高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書正文

1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完成指定的預(yù)習(xí)任務(wù)，要求如下。（1）認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析、掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行估算。（2）完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容，熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（3）熟悉實(shí)驗(yàn)中所用各儀器的使用方法及注意事項(xiàng)。2. 使用儀器前必須掌握其性能、操作方法及注意事項(xiàng)，使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。3. 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真接線，仔細(xì)檢查，確定無(wú)誤后再接通電源。4. 高頻電路實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。（1）各實(shí)驗(yàn)?zāi)K板所需的正負(fù)電源應(yīng)另外使用導(dǎo)線進(jìn)行連接。（2）高頻電路頻率較高，分布參數(shù)及相互感應(yīng)的影響較大，因此在接線時(shí)連線應(yīng)盡可能短。接地點(diǎn)必須接觸良好，以減少干擾。（3）做混頻、FM相位鑒頻實(shí)

2、驗(yàn)時(shí)，最好采用掃頻儀、頻譜儀，效果更佳。5. 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有元件冒煙、異味等破壞性異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)教師。找出原因、排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要改接線時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源后再拆線、接線。7. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象）。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)教師審閱簽字后再拆除實(shí)驗(yàn)線路。8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源，并將儀器、設(shè)備、工具、導(dǎo)線等按規(guī)定整理好。9. 實(shí)驗(yàn)后每個(gè)同學(xué)必須按要求獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。10. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意培養(yǎng)以下能力。（1）根據(jù)所學(xué)理論正確分析提供的實(shí)驗(yàn)電路，找出可調(diào)元件的內(nèi)在聯(lián)系，完成對(duì)電路有關(guān)參數(shù)

3、的調(diào)整，使測(cè)試結(jié)果符合性能指標(biāo)要求。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程養(yǎng)成記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的習(xí)慣。（3）根據(jù)測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果，繪制出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)曲線，寫出合乎要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第1章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用說(shuō)明1.1 DJ2007高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱DJ2007高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括八個(gè)物理單元模塊，即高低頻信號(hào)源模塊、數(shù)字頻率計(jì)模塊、小信號(hào)選頻放大及高功放模塊、調(diào)幅與檢波模塊、調(diào)頻與鑒頻模塊、正弦波振蕩及VCO模塊、鎖相環(huán)電路應(yīng)用模塊、混頻模塊，如圖1.1所示。單調(diào)諧放大 雙調(diào)諧放大高頻功率放大DJ2007高頻電路實(shí)驗(yàn)箱壓控振蕩器調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生 同步檢波 包絡(luò)檢波調(diào)頻振蕩器相位鑒頻器信號(hào)產(chǎn)生器鎖相環(huán)雙平衡

4、混頻三極管混頻頻率計(jì)12345678圖1.1 DJ2007高頻電子實(shí)驗(yàn)箱面板結(jié)構(gòu)圖DJ2007高頻電路實(shí)驗(yàn)箱采用了模塊化結(jié)構(gòu)，含有電源、信號(hào)源、頻率計(jì)、單元電路等模塊，可完成高頻電子線路課程規(guī)定的十多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)箱采用獨(dú)特的兩用板工藝，正面印有原理圖及相應(yīng)的符號(hào)，反面為印制導(dǎo)線，并焊有相應(yīng)的元器件，需要連接部分備有自鎖緊式連接線，需要測(cè)量及觀察的部分另設(shè)置有測(cè)試點(diǎn)，使用直觀、可靠、維修方便、簡(jiǎn)捷。本實(shí)驗(yàn)箱的特點(diǎn)是：克服了高頻實(shí)驗(yàn)箱信號(hào)質(zhì)量差、干擾嚴(yán)重、實(shí)驗(yàn)困難等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)箱使用靈活，便于升級(jí)與維修。1.1.1實(shí)驗(yàn)箱的技術(shù)性能（1）電源AC輸入：220V±10%DC輸出：

5、7;5V、±12V；最大輸出電流均為800mA（2）信號(hào)源（函數(shù)發(fā)生器）輸出波形：方波、三角波、正弦波幅值：正弦波V p-p：0-2V連續(xù)可調(diào)方 波V p-p：0-2V連續(xù)可調(diào)三角波V p-p：0-2V連續(xù)可調(diào)頻率范圍：0.415MHz連續(xù)可調(diào)音頻信號(hào)：1kHz，0.5V p-p連續(xù)可調(diào)（3）頻率計(jì)測(cè)頻范圍：200Hz15MHz靈敏度：優(yōu)于50mV計(jì)數(shù)單位：kHz顯示方式：LCD1.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）小信號(hào)單、雙調(diào)諧放大器（2）丙類高頻功率放大器（3）調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生（4）調(diào)幅波信號(hào)的解調(diào)（5）變?nèi)荻O管調(diào)諧振蕩器（6）相位鑒頻器（7）LC電容反饋三點(diǎn)式振蕩器（8）石英晶體振蕩器（9

6、）非正弦波壓控振蕩及調(diào)頻（10）鎖相環(huán)電路應(yīng)用（11）二極管雙平衡混頻（12）三極管混頻實(shí)驗(yàn)1.2 HFT-TG302高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱HFT-TG302高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱與IST-B型智能信號(hào)測(cè)試儀配套使用，可完成高頻電子線路課程中規(guī)定的多種實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)箱主要分為電路實(shí)驗(yàn)區(qū)和電路開發(fā)區(qū)兩大部分，內(nèi)含DDS信號(hào)源；提供了真正意義上的高頻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（工作頻率2MHz以上），采用了雙面印刷電路板工藝，各部分的電路元器件焊接在正面，需要連接的部分備有短接片，需要測(cè)量和觀察的部分專門設(shè)置了測(cè)試點(diǎn)，使用直觀、可靠，維修方便、簡(jiǎn)捷。HFT-TG302高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱面板結(jié)構(gòu)圖如圖1.2所示。電源保護(hù)電路輸

