《高頻》(本科)實驗指導書——201303修訂

1、高 頻 電 子 線 路信息科學與工程學院通信教研室二0一三年三月（蔡志明修訂）目 錄實驗一 高頻小信號諧振放大器（甲類）3實驗二 高頻功率諧振放大電路（丙類）8實驗三 *正弦波振蕩器的設(shè)計與測試11.實驗四 *二極管峰值包絡(luò)檢波器.14實驗五 集成電路頻率調(diào)制器16實驗六 集成電路頻率解調(diào)器19實驗七 綜合設(shè)計21附錄一 常用高頻電子儀器使用25適用專業(yè)：通信、電子、信息類專業(yè)本科學生一、實驗與實踐課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)1.加深對高頻電路課中各單元電路工作原理的理解，做到從實踐中來，到實踐中去，加深對理性知識的認識。 2.熟悉高頻實驗儀器的原理和使用。3.熟悉各單元電路的組成，元件及參數(shù)的選擇

2、，掌握單元電路的基本設(shè)計方法。4.熟練使用實驗儀器，進行電路參數(shù)的測試。5.正確分析實驗數(shù)據(jù)，從而總結(jié)出符合實際的正確結(jié)論，全面掌握所學知識。 6.能自已設(shè)計制作一般電路。 二、實驗與實踐課程教學的基本要求加強實驗與實踐教學，理論聯(lián)系實際，加深對知識的理解與掌握。提高學生實踐操作水平，進行創(chuàng)新性的培養(yǎng)；加強綜合性和設(shè)計性實驗以提高學生解決實際問題的能力。為了達到以上目的，要求：1. 實驗要求 ：(1)學生實驗課前要認真閱讀實驗與實踐指導書，寫出預習實驗報告。(2)實驗課上認真聽老師講解，回答老師提出的有關(guān)實驗內(nèi)容的相關(guān)問題。(3)按要求正確開啟實驗儀器和設(shè)備。 (4)認真進行數(shù)據(jù)測量和記錄。

3、(5)實驗結(jié)束，請指導老師檢查實驗記錄，做到實驗數(shù)據(jù)正確，方可終止實驗。(6)關(guān)閉實驗儀器，整理實驗現(xiàn)場。(7)填寫實驗記錄，教師簽字后方可離開。(8)認真處理實驗數(shù)據(jù)，寫出實驗報告。(9)教師應(yīng)仔細批改實驗報告，并把有關(guān)情況以不同方式反饋學生。2. 實踐要求 ：(1)認真選擇實踐內(nèi)容。(2)若現(xiàn)場參觀，要服從管理人員指導，認真觀察，認真記錄。(3)若進行電子制作，要根據(jù)老師要求選擇制作項目，研究制作原理，繪制電路原理圖，進行印刷電路板制作，安裝調(diào)試。 (4)上述各項結(jié)束后都要認真地寫出實踐報告。三、考核辦法 1基本要求實驗課目的是為了提高學生的動手操作以及創(chuàng)新能力。實驗成績占高頻電路課程總成

4、績的20%30%。2平時成績評定辦法 （1）課前預習：20% 凡不寫預習報告的、不能回答教師問題的，扣除此項成績。（2）實際操作: 50% 著重考察每個學生實際操作的科學性、主動性、認真性、熟練性。 （3）實驗報告：30% 不按時交實驗報告的扣除 10%，書寫不合格的重寫，扣除20%。 （4）考勤：實驗課不到的，扣除本次實驗的100%。3實驗課堂紀律 凡違反學生實驗守則、以及安全規(guī)則的扣除成績20%，損壞物品要賠償。四、實驗課程內(nèi)容打*為選開實驗實驗一 高頻小信號諧振放大器（甲類）一、實驗?zāi)康?、熟悉電子元器件和高頻電路實驗箱。2、熟悉諧振回路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性的關(guān)系。3、熟悉信號源

5、內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響。4、熟悉和了解放大器的動態(tài)范圍及其測試方法。圖1-1 單調(diào)諧小信號諧振放大器原理圖5、自測數(shù)據(jù)，繪制曲線，分析實驗數(shù)據(jù)。二、實驗儀器1、雙蹤示波器2、掃頻儀3、高頻信號發(fā)生器4、毫伏表5、萬用表6、實驗板1三、預習要求1、復習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)、動態(tài)范圍、通頻帶及選擇性相互之間關(guān)系。3、實驗電路中，若電感L=1H，回路總電容C=220pf(分布電容包括在內(nèi))，計算回路中心頻率f0。四、實驗內(nèi)容及步驟(一)單調(diào)諧回路諧振放大器。1、實驗電路見圖1-1(1)按圖1-1所示連接電路(注意接線前先測量+12V電源電壓，無誤后，關(guān)斷電源再接線

6、)。(2)接線后仔細檢查，確認無誤后接通電源。2、靜態(tài)測量實驗電路中選Re=1K, R開路。測量各靜態(tài)工作點，計算并填表1.1表1.1 （用萬用表直流電壓、直流電流檔測量）實 測實 測 計 算根據(jù)VCE判斷V是否工作在放大區(qū)原 因VBVEICVCE是否*VB，VE是三極管的基極和發(fā)射極對地電壓。注：工作在放大區(qū)要求發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。3、動態(tài)測量(1)測放大器的動態(tài)范圍ViV0 (在諧振點) 選R=10K，Re=1K。把高頻信號發(fā)生器接到電路輸入端，電路輸出端接示波器，將高頻信號發(fā)生器輸出調(diào)至0.04V，粗調(diào)頻率f=10.7MHZ，查看輸出示波器的電平值，并左、右調(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器的f，使

