高頻電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書

1、高頻電子技術(shù)實 驗 指 導(dǎo) 書安陽工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院25目錄實驗一、小信號調(diào)諧放大器2實驗二、通頻帶展寬-5實驗三、LC與晶體振蕩器8實驗四、幅度調(diào)制與解調(diào)18實驗五、集成乘法器混頻實驗19實驗六、變?nèi)荻O管調(diào)頻器與相位鑒頻器-22實驗一、小信號調(diào)諧放大器一、實驗?zāi)康?1）、了解諧振回路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性。 2）、了解信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響，并掌握頻帶的展寬。 3）、掌握放大器的動態(tài)范圍及其測試方法。二、實驗預(yù)習(xí)要求實驗前，預(yù)習(xí)教材選頻網(wǎng)絡(luò)、高頻小信號放大器相應(yīng)章節(jié)。三、實驗原理說明1、 小信號調(diào)諧放大器基本原理高頻小信號放大器電路是構(gòu)成無線電設(shè)備的主要電路，它的

2、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(nèi)，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(diào)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(gòu)成。用于放大的有源器件可以是半導(dǎo)體三極管，也可以是場效應(yīng)管，電子管或者是集成運算放大器。用于調(diào)諧的選頻器件可以是LC諧振回路，也可以是晶體濾波

3、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(shù)指標(biāo)：中心頻率、增益、噪聲系數(shù)、靈敏度、通頻帶與選擇性。單調(diào)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(diào)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。 中心頻率為f0 帶寬為f=f2-f1圖1-1. 單調(diào)諧放大電路為了改善調(diào)諧電路的頻率特性，通常采用雙調(diào)諧放大電路，其電路如圖12-2所示。雙調(diào)諧放大電路是由兩個彼此耦合的單調(diào)諧放大回路所組成。它們的諧振頻率應(yīng)調(diào)在同一個中心頻率上。兩種常見的耦合回路是：1）兩個單調(diào)諧

4、回路通過互感M耦合，如圖1-2（a）所示，稱為互感耦合雙調(diào)諧振回路；2）兩個單調(diào)諧回路通過電容耦合，如圖1-2（b）所示，稱為電容耦合雙調(diào)諧回路。 （a） 互感耦合 （b） 電容耦合 圖1-2. 雙調(diào)諧放大電路 若改變互感系數(shù)M或者耦合電容C，就可以改變兩個單調(diào)諧回路之間的耦合程度。通常用耦合系數(shù)k來表征其耦合程度：互感耦合雙調(diào)諧回路的耦合系數(shù)為式中C1與C2 是等效到初、次級回路的全部電容之和。 圖1-3. 雙調(diào)諧電路的幅頻特性曲線2、實際線路分析由BG1101等元器件組成單調(diào)諧放大器，由BG1102等元器件組成雙調(diào)諧放大器，它們的輸入端（J1101和J1102）接6.5MHz調(diào)制波信號。切

5、換開關(guān)K1101用于改變射級電阻，以改變BG1101的直流工作點。切換開關(guān)K1102用于改變LC振蕩回路的阻尼電阻，以改變LC回路的Q值。切換開關(guān)K1103可改變雙調(diào)諧回路的耦合電容，以觀測<1，=1，>1三種狀態(tài)下的雙調(diào)諧回路幅頻特性曲線。四、實驗儀器與設(shè)備 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。五、實驗內(nèi)容與步驟 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(guān)K1，以及本實驗單元電源開關(guān)K1100。1、 單調(diào)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

6、頭接到電路的輸出端（TP1102），然后在放大器的射極和調(diào)諧回路中分別接入不同阻值的電阻，并通過調(diào)節(jié)調(diào)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(diào)諧放大器的增值與帶寬，并記錄之。2、 雙調(diào)諧放大電路的測試。 1）、改變雙調(diào)諧回路的耦合電容，并通過調(diào)節(jié)初、次級諧振回路的磁芯，使出現(xiàn)的雙峰波形的峰值等高。測量放大器的帶寬以及雙峰之間的距離，并記錄之。 2）、不同信號頻率下的耦合程度測試。在電路的輸入端（J1102）輸入高頻載波信號（0.4V，其頻率分別為6.1，6.5，6.9MHz），用示波器在電路的輸出端（TP1104）分別測試三種耦合狀態(tài)下的輸出幅度（VP-

7、P）。6.1MHz6.5MHz6.9MHzK1103 1-2緊耦合K1103 2-3適中耦合K11034-5 松耦合以上測試用的高頻載波亦可取自“變?nèi)荻O管調(diào)頻器及相位鑒頻器實驗”所產(chǎn)生的載波信號，其頻偏可用電位器W401進行調(diào)節(jié)。六、實驗注意事項 在調(diào)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(diào)節(jié)，用力不可過大，以免損壞磁芯。七、預(yù)習(xí)思考題 1、試分析單調(diào)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？ 3、在電容耦合雙調(diào)諧回路中，為什么耦合電容大的（緊耦合）會出現(xiàn)雙峰，