7、 出電 路電 源 輸 出 接 線 柱小信號(hào)調(diào)諧放大器 振幅調(diào)制電路二極管包絡(luò)檢波振蕩器變?nèi)荻O管調(diào)頻電路相位鑒頻器（FM解調(diào)器）集 成鎖相環(huán)面包板面包板數(shù)碼管 直接數(shù)字頻率合成（D D S）鍵 盤圖1.2 HFT-TG302高頻電子實(shí)驗(yàn)箱面板結(jié)構(gòu)圖喇叭1.2.1 技術(shù)性能（1）直流電源輸入：+5V，-5V，+12V，-12V（2）DDS信號(hào)源：:頻率范圍為1Hz-2MHz，分辨率為1Hz（3）電路實(shí)驗(yàn)板：一整塊實(shí)驗(yàn)板，可完成十余項(xiàng)典型的高頻電子線路實(shí)驗(yàn)。（4）電路開發(fā)區(qū)：進(jìn)口面包板兩塊。1.2.2 使用方法（1）將實(shí)驗(yàn)箱自各的專用電源線正確地接到智能信號(hào)測(cè)試儀相應(yīng)的直流電源上，接通開關(guān)，電源指

8、示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)箱主電源輸入正確。（2）跳線開關(guān)：實(shí)驗(yàn)箱面板上各部分單元電路都配有跳線開關(guān)，這些開關(guān)主要是保證該單元電路直流電源的加電。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，在斷開電源的狀態(tài)下按實(shí)驗(yàn)要求接好跳線開關(guān)，檢查無(wú)誤后再接通主電源。1.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）小信號(hào)調(diào)諧放大器（2）LC三點(diǎn)式振蕩器（3）振幅調(diào)制器（4）包絡(luò)檢波器（5）模擬集成鎖相環(huán)（6）變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器（7）鑒頻器（8）直接數(shù)字信號(hào)合成器DDS（9）調(diào)頻模擬通信系統(tǒng)1.3 NTG-401通信與高頻技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)KNTG-401通信與高頻技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K是為了高頻電子技術(shù)和通信原理兩門課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)以及有關(guān)

9、專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)之需要而準(zhǔn)備的基礎(chǔ)平臺(tái)?？紤]到微電子技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的充分融合，綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)安排了相當(dāng)一部分單片微型計(jì)算機(jī)和可編程邏輯器件應(yīng)用的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在高頻電子線路課程與通信課程的專業(yè)設(shè)計(jì)方面，綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)更突出了系統(tǒng)性、專業(yè)性和工程性，既安排了培養(yǎng)基本技能的課題，也安排了新技術(shù)新方法的應(yīng)用課題。本設(shè)計(jì)平臺(tái)豐富的硬件資源和專業(yè)內(nèi)容，與相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置配合使用，可以構(gòu)造出多種多樣的設(shè)計(jì)課題。學(xué)生可以根據(jù)自己的能力選擇合適的課題，獨(dú)立地完成有關(guān)設(shè)計(jì)，得到應(yīng)有的鍛煉和提高。成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生可以選擇一些難度大的題目，以提高自己的能力，展示自己的才華。本指導(dǎo)書根據(jù)綜合電子設(shè)計(jì)平臺(tái)的相關(guān)電路，配套使用，書中

10、提供的設(shè)計(jì)示例及其軟件都以在平臺(tái)上調(diào)試通過(guò)，可直接使用或供參考。NTG-401通信與高頻技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K提供的硬件可以實(shí)現(xiàn)下列各電路單元模塊。（1）LED燈驅(qū)動(dòng)電路（2）數(shù)碼管及電子顯示屏驅(qū)動(dòng)電路（3）單片機(jī)系統(tǒng)電路（4）邏輯譯碼電路（5）液晶接口電路（6）鍵盤電路（7）串行通信電路（8）IIC設(shè)備電路（9）模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（10）常用簡(jiǎn)單電路（11）數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（12）二進(jìn)制分頻器電路（13）CPLD器件及其外圍電路（14）數(shù)字電位器電路（15）電平選擇開關(guān)（16）輸出接口（17）高頻振蕩電路（18）調(diào)頻解調(diào)電路第2章 DJ2007實(shí)驗(yàn)箱高頻電子實(shí)驗(yàn)2.1 小信號(hào)調(diào)諧放大器2.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

11、1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步熟悉小信號(hào)諧振放大器的工作原理。（2）熟悉諧振回路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性。（3）熟悉信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)諧振回路的影響，從而了解擴(kuò)展頻帶的方法。（4）熟悉和了解放大器的動(dòng)態(tài)范圍及其測(cè)試方法。2.1.2 實(shí)驗(yàn)原理2.1.2.1 共射極高頻小信號(hào)等效電路密勒近似電路共射極高頻小信號(hào)放大電路如圖2.1所示，其中圖（a）為共射極放大電路的簡(jiǎn)化交流通路（圖中略去了R b、RL），圖（b）為高頻小信號(hào)等效電路的密勒近似電路。圖中r bb為基區(qū)體電阻，r be為發(fā)射極的小信號(hào)電阻。圖2.1 共射極高頻小信號(hào)放大器等效電路和幅頻特性(a) g m(b)+R sR c+-r beC tb+

12、-R sR c-r bbceg m+C t+-R tR c-ec+-(c)(d) f /Hzf HOu （2.1）互導(dǎo)g m為 （2.2）式中VT=26mV，所以 （2.3）等效電容Ct為 （2.4）其中，f T為BJT的特征頻率，可以從手冊(cè)中查到。 ，CM為密勒電容，為反偏勢(shì)壘電容，可以從手冊(cè)中查到。2.1.2.2 幅頻特性圖2.1（b）可進(jìn)一步等效為圖2.1（c）的形式，顯然是一RC低通電路?？梢运愕闷渲蓄l區(qū)電壓增益 （2.5）高頻源電壓增益 （2.6）其中f H為上限頻率 （2.7） （2.8）由公式（2.6）可得共發(fā)射極放大電路的幅頻特性如圖2.1（d）所示。2.1.2.3 RLC并聯(lián)