7、輸出電平達到最大，此時即找到諧振回路的諧振頻率點。此時調(diào)節(jié)Vi由0.04伏變到0.4伏，逐點記錄V0電壓，并填入表1.2，并用示波器觀測。注：ViV0為峰-峰值電壓。Vi的范圍要根據(jù)實測情況來調(diào)整。不一定取0.040.4 表1.2Vi(V)0.040.20.4V0（V）Re=2kRe= 1kRe=500(2)當Re分別為500、2K時，重復上述過程，將結(jié)果填入表1.2。在同一坐標紙上畫出Re不同時， Vi與V0的動態(tài)范圍曲線，并進行比較和分析?！咀ⅲ篟e為負反饋電阻，Re增大會犧牲電壓增益，但提高系統(tǒng)穩(wěn)定性?！?3)用掃頻儀觀察諧振曲線。仍選R=10K，Re=1K。掃頻儀0dB校正，將BT-3

8、C掃頻儀Y軸衰減打到0，粗細衰減調(diào)至0dB，并將掃頻儀的輸出探頭與Y軸輸入檢波探頭對接，適當調(diào)Y軸增益使曲線處于屏幕適當位置，例如5格。然后將BT3C掃頻儀輸出探頭接至被測電路的輸入端，Y軸輸入檢波探頭接被測電路輸出端，調(diào)掃頻儀輸出粗、細衰減旋鈕，使掃頻儀輸出曲線為5格（注：與掃頻儀未接被測電路時的曲線位置一樣），此時記下粗細衰減旋鈕的讀數(shù)，即為被測放大器的增益，并用坐標紙描繪出曲線圖。 選R=470K，Re =1K，重復上述實驗內(nèi)容，并進行比較分析。 (4)測量放大器的頻率特性當回路電阻R=10K時，選擇正常放大區(qū)的輸入電壓Vi，記下Vi值。將高頻信號發(fā)生器輸出端接至電路輸入端，調(diào)節(jié)頻率f使

9、其為10.7MHZ（注：諧振頻率在此附近），調(diào)節(jié)頻率f，使輸出電壓幅度為最大，此時的回路諧振頻率f0為中心頻率，然后保持輸入電壓Vi不變，改變頻率f由中心頻率向兩邊逐點偏離，測得在不同頻率f時對應(yīng)的輸出電壓V0，將測得的數(shù)據(jù)填入表1.3。頻率偏離范圍可根據(jù)(各自)實測情況來確定。注：ViV0為峰-峰值電壓表1.3f(MHZ)f0V0R=10kR=2KR=470計算諧振在中心頻率f0時的電壓放大倍數(shù)Au及回路的通頻帶B和Q值。/注：1、根據(jù)表1.3得到的幅頻特性（電壓-頻率）曲線下降到0.707確定通頻帶B，再根據(jù)求Q；2、/(5)改變諧振回路電阻，即R分別為2K，470時，重復上述測試，并填入

10、表1.3。比較通頻帶情況。（二）雙調(diào)諧回路小信號放大器 1、 實驗線路見圖1-2(1)用掃頻儀調(diào)雙回路諧振曲線接線方法同上3(3)。觀察雙回路諧振曲線，選C=3pf，反復調(diào)整CT1、CT2使兩回路諧振在10.7MHZ。(2)測雙回路放大器的頻率特性按圖1-2所示連接電路，將高頻信號發(fā)生器的輸出端接至電路輸入端，選C=3pf，置高頻信號發(fā)生器頻率為10.7MHZ，反復微調(diào)高頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率，使輸出電壓幅度為最大，此時的頻率為中心頻率，然后保持高頻信號發(fā)生器輸出電壓不變，改變頻率，由中心頻率向兩邊逐點偏離，測得對應(yīng)的輸出頻率f和電壓值，并填入表1.4。2、改變耦合電容C為10P，重復上述

11、測試，并填入表1.4。 圖1-2雙調(diào)諧回路小信號放大器原理圖表1.4F(MHZ)10.7V0C=3pfC=10pf五、實驗報告要求1、寫明實驗?zāi)康摹?、畫出實驗電路的直流和交流等效電路，計算直流工作點，與實驗實測結(jié)果比較。3、寫明實驗所用儀器、設(shè)備及名稱、型號。4、整理實驗數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。(1)單調(diào)諧回路接不同回路電阻時的幅頻特性和通頻帶，整理并分析原因。(2)雙調(diào)諧回路耦合電容C對幅頻特性，通頻帶的影響。從實驗結(jié)果找出單調(diào)諧回路和雙調(diào)諧回路的優(yōu)缺點。5、本放大器的動態(tài)范圍是多少(放大倍數(shù)下降1dB的折彎點V0定義為放大器動態(tài)范圍)，討論Ic對動態(tài)范圍的影響。實驗二 高頻功率諧振放大電路

