化。改變調(diào)制信號(hào)的頻率，調(diào)幅波的包絡(luò)亦隨之變化。六、