13、諧振電路RLC并聯(lián)諧振電路如圖2.2所示。由電路理論可知，RLC并聯(lián)諧振電路在電流源激勵(lì)下，其輸出電壓與電源頻率有關(guān)。圖2.2 RLC并聯(lián)諧振電路LCR+-阻抗 （2.9）諧振時(shí)阻抗最大，Z(j)=R，因而輸出電壓達(dá)到最大值。其諧振頻率 （2.10）電路的品質(zhì)因數(shù) （2.11）通頻帶 （2.12）2.1.2.4 高頻小信號(hào)諧振放大器的工作原理單調(diào)諧回路諧振放大器電路如圖2.4所示，雙調(diào)諧回路諧振放大器如圖2.5所示。（1）單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器由共發(fā)組態(tài)的晶體管和并聯(lián)諧振回路組成，其直流偏置由R1、R2、Re實(shí)現(xiàn)，C2為高頻旁路電容。輸入信號(hào)V1加在晶體管的b、e之間，放大后

14、，由并聯(lián)諧振回路（L、C、CT、R）選頻后，經(jīng)C3耦合輸出電壓Vo。 電壓增益根據(jù)定義，用Y參數(shù)等效電路，求得放大器諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率。其中，Y fe為晶體管的正向傳輸導(dǎo)納，g為回路兩端總電導(dǎo)，P1、P2為接入系數(shù)。 諧振曲線放大器失諧時(shí)其增益，其諧振曲線是放大器的相對(duì)電壓增益與輸入信號(hào)頻率的關(guān)系即 （2.13）對(duì)諧振放大器來(lái)說(shuō)，通常討論的f和f 0相差不會(huì)很大，可認(rèn)為f在f 0附近變化，則，其中。令稱為廣義失諧，則，取其模，得，諧振特性曲線如圖2.3(a)所示。圖2.3 諧振特性曲線-110.707(a)1=0.5(b)1=1=1.5 放大器的通頻帶根據(jù)通頻帶的定義，時(shí)所對(duì)應(yīng)的2f為放大

15、器的通頻帶。，則，因此。 放大器的矩形系數(shù)根據(jù)矩形系數(shù)定義：，其中2f 0.1是時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，即，因此。則矩形系數(shù)為K r0.1=10。單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，也就是它的諧振曲線與矩形相差較遠(yuǎn)，選擇性差。（2）雙調(diào)諧回路諧振放大器改善放大器選擇性和解決放大器的增益和通頻帶之間矛盾的有效方法之一是采用雙調(diào)諧回路諧振放大器。雙調(diào)諧回路諧振放大器具有頻帶較寬，選擇性較好的優(yōu)點(diǎn)，其諧振曲線如圖2.3(b)所示。雙調(diào)諧諧振放大器電路的性能參數(shù)如下。 電壓增益 （2.14）其中為耦合因數(shù)，為廣義失諧。發(fā)生諧振時(shí)，則，當(dāng)=1（臨界耦合狀態(tài)時(shí)），有。 通頻帶雙調(diào)諧回路放大器的諧振曲線表示式為

16、 （2.15）當(dāng)<1時(shí)為弱耦合；當(dāng)=1時(shí)為臨界耦合；當(dāng)>1時(shí)為強(qiáng)耦合。對(duì)于較常用的臨界耦合=1，有。 令，求出臨界耦合時(shí)的通頻帶為。雙調(diào)諧回路放大器的通頻帶比單調(diào)諧回路放大器加寬了倍。 矩形系數(shù)按定義，當(dāng)時(shí)，有，寄過(guò)計(jì)算可以求得，因此，。雙調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)較小，諧振曲線更接近于矩形。2.1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟2.1.3.1 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖2.4所示，按圖示連接電路（注意接線前先測(cè)量+12V電源電壓，無(wú)誤后，關(guān)斷電源再接線）。接線后仔細(xì)檢查，確認(rèn)無(wú)誤后接通電源。圖2.4 單調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路（1）靜態(tài)測(cè)量實(shí)驗(yàn)電路中R6=500，R71k，R8=2k，選R

17、e=1k。測(cè)量各靜態(tài)工作點(diǎn)，計(jì)算并填表2.1。表2.1 單調(diào)諧放大器靜態(tài)測(cè)量實(shí) 測(cè)計(jì) 算根據(jù)V判斷放大器是否工作在放大區(qū)V BV EI CV CE是否原因注：VB、VE是三極管的基極和發(fā)射極的電壓。（2）動(dòng)態(tài)研究 測(cè)放大器的動(dòng)態(tài)范圍V i V o（在諧振點(diǎn)）。實(shí)驗(yàn)電路中R3=10k，R4=2 k，R5=470，選R=10k，Re=1k，將高頻信號(hào)產(chǎn)生器的高頻輸出信號(hào)調(diào)到10.7MHz，V p-p為50mV，接到單回路諧振電路輸入端J1，電路輸出端J6接示波器。調(diào)節(jié)C4使回路諧振，輸出電壓幅度為最大。此時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)V i由20mV800mV，逐點(diǎn)記錄輸出電壓V o，填入表2.2中。V o的各點(diǎn)

18、測(cè)量值可根據(jù)實(shí)測(cè)情況來(lái)確定。表2.2 單調(diào)諧放大器動(dòng)態(tài)測(cè)量V i （mV）20800V o（V）Re = 1 kRe = 500Re = 2 k 當(dāng)Re分別為500、2k時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，將結(jié)果填入表中。在同一坐標(biāo)紙上畫出IC不同時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍曲線，并進(jìn)行分析和比較。 用掃頻儀調(diào)回路諧振曲線。仍選R=10k，Re=1k，將掃頻儀射頻輸出送入電路輸入端，電路輸出端接至掃頻儀檢波器輸入端。觀察回路諧振曲線（掃頻儀輸出衰減擋位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇適當(dāng)位置），調(diào)回路電容C4，使f =10.7MHz。 測(cè)量頻率放大器的頻率特性當(dāng)回路電阻R=10k時(shí)，將高頻信號(hào)發(fā)生器的高頻輸出信號(hào)調(diào)到10.7MHz，Vp-