12、（丙類）一、實驗?zāi)康?、了解丙類功率放大器的基本工作原理，掌握丙類放大器的計算與設(shè)計方法。2、掌握調(diào)試丙類功放的方法。3、了解電源電壓Vc與集電極負載對功率放大器功率和效率的影響。二、預習要求1、復習功率諧振放大器原理及特點。2、 分析圖2-1所示的實驗電路，說明各元器件作用。三、實驗儀器1、雙蹤示波器2、掃頻儀3、高頻信號發(fā)生器4、萬用表5、實驗板1四、電路原理和調(diào)試方法 1、實驗電路與工作原理實驗板電路如下V1、V2為小信號諧振甲類放大器，為V3提供放大的信號。實際的丙類功率放大器部分如圖2-1。圖中 , L8 、C12 、C13 、L5 為輸出端電源供電支路。其中 L8 、 C12 、

13、C13 為型濾波電路，以防止高頻信號對直流電源產(chǎn)生影響；L5 為高頻扼流線圈，以阻止高頻信號通過。 C8 、 L6 、 C9 、 RL 為負載支路，其中 C8 為隔直電容，對交流短路；L6 、 C9 為并聯(lián)諧振回路，負載電阻 RL 與電感 L6 串接在一起，整個電路的輸出從電阻 RL 端引出，這樣可以減小負載電阻對諧振回路的影響。在三極管 V3 的輸出端，電源供電支路和負載支路相并聯(lián)，構(gòu)成集電極并饋供電形式。 圖中， C6 、 L4 、 R10 和 C7 為基極偏置電路，它利用發(fā)射極脈沖電流 i E 的直流成份 I eo 流過 R10 來產(chǎn)生基極反向偏壓， L4 為高頻扼流圈，反向偏壓 V B

14、B 為 I eo 與 R10 的乘積， C7 為高頻旁路電容，用來短路高頻電流的。圖2-1 高頻諧振功率放大器（丙類）原理圖注：并聯(lián)諧振阻抗 具體見第一章并聯(lián)諧振回路原理。諧振功放的負載一般為小電阻負載，如50、75、120的天線或者電纜。采用小阻抗負載和電感（或電容）串連的方法，根據(jù)，小電阻可以產(chǎn)生大的諧振阻抗，進而減小負載對諧振回路的影響。2、丙類功放電路的調(diào)試技術(shù)功率放大器是否工作在設(shè)計狀態(tài)，與電路的設(shè)計有關(guān)，也與電路參數(shù)的調(diào)整有關(guān)，在圖 2-1 中，電路中各參數(shù)均已設(shè)計好，無需再調(diào)整，但是作為一個知識點，我們還是介紹一下丙類功率放大器的調(diào)整。 為了使丙類功率放大器有較大的輸出功率和效率

15、，通常要使諧振回路處于諧振狀態(tài)，并使其工作在臨界狀態(tài)，即集電極的負載阻抗為純電阻性，并且阻值的大小要合適。但電路在初始狀態(tài)或在調(diào)諧過程中，會出現(xiàn)失諧，此時，集電極負載呈現(xiàn)感性或容性，其阻抗值大大減小，（即減?。е仑撦d上的電壓值也大大減小，但集電極電流反而增加，功率管集電極電壓增大，集電極的耗散功率增加，嚴重時可能會損壞功率管。所以，為了功率管的安全使用，通常在電路正常工作之前，要對電路進行調(diào)整。調(diào)整時，通常先將電源電壓調(diào)整為規(guī)定值的 1/2 ，找到諧振點后，再將電源電壓恢復到規(guī)定值，這樣可以防止在調(diào)整過程中損壞功率管。 功率管的損壞是高頻功率放大器調(diào)試過程中容易發(fā)生的現(xiàn)象，必須引起足夠的重

16、視，功率管損壞的原因有以下兩條 : (1) 在調(diào)試過程中，由于負載失諧，負載的等效阻抗減小，使放大器工作在欠壓區(qū)，三極管的集電極承受了過大的電壓和電流，其耗散功率急增，當超過了三極管的最大耗散功率時，管子就有可能損壞。 (2) 在設(shè)計的過程中 , 功率管的設(shè)計裕量太小 , 造成過載能力差。 (3) 在電路設(shè)計和調(diào)整過程中，產(chǎn)生了高頻自激振蕩。為了避免產(chǎn)生自激振蕩，應(yīng)盡量采用合理的元件布局，并盡量采用短而粗的引線，以及接地良好等措施。 五、實驗內(nèi)容及步驟1、圖 2-1 連接電路 ,C、D兩點短接，負載接50，OUT 輸出端接示波器， IN端接高頻信號發(fā)生器，電源電壓接+5V ，用逐點法測量電路的

17、諧振頻率f p（最大不失真輸出電壓對應(yīng)的頻率 , 本實驗電路的諧振頻率在 6.5MHZ 附近）。 2. 電源電壓恢復為 +12V ，負載接50電阻，C 、D 之間接入直流數(shù)字萬用表，萬用表放在直流電流檔，量程選擇大于或等于200m A（用于測量直流電源給出直流電流IO）。在 IN 輸入端接高頻信號發(fā)生器，輸入信號頻率為 f p , 輸入信號電壓Vi=4V(峰-峰值，用示波器測量 ), 測量電源直流電流IO和輸出交流電壓值Vo（用示波器進行測量，讀取峰-峰值），填入表2.1. 表2.1fp = 實測 (V 或 m A) 計算 (mw 或 %) VBVE VCE Vo IO PO PDC PC C