8、小的耦合電容（松耦合）會出現(xiàn)單峰？八、實驗報告1、根據(jù)實驗結(jié)果，繪制單調(diào)諧放大電路在不同參數(shù)下的頻響曲線，并求出相應(yīng)的增益和帶寬，并作分析。2、根據(jù)實驗結(jié)果，繪制雙調(diào)諧放大電路在不同參數(shù)下的頻響曲線，并求出相應(yīng)的帶寬和雙峰寬度，并作分析。實驗二、通頻帶展寬一、實驗?zāi)康?）、掌握通頻帶測量方法 2）、根據(jù)已學(xué)知識原理設(shè)計展寬通頻帶常用的方案3）、采用現(xiàn)有的儀器設(shè)備，驗證所設(shè)計的方案二、實驗預(yù)習(xí)要求 實驗前，預(yù)習(xí)教材高頻電子線路選頻網(wǎng)絡(luò)、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、反饋控制電路等章節(jié)，寫出設(shè)計方案、驗證方案及實驗預(yù)習(xí)報告。三、實驗說明“通頻帶展寬”實驗是高頻電子技術(shù)實驗課中非常

9、重要的一個設(shè)計性實驗，通頻帶是無線通信電路最重要的特性參數(shù)之一，而寬帶電路是現(xiàn)代通信系統(tǒng)追求的目標(biāo)，展寬電路的通頻帶這一實踐性強的實驗，有助于提高理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)習(xí)的主動性、能動性和學(xué)以致用的興趣。本實驗?zāi)康氖橇私庹箤捦l帶的常用方法，據(jù)所學(xué)知識設(shè)計通頻帶展寬的方案，并采用現(xiàn)有的仿真軟件和儀器設(shè)備驗證所設(shè)計的方案。要求根據(jù)理論教學(xué)知識、廣泛查閱資料，獨立設(shè)計方案，并使用多種測量手段和方法驗證設(shè)計方案。實驗需用到小信號諧振放大器 、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、反饋控制電路等射頻設(shè)計方面的知識，實驗手段和方法主要有軟件仿真和實驗室硬件驗證兩種，可靈活選用，或者配合應(yīng)用。實驗研究的領(lǐng)域主

10、要針對無線通信電路的通信頻帶，提高電路的適應(yīng)性和處理寬帶信號的能力。四、實驗條件THKGP系列高頻電子線路綜合實驗箱掃頻儀雙蹤示波器高頻信號發(fā)生器低頻函數(shù)發(fā)生器仿真軟件Proteus，EWB，Matlab五、實驗內(nèi)容與步驟1、根據(jù)所設(shè)計的通頻帶展寬的方案，畫出詳細的電路圖；2、根據(jù)電路已知參數(shù)和待測參數(shù)，選定測量儀器、列出測量方法和步驟，以驗證設(shè)計方案的可行性和正確性；3、完成測量，并記錄測量數(shù)據(jù)和圖形曲線等；4、根據(jù)測量結(jié)果，分析討論方案的優(yōu)缺點；5、完成實驗報告。六、實驗注意事項1、 實驗前，必須根據(jù)已學(xué)知識認真設(shè)計通頻帶展寬的方案，并且了解各種實驗儀器的功能、熟悉它們的使用與操作方法。2

11、、 實驗時，必須認真思考，根據(jù)所設(shè)計的測量電路選定所需的實驗器材。3、 其它與實驗一相同。七、預(yù)習(xí)思考題1、展寬高頻電網(wǎng)絡(luò)通頻帶常用的方法，以及各種方法的優(yōu)缺點；2、根據(jù)已學(xué)知識，設(shè)計通頻帶展寬的方案，并思考所設(shè)計方案的可行性及優(yōu)缺點。八、實驗報告1、 整理實驗數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)的頻率特性曲線。2、 總結(jié)所采用的通頻帶展寬方法的優(yōu)缺點。3、 思考所設(shè)計通頻帶展寬電路的特點及其應(yīng)用。實驗三、LC與晶體振蕩器一、實驗?zāi)康?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(fù)蓋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度

12、等參數(shù)。 4）、比較LC與晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。二、實驗預(yù)習(xí)要求 實驗前，預(yù)習(xí)教材正弦波振蕩器相應(yīng)章節(jié)。三、實驗原理說明 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3-1。起振條件1）、相位平衡條件：Xce和Xbe必需為同性質(zhì)的電抗，Xcb必需為異性質(zhì)的電抗，且它們之間滿足下列關(guān)系：2）、幅度起振條件： 圖3-1.三點式振蕩器 式中：qm晶體管的跨導(dǎo)， FU反饋系數(shù)， AU放大器的增益， qie晶體管的輸入電導(dǎo)， qoe晶體管的輸出電導(dǎo)， q'L晶體管的等效負載電導(dǎo)， FU一般在0.10.5之間取值。電容三點式振蕩器 1）、

13、電容反饋三點式電路考畢茲振蕩器 圖3-2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(diào)。 （a） 考畢茲振蕩器 （b） 交流等效電路 圖3-2. 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3-3所示，其特點是在L支路中串入一個可調(diào)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(diào)。 （a）克拉潑振蕩器 （b）交流等效電路圖3-3. 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3-4所示，