19、p為50mV，接到單回路諧振電路輸入端J1，電路輸出端J6接示波器。調(diào)節(jié)C4使回路諧振，輸出電壓幅度為最大。以此時(shí)的回路諧振頻率f =10.7MHz為中心頻率，然后保持輸入電壓V i不變，改變頻率f由中心頻率向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)得在不同頻率f時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓V o，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表2.3中。頻率偏離范圍可根據(jù)實(shí)測(cè)情況來(lái)確定。計(jì)算f =10.7MHz時(shí)的電壓放大倍數(shù)及回路的通頻帶和Q值。 改變諧振回路電阻，即R分別為2k、470時(shí)，重復(fù)上述測(cè)試，并填入表中，計(jì)算、比較通頻帶情況。表2.3 單調(diào)諧放大器動(dòng)態(tài)測(cè)量f （MHz）10.7V o（V）R = 10 kR = 2 kR = 4702.1.3

20、.2 雙調(diào)諧放大器雙調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路見圖2.5所示。圖2.5 雙調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)電路按圖示連接電路，接線后仔細(xì)檢查，確認(rèn)無(wú)誤后接通電源。（1）用掃頻儀調(diào)雙回路諧振曲線實(shí)驗(yàn)電路中C15=3pF，C16=6pF，C17=9pF。觀察雙回路諧振曲線，選C=3pF，反復(fù)調(diào)整C12、C13使兩回路諧振在10.7MHz。（2）測(cè)雙回路放大器的頻率特性 按圖2.5所示連接電路，將高頻信號(hào)產(chǎn)生器高頻輸出端接至電路輸入端J9，選C=3pF，高頻輸出信號(hào)頻率置為10.7MHz，Vp-p為50mV，電路輸出端J14接示波器。反復(fù)調(diào)整C12、C13使兩回路諧振，輸出電壓幅度為最大，以此時(shí)的頻率為中心頻率，然后保持高頻

21、信號(hào)發(fā)生器輸出電壓不變，改變頻率，由中心頻率向兩邊逐點(diǎn)偏離，測(cè)得對(duì)應(yīng)的輸出頻率f和電壓值，并填入表2.4中。 改變耦合電容C為6pF、9pF，重復(fù)上述測(cè)試，并填入表2.4中。表2.4 單調(diào)諧放大器動(dòng)態(tài)測(cè)量f （MHz）10.7V o（V）C = 3 p FC = 6 p FC = 9 p F2.1.4 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（1）TDS-210數(shù)字存儲(chǔ)示波器（2）IST-B智能信號(hào)測(cè)試儀（掃頻儀）（3）萬(wàn)用表（4）DJ2007高頻電子實(shí)驗(yàn)箱2.1.5 預(yù)習(xí)要求（1）復(fù)習(xí)諧振回路的工作原理。（2）了解諧振放大器的電壓放大倍數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍、通頻帶及選擇性相互之間的關(guān)系。（3）實(shí)驗(yàn)電路中，若電感量L=1H，回路

22、總電容C=220pF（分布電容包括在內(nèi)），計(jì)算中心頻率f 0。2.1.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路的直流和交流等效電路，計(jì)算直流工作點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果比較。（2）整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。 計(jì)算單調(diào)諧回路接不同回路電阻時(shí)的幅頻特性和通頻帶，整理并分析原因。 說(shuō)明雙調(diào)諧回路耦合電容C對(duì)幅頻特性、通頻帶的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果找出單調(diào)諧回路和雙調(diào)諧回的優(yōu)缺點(diǎn)。（3）本放大器的動(dòng)態(tài)范圍是多少，（放大倍數(shù)下降1dB的折彎點(diǎn)V o定義為放大器的動(dòng)態(tài)范圍），討論IC對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響。2.2 丙類高頻功率放大器2.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）理解諧振功率放大器的工作原理、負(fù)載阻抗和激勵(lì)信號(hào)電壓變化對(duì)其工作狀態(tài)

23、的影響。（2）掌握諧振功率放大器的調(diào)諧特性、放大特性和負(fù)載特性。2.2.2 實(shí)驗(yàn)原理用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，這是無(wú)線電發(fā)射機(jī)中的重要組成部分。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型的功率放大器。電流導(dǎo)通角愈小，放大器的效率q愈高。如甲類功放的=180°，效率最高也只能達(dá)到50%，而丙類功放的<90°，效率可達(dá)到80%。甲類功率放大器適合作為中間級(jí)或輸出功率較小的末級(jí)功率放大器，丙類功率放大器通常作為末級(jí)功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。圖2.6為由兩級(jí)功率放大器組成的高頻功率放大器電路，其中晶體管Q1組成甲類

24、功率放大器，晶體管Q2組成丙類諧振功率放大器，這兩種功率放大器的應(yīng)用十分廣泛。2.2.2.1 甲類功率放大器（1）靜態(tài)工作點(diǎn)如圖2.6所示，晶體管Q1組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)。其中RB1、RB2為基極偏置電阻；RE1為直流負(fù)反饋電阻，以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RF1為交流負(fù)反饋電阻，可以提高放大器的輸入阻抗，穩(wěn)定增益。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由下列關(guān)系式確定。 （2.16）式中R F1通常為幾歐姆到幾十歐姆。 （2.17） （2.18） （2.19）圖2.6 高頻功率放大器（2）負(fù)載特性如圖2.6所示，甲類功率放大器的輸出負(fù)載由丙類功放的輸入阻抗決定，兩級(jí)間通過(guò)變壓器進(jìn)行耦合，因此甲類功放