18、   VC =5V Vi=2V (B 點峰-峰值 )R L =50                   R L =120                   Vi=4V (B 點峰-峰值 )R L =50                   R L =120         &#

19、160;            VC =12V Vi=2V (B 點峰-峰值 )R L =50                   R L =120                   Vi=4V (B 點峰-峰值 ) R L =50                  

20、 R L =120                   其中：Vi : 輸入電壓B點峰-峰值，用示波器測量 Vo : 輸出電壓峰-峰值，用示波器測量 IO: 電源給出總電流 ，用萬用表的直流電流檔PO: 電路輸出功率 ，PDC: 電源輸出總功率 , PDC =VC * IO PC: 三極管實際損耗功率 , PC = PDC - POC: 放大電路的效率 , C = (PO / PDC)*100% 3、加120負載電阻，同2測試并填入表2.1內(nèi)。4、改變輸入端電壓Vi=2V，同2、3、4測試并填入表2.1測

21、量。5、改變電源電壓Vc=5V，同2、3、4、5測試并填入表2.1內(nèi)。六、實驗報告要求1、根據(jù)實驗測量結(jié)果，計算各種情況下PDC、P0、PC、。2、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析當負載電阻變化時 , 輸出功率和效率的變化情況。3、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析當輸入信號電壓、電源電壓變化時 , 輸出功率和效率的變化情況。 *實驗三  正弦波振蕩器的設(shè)計與測試一、實驗?zāi)康?、掌握LC三點式的振蕩電路的基本原理，掌握LC電容反饋式三點振蕩電路設(shè)計及電參數(shù)計算。2、了解晶體振蕩器的工作原理及特點，學會設(shè)計石英晶體振蕩器。3、研究振蕩電路起振條件和影響頻率穩(wěn)定度的因素。二、預習要求1、復習LC振蕩器、石英晶體振蕩器

22、的工作原理。2、分析圖3-1電路的工作原理，及各元件的作用，并計算晶體管靜態(tài)工作電流IC的最大值（設(shè)晶體管的值為50）。3、實驗電路中，L1=3.3H，若C=120pf，C=680pf，計算當CT=50pf和CT=150pf時，振蕩頻率各為多少？圖3-1 LC電容反饋式三點式振蕩器原理圖4、查閱晶體振蕩器的有關(guān)資料。闡明為什么用石英晶體作為振蕩回路元件就能使振蕩器的頻率穩(wěn)定度大大提高。5、試畫出并聯(lián)諧振型晶體振蕩器和串聯(lián)諧振型晶體振蕩器的實際電路，并闡述兩者在電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方面的區(qū)別。圖3-2 晶體振蕩器原理圖三、實驗儀器1、雙蹤示波器2、頻率計3、萬用表4、實驗板1四、實驗內(nèi)容及步驟（一）L

23、C振蕩器實驗電路見圖3-1。實驗前根據(jù)圖3-1所示原理圖在實驗板上找到相應(yīng)器件及插孔并了解其作用。 1、檢查靜態(tài)工作點(1)在實驗板+12V插孔上接入+12V直流電源，注意電源極性不能接反。(2)反饋電容C不接，C接入（C=680pf），用示波器觀察振蕩器停振時的情況。注意：連接C的接線要盡量短。(3)改變電位器Rp測得晶體管V的發(fā)射極電壓VE，VE可連續(xù)變化，記下VE的最大值，計算IE值 設(shè)：Re=1K2、振蕩頻率與振蕩幅度的測試實驗條件：Ie=2mA、C=120pf、C=680pf、RL=110K(1)改變CT電容，當分別接為C9、C10、C11時，紀錄相應(yīng)的頻率值，并填入表3.1。(2)

24、改變CT電容，當分別接為C9、C10、C11時，用示波器測量相應(yīng)振蕩電壓的峰峰值Vp-p，并填入表3.1。表 3.1CTF(MHz)VP-P51pf100pf150pf3、測試當C、C不同時，起振點、振幅與工作電流IER的關(guān)系(R=110K)(1)取C=C3=100pf、C=C4=1200pf、CT=100pf，調(diào)電位器Rp使IER (靜態(tài)值)分別為表3.2所標各值，用示波器測量輸出振蕩幅度VP-P (峰-峰值)，并填入表3.2。IEQ(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=

25、C8=120pf、CT=100pf，分別重復測試表3.2的內(nèi)容。4、頻率穩(wěn)定度的影響(1)回路LC參數(shù)固定時，改變并聯(lián)在L上的電阻使等效Q值變化時，對振蕩頻率的影響。實驗條件：C/C=100/1200pf、IEQ=3mA改變L的并聯(lián)電阻R，使其分別為1K、10K、110K，分別記錄電路的振蕩頻率，并填入表3.3。注意：頻率計后幾位跳動變化的情況。(2)回路LC參數(shù)及Q值不變，改變IEQ對頻率的影響。實驗條件：C/C=100/1200pf、R=110K、IEQ=3mA，改變晶體管IEQ使其分別為表3.2所標各值，測出振蕩頻率，并填入表3.4。Qf 表3.3 IEQ f 表3.4R1 K10 K1

26、10 KIEQ(mA)1234F(MHZ)F(MHZ)（二）石英晶體振蕩器實驗電路見圖3-2 1、測振蕩器靜態(tài)工作點，斷開負載連接，調(diào)圖中RP，測得IEmin及IEmax.，設(shè)：Re=1K。2、斷開負載連接的情況下，測量當工作點在上述范圍時的振蕩頻率及輸出電壓，并填入表3.5。表 3.5VE (V)f（MHZ）V0 (V)3、負載不同時對頻率的影響，RL分別取110K，10 K，1 K，測出電路振蕩頻率，填入表3.6，并與LC振蕩器比較。表 3.6RL110 K10 K1 KF(MHZ)五、實驗報告要求1、寫明實驗?zāi)康摹?、寫明實驗所用儀器設(shè)備。3、畫出實驗電路的交流等效電路，整理實驗數(shù)據(jù)，分

27、析實驗結(jié)果。4、對于LC振蕩器，以IEQ為橫軸，輸出電壓峰峰值VP-P為縱軸，將不同C/C值下測得的三組數(shù)據(jù)，在同一坐標紙上繪制成曲線。并說明本振蕩電路有什么特點。5、根據(jù)電路給出的LC參數(shù)計算回路中心頻率，闡述本電路的優(yōu)點。6、比較晶體振蕩器與LC振蕩器帶負載能力的差異并分析原因。7、如何肯定電路工作在晶體的頻率上。*實驗四 二極管峰值包絡(luò)檢波器一、實驗?zāi)康?、進一步了解調(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)檢波的主要指標，檢波效率及波形失真。二、預習要求1、復習課本中有關(guān)調(diào)幅和解調(diào)原理。2、分析二極管包絡(luò)檢波產(chǎn)生波形失真的主要因素。三、實驗儀器設(shè)備1、雙蹤示波器2、高頻信號

28、發(fā)生器3、萬用表4、實驗板2四、實驗電路說明調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號中取出調(diào)制信號的過程，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器，同步檢波器。下面進行二極管包絡(luò)檢波。圖4-1 二極管包絡(luò)檢波器二極管包絡(luò)檢波器適合于解調(diào)含有較大載波分量的大信號的檢波過程，它具有電路簡單，易于實現(xiàn)，本實驗如圖4-1所示，主要由二極管D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波負載RC的充放電過程實現(xiàn)檢波。所以RC時間常數(shù)選擇很重要，RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真。RC時間常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：其中：m為調(diào)幅系數(shù)，f0為載波頻率，為調(diào)制信號角頻率。五、實

29、驗內(nèi)容及步驟1、解調(diào)全載波調(diào)幅信號(1) m30%的調(diào)幅波的檢波載波信號仍為VC(t)=sin2×105t(V)調(diào)節(jié)調(diào)制信號幅度，按調(diào)幅實驗中實驗內(nèi)容2(1)的條件獲得調(diào)制度m30%的調(diào)幅波，并將它加至圖4-1二極管包絡(luò)檢波器VAM信號輸入端，觀察記錄檢波電容為C1時的波形。(2) 加大調(diào)制信號幅度，使m=100%，觀察記錄檢波輸出波形。(3) 改變載波信號頻率，fc=500KHZ，其余條件不變，觀察記錄檢波器輸出端波形。(4) 恢復(1)的實驗條件，將電容C2并聯(lián)至C1，觀察記錄波形，并與調(diào)制信號比較。2、解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號。載波信號不變，將調(diào)制信號VS的峰值電壓調(diào)至80

30、mV，調(diào)節(jié)RP1使調(diào)制器輸出為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號，然后加至二極管包絡(luò)檢波器輸入端，觀察記錄檢波輸出波形，并與調(diào)制信號相比較。六、實驗報告要求1、通過一系列兩種檢波器實驗，將下列內(nèi)容整理在表內(nèi)，并說明二種檢波結(jié)果的異同原因。（注：同前一個實驗比較）輸入的調(diào)幅波波形M30%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)C2前后的檢波輸出波形，并進行比較，分析原因。實驗五 集成電路頻率調(diào)制器一、實驗?zāi)康?、進一步了解壓控振蕩器和用它構(gòu)成頻率調(diào)制的原理。2、掌握集成電路頻率調(diào)制器的工作原理。二、預習要求1、查閱有關(guān)集成電路壓控振蕩器資料。2、認真閱讀指導書

31、，了解566(VCO的單片集成電路)的確良內(nèi)部電路及原理。3、搞清566外接元件的作用。三、實驗儀器設(shè)備1、雙蹤示波器2、頻率計3、萬用表4、電容表5、實驗板4四、實驗電路說明圖5-1為566型單片集成VCO的框圖及管腳排列圖5-1 566（VCO）的框圖及管腳排列圖5-1 中幅度鑒別器，其正向觸發(fā)電平定義為VSP，反向觸發(fā)電平定義為VSM，當電容C充電使其電壓V7（566管腳對地的電壓）上升至VSP，此時幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，從而使內(nèi)部的控制電壓形成電路的輸出電壓，該電壓V0為高電平；當電容C放電時，其電壓V7下降，降至VSM時幅度鑒別器再次翻轉(zhuǎn)。輸出為低電平從而使V0也變?yōu)榈碗娖剑?/p>