25、的交流輸出功率Po可表示為： （2.20）式中，PH為輸出負(fù)載上的實(shí)際功率，B為變壓器的傳輸效率，一般為0.750.85。圖2.7為甲類功放的負(fù)載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點(diǎn)Q應(yīng)選在交流負(fù)載線AB的中點(diǎn)，此時(shí)集電極的負(fù)載電阻RH稱為最佳負(fù)載電阻。集電極的輸出功率PC的表達(dá)式為： （2.21）式中U Cm為集電極輸出的交流電壓振幅，。UCES稱為飽和壓降，約為1V。I Cm為交流電流的振幅，。圖2.7 甲類功放的負(fù)載特性如果變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)為N1，次級(jí)線圈臣數(shù)為N2，則 （2.22）式中RH為變壓器次級(jí)接入的負(fù)載電阻，即下級(jí)丙類功放的輸入阻抗。（3）功率增益與電壓放大器不同的是

26、功率放大器應(yīng)有一定的功率增益，對(duì)于圖2.7所示電路，甲類功率放大器不僅要為下一級(jí)功放提供一定的激勵(lì)功率，而且還要將前級(jí)輸入的信號(hào)進(jìn)行功率放大，功率增益AP的表達(dá)式為： （2.23）2.2.2.2 丙類功率放大器（1）基本關(guān)系式如圖2.6所示，丙類功率放大器的基極偏置電壓UBE是利用發(fā)射極電流的直流分量IEO（ICO）在射極電阻RE2上產(chǎn)生的壓降來(lái)提供的，故稱為自給偏壓電路。當(dāng)放大器的輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，集電極的輸出電流i c為余弦脈沖波，如圖2.8所示。圖2.8 丙類功放的基極、集電極電流和電壓波形利用諧振回路L2C3的選頻作用可輸出基波諧振電壓uc1，電流i c1。根據(jù)丙類功率放大器的基

27、極與集電極間的電流、電壓波形關(guān)系可得下列基本關(guān)系式： （2.24）式中uclm為集電極輸出的諧振電壓即基波電壓的振幅。Iclm為集電極基波電流振幅。Ro為集電極回路的諧振阻抗。 （2.25）式中，PC為集電極輸出功率。 （2.26）式中，PD為電源ucc供給的直流功率。ICO為集電極電流脈沖i c的直流分量。圖2.9為功放管特性曲線折線化后的輸入電壓u be與集電極電流脈沖i c的波形關(guān)系。圖2.9 輸入電壓u be與集電極電流脈沖i c的波形由圖可得 式中u j為晶體管導(dǎo)通電壓（硅管約為0.6V，鍺管約為0.3V）。Ubm為輸入電壓（或激勵(lì)電壓）的振幅。UB為基極直流偏壓，。當(dāng)輸入電壓uBE

28、大于導(dǎo)通電壓u j時(shí)，晶體管導(dǎo)通，工作在放大狀態(tài)，則基極電流脈沖I bm與集電極電流脈沖I cm成線性關(guān)系，即滿足： （2.27）因此基極電流脈沖的基波幅度I blm及直流分量I bo也可以表示為 （2.28）基極基波輸入功率P i為，放大器的功率增益A p為或dB。（2）負(fù)載特性當(dāng)功率放大器的電源電壓+u cc，基極偏壓u b，輸入電壓或稱激勵(lì)電壓u sm確定后，如果電流導(dǎo)通角選定，則放大器的工作狀態(tài)只取決于集電極回路的等效負(fù)載電阻R q。諧振功率放大器的交流負(fù)載特性如圖2.10所示。圖2.10 諧振功放的負(fù)載特性由圖可見，當(dāng)交流負(fù)載線正好穿過(guò)靜態(tài)特性曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)A時(shí)，管子的集電極電壓正好等

29、于管子的飽和壓降uCES，集電極電流脈沖接近最大值I cm。此時(shí)，集電極輸出的功率P c和效率都較高，此時(shí)放大器處于臨界工作狀態(tài)。R q所對(duì)應(yīng)的值稱為最佳負(fù)載電阻值，用R o表示，即 （2.29）當(dāng)R q<R o時(shí)，放大器處于欠壓工作狀態(tài)，如圖2.11中C點(diǎn)所示，集電極輸出電流雖然較大，但集電極電壓較小，因此輸出功率和效率都較小。當(dāng)R q>R o時(shí)，放大器處于過(guò)壓狀態(tài)，如圖2.11中B點(diǎn)所示，集電極電壓雖然較大，但集電極電流波形有凹陷，因此輸出功率較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。判斷放大器是否為臨界工作狀態(tài)的條件是： （2.30

30、）式中u cm為集電極輸出電壓幅度，u CES部晶體管飽和壓降。2.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖2.11所示。圖2.11丙類功率放大器電路原理圖（1）按圖接好實(shí)驗(yàn)?zāi)K所需電源+12V，負(fù)載電阻全部接上（約50），在輸入端J17接入f =6.5MHz、V i =50mV的信號(hào)，反復(fù)調(diào)整C24、C28，使其諧振在6.5MHz的頻率上。（2）實(shí)驗(yàn)電路中R25=820，R26=560，R27=270 ，R28=75。在輸入端J17接入f =6.5MHz的信號(hào)，同時(shí)用示波器測(cè)量輸入、輸出峰值電壓，將測(cè)量值填入表2.4中。表2.4 輸入、輸出峰值電壓測(cè)量數(shù)據(jù)VCCf =6.5MHz實(shí)測(cè)結(jié)果計(jì)算結(jié)果V

31、 iR LV iV oP iP o12V20mV75 270 560 100mV75 270 560 其中：V i為輸入電壓峰-峰值，V o為輸出電壓峰-峰值，P i為電源給出總功率（P i=VCC×I o），Po為輸出功率（Po=U2/RL）。（3）觀察放大特性從J17處輸入6.5MHz信號(hào)，信號(hào)大小從VP-P開始增加，永示波器探頭觀察發(fā)射極電壓波形（A點(diǎn)），直至觀察到下凹的電流波形為止，說(shuō)明此時(shí)功放管進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)（如果下凹的電流波形左右不對(duì)稱，則微調(diào)C24、C28可使其非對(duì)稱性得到適當(dāng)?shù)馗纳疲Ｈ绻倮^續(xù)增加輸入信號(hào)的大小，則可以觀測(cè)到電壓波形的下凹深度增加。（如果示波器探頭用&