32、用V0的高、低電平控制S1和S2兩開關(guān)的閉合與斷開。V0為低電平時S1閉合，S2斷開，這時I6=I7=0，I0全部給電容C充電，使V7上升，由于I0為恒流源，V7線性斜升，升至VSP時V0跳變?yōu)楦唠娖?，V0高電平時控制S2閉合，S1斷開，恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0，由于電流轉(zhuǎn)發(fā)器的特性，B支路電流I7應(yīng)等于I6，所以I7=I0，該電流由C放電電流提供，因此V7線性斜降，V7降至VSM時V0跳變?yōu)榈碗娖?，如此周而復始循環(huán)下去，I7及V0波形如圖5-2。圖5-2566輸出的方波及三角波的戴波頻率（或稱中心頻率）可用外加電阻R和外加電容C來確定。其中：R 為時基電阻C 為時基電容V8 是

33、566管腳至地的電壓V5是566管腳至地的電壓五、實驗內(nèi)容實驗電路見圖6-3圖5-3 566構(gòu)成的調(diào)頻器 圖5-4 輸入信號電路 1、觀察R、C1對頻率的影響（其中R=R3+RP1）。按圖接線，將C1接入566管腳，RP2及C2接至566管腳；接通電源（±5V）。調(diào)RP2使V5=3.5V，將頻率計接至566管腳，改變RP1觀察方波輸出信號頻率，記錄當R為最大和最小值時的輸出頻率。當R分別為Rmax和Rmin及C1=2200時，計算這二種情況下的頻率，并與實際測量值進行比較。用雙蹤示波器觀察并記錄R=Rmin時方波及三角波的輸出波形。2、觀察輸入電壓對輸出頻率的影響(1) 直流電壓控制

34、：先調(diào)RP1至最大，然后改變RP2調(diào)整輸入電壓，測當V5在 2.2V4.2V變化時輸出頻率f的變化，V5按0.2V遞增。將測得的結(jié)果填入表5.1。表5.1V5(V)2.22.42.62.833.23.43.63.844.2f(MHZ)(2) 用交流電壓控制：仍將R設(shè)置為最大，斷開腳所接C2、RP2，將圖5-4(即：輸入信號電路)的輸出OUT接至圖5-3中566的腳(a) 將函數(shù)發(fā)生器的正弦波調(diào)制信號em（輸入的調(diào)制信號）置為f=5KHZ、VP-P=1V，然后接至圖5-4電路的IN端。用雙蹤示波器同時觀察輸入信號em和566管腳的調(diào)頻(FM)方波輸出信號，觀察并記錄當輸入信號幅度VP-P和頻率f

35、m有微小變化時，輸出波形如何變化。注意：輸入信號em的VP-P不要大于1.3V。注意：為了更好的用示波器觀察頻率隨電壓的變化情況，可適當微調(diào)調(diào)制信號的頻率，即可達到理想的觀察效果。(b) 調(diào)制信號改用方波信號em，使其頻率fm=1KHZ，VP-P=1V，用雙蹤示波器觀察并記錄em和566管腳的調(diào)頻（FM）方波輸出信號。六、實驗報告要求1、闡述566（VCO的單片集成電路）的調(diào)頻原理。2、整理實驗結(jié)果，畫出波形圖，說明調(diào)頻概念。3、根據(jù)實驗，說明接在566管腳上R的作用，計算當R最大、最小時566的頻率，并與實驗結(jié)果進行比較。實驗六 集成電路頻率解調(diào)器一、實驗?zāi)康?、了解用鎖相環(huán)構(gòu)成調(diào)頻波的解調(diào)

36、原理。2、學習掌握集成電路頻率調(diào)制器/解調(diào)器系統(tǒng)的工作原理。二、預習要求1、查閱有關(guān)鎖相環(huán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。2、弄清鎖相環(huán)集成電路與外部元器件之間的關(guān)系。三、實驗儀器設(shè)備1、雙蹤示波器2、頻率計3、萬用表4、實驗板4四、實驗電路說明圖6-1 565（PLL）的框圖及管腳排列圖6-1為565（PLL單片集成電路）的框圖及管腳排列，鎖相環(huán)內(nèi)部電路由相位鑒別器、壓控振蕩器、放大器三部分構(gòu)成，相位鑒別器由模擬乘法器構(gòu)成，它有二組輸入信號，一組為外部管腳、輸入信號e1，另一組為內(nèi)部壓控振蕩器產(chǎn)生信號e2，經(jīng)腳輸出，接至腳送到相位鑒別器，其頻率為f2，當f1和f2差別很小時，可用頻率差代表兩信號之間的相

37、位差，即f1-f2的值使相位鑒別器輸出一直流電壓，該電壓經(jīng)腳送至VCO的輸入端，控制VCO，使其輸出信號頻率f2發(fā)生變化，這一過程不斷進行，直至f2=f1為止，這時稱為鎖相環(huán)鎖定。五、實驗內(nèi)容實驗電路見圖6-2圖6-2 565（PLL）構(gòu)成的頻率解調(diào)器1、正弦波解調(diào)器調(diào)RP使其中VCO的輸出頻率f0(腳)為50KHZ。先按實驗九的實驗內(nèi)容2(1)的要求獲得調(diào)頻方波輸出信號(腳)，要求輸入的正弦調(diào)制信號em為：VP-P=0.8V，f=1KHZ，然后將其接至565鎖相環(huán)的IN輸入端，調(diào)節(jié)566的RP1(逆時針旋轉(zhuǎn))使R最小，用雙蹤示波器觀察并記錄566的輸入調(diào)制信號em和565“B”點的解調(diào)輸出信

38、號。2、相移鍵控解調(diào)器：用峰一峰值V0.8V，fm=1KHZ的正弦波做調(diào)制信號送給調(diào)制器566，分別觀察調(diào)制器的調(diào)制信號和比較器311的輸出信號。六、實驗報告1、整理全部實驗數(shù)據(jù)、波形及曲線。2、分析用集成電路(566、565)構(gòu)成的調(diào)頻器和解調(diào)器在聯(lián)機過程中遇到的問題及解決方法。實驗七 綜合設(shè)計調(diào)幅波的調(diào)制與解調(diào)一、綜合設(shè)計目的1、掌握高頻信號發(fā)射與接收系統(tǒng)的整體設(shè)計方法，能根據(jù)提供的集成模擬乘法器實現(xiàn)無線發(fā)射、接收機，完成普通載波調(diào)幅和抑制載波雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)，2、通過系統(tǒng)設(shè)計，研究已調(diào)波與二輸入信號的關(guān)系。掌握測量調(diào)幅系數(shù)的方法。3、掌握用集成電路實現(xiàn)同步檢波的方法。4、通過實驗中波形的

39、變換，學會分析實驗現(xiàn)象。二、預習要求1、復習課本中有關(guān)調(diào)制和解調(diào)原理。2、分析實驗電路中1496乘法器的工作原理，并分析計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)幅信號特點，并畫出其頻譜圖。三、實驗儀器1、雙蹤示波器。2、高頻信號發(fā)生器。圖5-1 為1496芯片內(nèi)部電路圖3、萬用表。4、實驗板2。四、實驗電路說明本實驗采用集成模擬乘法1496來構(gòu)成調(diào)幅調(diào)制器和解調(diào)器，圖7-1為1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動對由V1-V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對的恒流源又組成一對差分電路，即V5與V6，因此恒流源的控制電壓可正可負，以此

40、實現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動放大器V5、V6的恒流源。進行調(diào)幅時，載波信號加在V1-V4的輸入端，即引腳的、之間；調(diào)制信號加在差動放大器V5、V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接1K電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍，已調(diào)制信號取自雙差動放大器的兩集電極（即引出腳、之間）輸出。五、實驗內(nèi)容（一）調(diào)制電路幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號周期相同。即振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比。通常稱高頻信號為載波信號，低頻信號為調(diào)制信號，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號的裝置。用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖7-2所示，圖中Rp1用來調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡，Rp2

41、用來調(diào)節(jié)、腳之間的平衡，三極管V為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負載的能力。圖7-2 1496構(gòu)成的調(diào)幅器注：1、直流調(diào)制特性的測量(1)調(diào)Rp2電位器使載波輸入端平衡：在調(diào)制信號輸入端IN2加峰峰值為80mv，頻率為1KHZ的正弦信號，調(diào)節(jié)Rp2電位器使輸出端信號最小，然后去掉輸入信號。(2)在載波輸入端IN1加峰值VC為15mv，頻率為1MHZ的正弦信號，用萬用表測量A、B之間的電壓VAB，用示波器觀察OUT輸出端的波形，以VAB=0.1V為步長，記錄Rp1由一端調(diào)至另一端的輸出波形及其峰值電壓，注意觀察相位變化，根據(jù)公式V0=KVABVC(t)計算出系數(shù)K值。并填入表7.1。表 7.1VAB

42、V0(P-P)K2、實現(xiàn)全載波調(diào)幅(1)調(diào)節(jié)RP1使VAB=0.1V，載波信號仍為VC(t)=15sin2×106t(mV)，將低頻信號Vs(t)=Vssin2×103t(mV)加至調(diào)制器輸入端IN2，畫出Vs=30mV和80mV時的調(diào)幅波形（標明峰峰值與谷谷值）并測出其調(diào)制度m。(2)調(diào)節(jié)RP1，觀察并記錄m=100%和m100%兩種調(diào)幅波在零點附近的波形情況。(3)載波信號VC(t)不變，改變調(diào)制信號VSm的值，觀察輸出波形VAM(t)的變化情況，記錄m=30%和m=100%調(diào)幅波所對應(yīng)的VAB值。(4)載波信號VC(t)不變，將調(diào)制信號改為方波，幅值為100mV，觀察

43、記錄VAB=0V、0.1V、0.15V時的已調(diào)波，并繪出波形圖。3、實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅(1)將VSm調(diào)至30mV，Vcm 調(diào)至80mV，調(diào)RP1 ，觀察波形的變化，直到出現(xiàn)抑制載波調(diào)幅。(2)若步驟 (1)無法實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅，可將Vcm 調(diào)至70mV，重復步驟(1)。(3) 若步驟 (2)仍無法實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅，可適當改變VSm的值，重復步驟(2)，直至出現(xiàn)為止，此時記錄VAB的值，并繪制波形圖，分析結(jié)果。(4)所加載波信號和調(diào)制信號均不變，微調(diào)RP2為某一個值，觀察記錄輸出波形。(5)在(4)的條件下，去掉載波信號，觀察并記錄輸出波形，并與調(diào)制信號比較。圖7-3 1496構(gòu)成的解調(diào)器（二）解