32、#215;1擋看下凹不明顯，則用×10擋看。）（4）觀察負(fù)載特性輸入信號(hào)為V p-p=50mV左右。調(diào)C24、C28（此時(shí)負(fù)載應(yīng)為50，均連上），使電路諧振在6.5MHz上（此時(shí)從J28處用示波器觀察，波形應(yīng)不失真，且最大）。微調(diào)輸入信號(hào)大小，在A點(diǎn)的發(fā)射極處觀察，使放大器處于臨界工作狀態(tài)。改變負(fù)載（組合R25、R26、R27、R28的連接），用示波器在A點(diǎn)的發(fā)射極處能觀察到不同負(fù)載時(shí)的電流波形（由欠壓、臨界至過(guò)壓）。在改變負(fù)載時(shí)，應(yīng)保證輸入信號(hào)大小不變（即在最小負(fù)載50時(shí)處于臨界狀態(tài)）。同時(shí)在不同負(fù)載下，電路應(yīng)處于最佳諧振（即在J28處觀察到的波形應(yīng)最大且不失真。如果示波器探頭用&

33、#215;1擋看下凹不明顯，則用×10擋看。）2.2.4 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（1）TDS-210數(shù)字存儲(chǔ)示波器（2）IST-B智能信號(hào)測(cè)試儀（掃頻儀）（3）DI2007高頻電子實(shí)驗(yàn)箱（4）萬(wàn)用表2.2.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算各種情況下的I c、P o、P i、。（2）畫出放大器三種工作狀態(tài)（欠壓、臨界、過(guò)壓）的電流波形。（3）繪出負(fù)載特性曲線。（4）說(shuō)明電源電壓、輸出電壓、輸出功率的相互關(guān)系。（5）總結(jié)在功率放大器中對(duì)功率放大晶體管有哪些要求。2.3 調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生2.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅以及抑制載波雙邊帶調(diào)幅的方法與過(guò)程，并研究已調(diào)波

34、與二輸入信號(hào)的關(guān)系。（2）掌握測(cè)量調(diào)幅系數(shù)的方法。（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.3.2 實(shí)驗(yàn)原理幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號(hào)的控制作周期性的變化，變化的周期與調(diào)制信號(hào)周期相同，即振幅變化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。通常稱高頻信號(hào)為載波信號(hào)，低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬乘法器1496來(lái)構(gòu)成調(diào)幅器，圖2.12為1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動(dòng)對(duì)，由V1-V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一對(duì)差分電路，即V5與V6，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。 D

35、、V7、V8為差動(dòng)放大V5、V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在V1-V4的輸入端，即引腳（8）、（10）之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端即引腳（1）、（4）之間，引腳（2）、（3）腳外接1k電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，已調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極即引出腳（6）、（12）之間輸出。圖2.12 1496芯片內(nèi)部電路圖用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖2.13所示，圖中RP1用來(lái)調(diào)節(jié)引出腳（l）、（4）之間的平衡，RP2用來(lái)調(diào)節(jié)（8）、（10）腳之間的平衡，三極管V為射極跟隨器，以提高調(diào)幅帶負(fù)載的能力。2.3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖2.13所示。（1）直流調(diào)

36、制特性的測(cè)量 振幅調(diào)制器調(diào)零。將信號(hào)產(chǎn)生器的音頻輸出接到調(diào)制信號(hào)輸入端J2，輸入頻率為1k，幅度為50mV的正弦信號(hào)，調(diào)制輸出J10接示波器。用萬(wàn)用表測(cè)量A、B兩點(diǎn)的直流電壓，調(diào)節(jié)電位器RP2使|UAB|=0.1V。調(diào)節(jié)電位器RP1使J10輸出信號(hào)為最小，然后去掉輸入信號(hào)。圖2.13 1496構(gòu)成的調(diào)幅器電路 將信號(hào)產(chǎn)生器的高頻輸出接到載波信號(hào)輸入端J1，送入頻率為455K，幅度為50mV（P-P）的正弦信號(hào)，用萬(wàn)用表測(cè)量A、B之間的電壓，用示波器觀察調(diào)幅信號(hào)輸出端J10的波形。以UAB=0.1V為步長(zhǎng)，記錄RP2由一端調(diào)至另一端的輸出波形及其峰間值電壓，注意觀察相位變化，根據(jù)公式U O=K&

37、#215;UAB×U c計(jì)算出系數(shù)K值并填表。表2.5 調(diào)幅信號(hào)輸出幅度及系數(shù)UABUO（P-P）K（2）實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅 調(diào)節(jié)RP2使UAB=0.1V，載波信號(hào)仍為455K，50mV（P-P），將f =1kHz的低頻調(diào)制信號(hào)加至J2，用示波器觀察調(diào)幅信號(hào)輸出端J10的波形。畫出此時(shí)的調(diào)幅波形，標(biāo)明峰-峰值與谷-谷值，并測(cè)出其調(diào)制度m。 加大示波器掃描速率，觀察沒m=100%和m>100%兩種調(diào)幅波在零點(diǎn)附近波形情況。 載波信號(hào)U c不變，調(diào)制信號(hào)幅度改為100mV（P-P），調(diào)節(jié)RP2觀察輸出波形的變化情況，記錄m=30%和m=100%調(diào)幅波所對(duì)應(yīng)的UAB值。（3）實(shí)現(xiàn)抑制載波

38、調(diào)幅 載波信號(hào)U c不變，調(diào)RP2使UAB=0V，調(diào)制信號(hào)輸入端J2不加信號(hào)，觀察并記錄輸出端波形。 載波信號(hào)U c不變，調(diào)RP2使UAB=0V，在調(diào)制信號(hào)輸入端J2加1kHz、50mV（P-P）的音頻調(diào)制信號(hào)，觀察記錄波形，并標(biāo)明峰-峰值電壓。 加大示波器掃描速率，觀察己調(diào)波在UAB接近零點(diǎn)附近的波形，比較它與m=100%調(diào)幅波的區(qū)別。2.3.4實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 （1）TDS-210型數(shù)字存儲(chǔ)示波器（2）IST-B型智能信號(hào)測(cè)試儀（3）DJ2007型高頻電子實(shí)驗(yàn)箱（4）萬(wàn)用表2.3.5 預(yù)習(xí)要求（1）預(yù)習(xí)幅度調(diào)制器有關(guān)知識(shí)。（2）認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)電路中用1496乘

39、法器調(diào)制的工作原理，并分析計(jì)算各引出腳的直流電壓。（3）分析全載波調(diào)幅及抑制載波調(diào)幅信號(hào)特點(diǎn)，并畫出其頻譜圖。2.3.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用坐標(biāo)紙畫出直流調(diào)制特性曲線。（2）畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m=30%、m=100%、m>100%的調(diào)幅波形，并在圖上標(biāo)明峰-峰值壓。（3）畫出當(dāng)改變UAB時(shí)能得到幾種調(diào)幅波形，分析其原因。（4）畫出100%調(diào)幅波形及抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形，比較二者的區(qū)別。（5）畫出實(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅時(shí)，改變RP2后的輸出波形，分析其現(xiàn)象。2.4 調(diào)幅波信號(hào)的解調(diào)2.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。（2）了解二極管包絡(luò)

40、檢波器的主要指標(biāo)、檢波效率及檢波失真。（3）掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法。2.4.2 實(shí)驗(yàn)原理調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，通常稱為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器、同步檢波器。不論哪種振幅調(diào)制信號(hào)，都可采用相乘器和低通濾波器組成的同步檢波電路進(jìn)行解調(diào)。但是，對(duì)于普通調(diào)幅信號(hào)來(lái)說(shuō)，它的載波分量被抑制掉，可以直接利用非線性器件實(shí)現(xiàn)相乘作用，得到所需的解調(diào)電壓，而不必另加同步信號(hào)，通常將這種振幅檢波器稱為包絡(luò)檢波器。目前應(yīng)用最廣的是二極管包絡(luò)檢波器，而在集成電路中，主要采用三極管射極包絡(luò)檢波器，同步檢波，又稱相干檢波，主要用來(lái)解調(diào)雙邊帶和單邊帶調(diào)制信號(hào)，它有兩種實(shí)現(xiàn)電路

41、。一種由相乘器和低通濾波器組成，另一種直接采用二極管包絡(luò)檢波。本實(shí)驗(yàn)采用MC1496集成電路構(gòu)成解調(diào)器。（1）二極管包絡(luò)檢波器二極管檢波器電路如圖2.14所示，圖中電阻RL和電容C為檢波負(fù)載。若輸入信號(hào)振幅大于0.5V，則二極管檢波電路工作在大信號(hào)檢波狀態(tài)。這時(shí)，二極管靜態(tài)伏安特性可近似地表示為一條自原點(diǎn)出發(fā)的直線，其斜率為g D=1/RD。DCRL+u S-圖2.14 二極管檢波DC交流負(fù)載RL如果輸入信號(hào)為等幅高頻電壓u S=U sm cost，而檢波負(fù)載具有理想的檢波性能，即Z()=0，則檢波器電壓傳輸系數(shù)為 （2.31）式中U aV為檢波負(fù)載上的平均電壓，為一極管電流余弦脈沖通角。顯然

42、，RL越大，就越小，則K d就越大。通常U aV隨U sm變化的特性稱為檢波特性。在大信號(hào)檢波時(shí)，如g DRL一定，則U aV與U sm之間保持線性關(guān)系。如果輸入調(diào)幅信號(hào)UAM(t)=U cm(1+m acost)cosct，當(dāng)檢波負(fù)載滿足Z()=0，Z()=RL時(shí)，則檢波器電壓傳輸系數(shù)為 （2.32）式中U m為檢波器輸出平均電壓中的低頻交流分量振幅。檢波器的輸出電壓能否不失真地反映輸入調(diào)幅波的包絡(luò)的變化規(guī)律是檢波器的重要質(zhì)量指標(biāo)。為了避免由于RLC過(guò)大使檢波輸出電壓變化跟不上包絡(luò)的變化而造成的惰性失真，則RLC的大小應(yīng)滿足下列條件： （2.33）若檢波器接有如圖2.15右圖所示的交流負(fù)載，

43、為了避免由于交直流負(fù)載不等而造成的負(fù)峰切割失真，則RL和應(yīng)滿足下列條件： （2.34）式中R是檢波器的交流負(fù)載，其值為。（2）同步檢波器利用一個(gè)和調(diào)幅信號(hào)的載波同頻同相的載波信號(hào)與調(diào)幅波相乘，在通過(guò)低通濾波器濾除高頻分量而獲得調(diào)制信號(hào)。如圖2.15所示，采用1496集成電路構(gòu)成解調(diào)器，載波信號(hào)UC經(jīng)過(guò)電容C14加在（8）、（10）腳之間，調(diào)幅信號(hào)UAM經(jīng)電容C15在（1）、（4）腳之間，相乘后信號(hào)由（12）腳輸出，經(jīng)C20、C21、R27組成的低通濾波器，在解調(diào)輸出端，提取調(diào)制信號(hào)。圖2.15 1496構(gòu)成的解調(diào)器2.4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟2.4.3.1 二極管包絡(luò)檢波器適合于調(diào)解含有較大載波

44、分量的大信號(hào)的檢波過(guò)程，它具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)電路如圖2.16所示，主要有二極管D7及RC低通濾波器組成，它利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢波。因此RC時(shí)間常數(shù)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；RC時(shí)間常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式： （2.35）式中m為調(diào)幅系數(shù)，f 0為載波頻率， m為調(diào)制信號(hào)角頻率。（1）解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) 按振幅調(diào)制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）的條件獲得 圖2.16 二極管包絡(luò)檢波器調(diào)制度m <30%的全載調(diào)幅波信號(hào)，加至二極管包絡(luò)檢波器的輸入端J19，在輸出端J20觀察解調(diào)后的波形。 調(diào)節(jié)RP2使UA