44、調(diào)電路調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號中取出調(diào)制信號的過程，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器，同步檢波器。二極管包絡(luò)檢波見試驗四。下面僅進行同步檢波。用1496集成電路構(gòu)成的解調(diào)器電路圖如圖7-3所示，載波信號VC經(jīng)過電容C1加在、腳之間，調(diào)幅信號VAM經(jīng)電容C2加在、腳之間，相乘后信號由(12)腳輸出，經(jīng)C4、C5、R6組成的低通濾波器，在解調(diào)輸出端，提取調(diào)制信號。1、解調(diào)全載波信號 (1) 將圖7-3中的C4另一端接地，C5另一端接A，按調(diào)幅實驗中實驗內(nèi)容2(1)的條件獲得調(diào)制度分別為30%，100%及100%的調(diào)幅波。將它們依次加至解調(diào)器VAM的輸入端，并在解調(diào)器的載波輸入端加

45、上與調(diào)幅信號相同的載波信號，分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號相比。 注：畫出調(diào)幅波、載波、和解調(diào)信號三者的波形對比。(2) 去掉C4，C5觀察記錄m=30%的調(diào)幅波輸入時的解調(diào)器輸出波形，并與調(diào)制信號相比較。然后使電路復原。2、解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(1) 按調(diào)幅實驗中實驗內(nèi)容3(2)的條件獲得抑制載波調(diào)幅波，并加至圖7-3的VAM輸入端，其它連線均不變，觀察記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號相比較。(2)去掉濾波電容C4，C5觀察記錄輸出波形。六、實驗報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，用坐標紙畫出直流調(diào)制特性曲線。2、畫出調(diào)幅實驗中m=30%、m=100%、m100%的調(diào)幅波形，在圖上標明峰峰值

46、電壓。3、畫出當改變VAB時能得到幾種調(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、畫出實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅時改變RP2后的輸出波形，分析其現(xiàn)象。6、在同一張坐標紙上畫出同步檢波解調(diào)全載波及抑制載波時去掉低通濾波器中電容C4、C5前后各是什么波形，并分析二者為什么有區(qū)別。附錄1常用高頻電子儀器使用一、實驗?zāi)康?、掌握高頻信號發(fā)生器，超高頻毫伏表，電子計數(shù)式頻率計，頻率特性測試儀等主要電子儀器的性能及用途。2、初步學會正確使用上述儀器。二、實驗內(nèi)容高頻電子線路實常用的電子儀器有：高頻信號發(fā)生器，超高頻毫伏表，電子計數(shù)式頻率計，頻率特性測試儀，示波器、頻偏

47、儀等，它們之間的主要用途及互相關(guān)系，見圖（1-1）OS5020AS1053高頻信號發(fā)生器HFJ8D超高頻mV被測電路BT3C頻率特性測試儀 SP-1500C圖 1-1為了使今后的實驗?zāi)茼樌M行并取得正確的測量結(jié)果，必須掌握常用儀器的性能及使用方法。在本次實驗中對各主要儀器進行一次初步校正和使用以便為今后的實驗打下基礎(chǔ)。下面將分別介紹下列幾種儀表的用途及使用方法。1、超高頻毫伏表HFT8D（1）用途：可用來測量高頻及超高頻交流電壓。（2）頻率范圍：1KHZ-1000MHZ。（3）電壓范圍：1mV-10V分八檔。（4）使用方法：a、 調(diào)整電表機械零點。b、把探頭接到探頭插座上。c、接通電源。d、置

48、量程為3mv檔。e、用盡量短的接地線把探頭與外殼短接。最好是采用本儀器提供的T型接頭及終端負載。f、調(diào)節(jié)BAL（平衡）鈕使表針指BAL區(qū)。g、切換合適量程對相應(yīng)的被測電壓進行測量。2、高頻信號發(fā)生器（AS1053型）(1)用途：作高頻信號源，用來調(diào)整修理相應(yīng)頻率范圍內(nèi)的各種無線電設(shè)備。(2)頻率范圍：100KHZ-150MHZ分成7個波段。 3、電子計數(shù)式頻率計（SP-1500C）(1)可用來測量頻率、周期、頻率比等，在此僅介紹用它測量頻率。(2)頻率范圍：10HZ-1.5M。(3)最大輸入幅度，30V有效值，衰減30倍，輸入靈敏100mv，備有1、3、10、30衰減器。(4)輸入阻抗R1M，

49、C5pf(5)使用方法a)接上電源線，將機后開關(guān)扳至“內(nèi)接”右面指示燈亮，表示晶振電源接通。b)面板左電源開關(guān)調(diào)至“記憶”或“不記憶”，數(shù)碼管起輝時表示整機電源的接通。c)自校：對分頻器，計數(shù)器，等工作情況進行檢查。將作用開關(guān)調(diào)到自校，然后分別調(diào)“時校開關(guān)”“閘門開關(guān)”使數(shù)碼管讀數(shù)，按說明書表上所示變化，如正常則可待用。d)測量：將作用開關(guān)調(diào)至“頻率A”被測信號通過電纜送人“A”端子。注意觀察電平表上指針，必須使紅針指在中間，（通過衰減器，控制輸入幅度）才能保證數(shù)碼管正確顯示被測頻率。4、頻率特性測試儀（BT-3C型）。(1)用途：用它可以快速測量無線電設(shè)備的幅頻特性，如高放、中放等電路的特性等。(2)頻率范圍：中心頻率1MHZ-300