45、B=0.2V或更大，以加大載波信號(hào)幅度，再改變低頻調(diào)制信號(hào)的幅度以獲得m=30%m=100%的全載波調(diào)幅信號(hào)，加至J19，在輸出端觀察記錄波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。（2）解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào) 按振幅調(diào)制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（3）、的條件，使調(diào)幅器輸出為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)，加至J19，觀察記錄輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。 調(diào)節(jié)RP2使UAB=0.2V或更大，以加大載波信號(hào)幅度，加至J19，觀察記錄輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。2.4.3.2 集成電路（乘法器）構(gòu)成解調(diào)器實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2.15所示。（1）解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) 在解調(diào)器的載波輸入端J13加上與調(diào)幅器相同的載波信號(hào)，在解調(diào)器的調(diào)幅信號(hào)輸入

46、端J14加上按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）條件獲得的m=30%100%的全載波調(diào)幅信號(hào)，在輸出端Jl7觀察記錄波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。 去掉濾波電容C19、C20，觀察記錄m=30%的調(diào)幅波輸入時(shí)的解調(diào)器輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。然后使電路復(fù)原。（2）解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào) 載波輸入端J13不變，在J14加上按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（3）、條件獲得的抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)，在輸出端J17觀察記錄波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。 去掉濾波電容C19、C20，觀察記錄輸出波形。2.4.4 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（1）TDS210型數(shù)字存儲(chǔ)示波器（2）IST-B型智能信號(hào)測(cè)試儀（3）DJ2007型高頻電子實(shí)驗(yàn)箱（4）萬(wàn)用表2.4.5

47、預(yù)習(xí)要求（1）復(fù)習(xí)有關(guān)調(diào)幅和解調(diào)原理。（2）復(fù)習(xí)包絡(luò)檢波工作原理，分析二極管包絡(luò)檢波產(chǎn)生波形失真的主要原因。（3）熟悉實(shí)驗(yàn)電路，了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程及測(cè)試方法。2.4.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）通過(guò)兩種檢波器實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整理在下面的表格內(nèi)，并說(shuō)明兩種檢波結(jié)果的異同。表2.6 兩種調(diào)幅波檢波器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較輸入的調(diào)幅波波形m=30%m=100%抑制載波調(diào)幅波二極管包絡(luò)檢波器輸出同步檢波輸出（2）畫出二極管包絡(luò)檢波器并聯(lián)C23前后的檢波輸出波形，并進(jìn)行比較，分析原因。（3） 在同一張坐標(biāo)紙上，畫出同步檢波解調(diào)全載波及抑制載波時(shí)去掉低通濾波器中C19、C20前后各是什么波形，并分析二者為什么有區(qū)別。2.5 變

48、容二極管調(diào)頻振蕩器2.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解變?nèi)荻O管調(diào)頻器電路原理及構(gòu)成。（2）了解調(diào)頻器調(diào)制特性及測(cè)量方法。（3）觀察寄生調(diào)幅現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生的原因及消除方法。2.5.2 實(shí)驗(yàn)原理2.5.2.1 頻率調(diào)制與角度調(diào)制頻率調(diào)制又稱調(diào)頻（FM），它是高頻振蕩信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。相位調(diào)制或稱調(diào)相（PM）是使高頻振蕩的相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，而振幅保持不變。由于頻率與相位間存在微分與積分的關(guān)系，故調(diào)頻與調(diào)相之間存在著密切的關(guān)系，即調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻。因此，調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角（度）調(diào)（制）。若只給一個(gè)波形或表達(dá)式是無(wú)法確定調(diào)制方式是調(diào)頻還是調(diào)相的。2

49、.5.2.2 調(diào)頻信號(hào)分析（1）表達(dá)式設(shè)調(diào)制信號(hào)為，載波為，調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制后的瞬時(shí)頻率為： （2.36）瞬時(shí)相位為： （2.37）式中，為最大角頻偏。令，則有。因而 （2.38）調(diào)頻波u FM的表達(dá)式為： （2.39）對(duì)于一般的調(diào)制信號(hào)，有 （2.40）u FM為等幅疏密波，疏密的變化與調(diào)制信號(hào)有關(guān)，調(diào)制信號(hào)寄托于等幅波的疏密之中或單位時(shí)間內(nèi)過(guò)零點(diǎn)的數(shù)目之中。（2）調(diào)頻信號(hào)的參數(shù) 最大角頻偏最大角頻偏是瞬時(shí)角頻率的最大值；最大頻偏是瞬時(shí)頻偏的最大值?；蚍从沉祟l率受調(diào)制的程度，是衡量調(diào)頻質(zhì)量的重要指標(biāo)?；蚺c和成正比，與調(diào)制信號(hào)頻率F無(wú)關(guān)。MF波瞬時(shí)頻率變化范圍為，最大變化量為。 調(diào)制系數(shù)（調(diào)制靈敏度）k f： （rad /s·V）調(diào)制系數(shù)表示對(duì)瞬時(shí)（角）頻率的控制能力，是產(chǎn)生FM信號(hào)電路的重要參數(shù)。 調(diào)頻指數(shù)m f ：調(diào)頻指數(shù)是單音調(diào)制信號(hào)引起的最大瞬時(shí)相角偏移量。，又稱調(diào)制深度，但m f與F成反比。m f可以大于1，而且常常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1。2.5.2.3 調(diào)頻信號(hào)分析 （2.41）式中為n階第一類Bessel函數(shù)。（1）頻譜FM信號(hào)的頻譜有如下特點(diǎn)： 以載頻為中心，由無(wú)窮多對(duì)以調(diào)制信號(hào)頻率F為間隔的邊頻分量組成，各分量幅值取決于Bessel函數(shù)，且以