14、它是在串聯(lián)改進型的基礎(chǔ)上，在L1兩端并聯(lián)一個小電容C4，調(diào)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(shè)備中得到非常廣泛的應(yīng)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3-4. 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3-5所示。 四、實驗設(shè)備 圖3-5. 皮爾斯振蕩器THKGP系列高頻電子實驗箱；雙蹤示波器：2040MHz；頻率計：10MHz；萬用表。五、實驗內(nèi)容與步驟開啟實驗箱，在實驗板上找到與本

15、次實驗內(nèi)容相關(guān)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，特別是要學(xué)會如何使用“短路帽”來切換電路的結(jié)構(gòu)形式。 作為第一次接觸本實驗箱，特對本次實驗的具體線路作如下分析； 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(guān)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，

16、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(diào)整 LC振蕩電路靜態(tài)工作點時，應(yīng)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(diào)節(jié)電阻R110，可調(diào)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(guān)K1和實驗單元的電源開關(guān)K100，電源指示發(fā)光二極管D4和D101點亮。（一）、LC西勒振蕩器1、組成LC西勒振蕩器：短接K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041

17、-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，記錄波形的VP-P值和頻率值。2、調(diào)整振蕩器的輸出：改變電容C110和電阻R110值，記錄使LC振蕩器的輸出頻率f0和輸出幅度VLo。（二）、觀察反饋系數(shù)Kfu對振蕩電壓的影響： 由原理可知反饋系數(shù)Kfu=C106/C107。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(yīng)的數(shù)據(jù)填入下表，并繪制VL=f（C）曲線。C107(pf)VL(p-p)（三）、測量振蕩電壓VL與振蕩頻率f之間的關(guān)

18、系曲線，計算振蕩器波段復(fù)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= （四）、比較兩類振蕩器的頻率穩(wěn)定度：1、LC振蕩器保持C107，Ueq，f0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TP

19、101處，測得頻率f1 = 。 根據(jù)以上的測量結(jié)果，試比較兩種振蕩器頻率的穩(wěn)定度f/ f0 ：六、預(yù)習(xí)思考題1、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？2、 試分析C103、L102對晶振電路的影響？ 3、射極跟隨電路有何特性？本電路為何采用此電路？七、實驗注意事項 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(guān)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

20、逐級切換相應(yīng)的電源開關(guān)。八、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)，繪畫出相應(yīng)的曲線。2、總結(jié)對兩類振蕩器的認識。3、實驗的體會與意見等。實驗四、幅度調(diào)制與解調(diào)一、實驗?zāi)康?1）、加深理解幅度調(diào)制與檢波的原理。 2）、掌握用集成模擬乘法器構(gòu)成調(diào)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）、了解二極管包絡(luò)檢波的主要指標(biāo)、檢波效率及波形失真。二、實驗預(yù)習(xí)要求實驗前預(yù)習(xí)振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻，以及變頻和混頻等有關(guān)章節(jié)。三、實驗原理1、調(diào)幅與檢波原理簡述： 調(diào)幅就是用低頻調(diào)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(diào)制信號的規(guī)律變化；而檢波則是從調(diào)幅波中取出低頻信號。振幅調(diào)制信號按其不

21、同頻譜結(jié)構(gòu)分為普通調(diào)幅（AM）信號，抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB）信號，抑制載波和一個邊帶的單邊帶調(diào)制信號。 把調(diào)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(diào)幅。 2、集成四象限模擬乘法器MC1496簡介：本器件的典型應(yīng)用包括乘、除、平方、開方、倍頻、調(diào)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(guān)系為：VO=K（VX +VXOS）（VY+VYOS）+VZOX。

22、為了得到好的精度，必須消除VXOS、VYOS與VZOX三項失調(diào)電壓。集成模擬乘法器MC1496是目前常用的平衡調(diào)制/解調(diào)器，內(nèi)部電路含有8 個有源晶體管。本實驗箱在幅度調(diào)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(nèi)部原理圖和管腳功能如圖4-1所示： 圖4-1. 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(diào)節(jié)端 3）、GADJ 增益調(diào)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

23、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(diào)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(diào)調(diào)零。W501可控制調(diào)幅波的調(diào)制度，K502斷開時，可觀察平衡調(diào)幅波，R502為增益調(diào)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(diào)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(diào)乘法器，調(diào)幅波和載波分別從J504和J

24、505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(diào)調(diào)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(diào)檢波直流負載，C523、R525、R526是可調(diào)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(diào)幅波進行幅度放大。四、實驗儀器與設(shè)備 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。五、實驗內(nèi)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

25、下12V，12V總電源開關(guān)K1，K3，函數(shù)信號發(fā)生實驗單元電源開關(guān)K700，本實驗單元電源開關(guān)K500，與此相對應(yīng)的發(fā)光二極管點亮。 準(zhǔn)備工作：幅度調(diào)制實驗需要加音頻信號VL和高頻信號VH。調(diào)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(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器的輸出為0.4VPP、100KHz 的正弦波信號。 （一）、乘法器U501失調(diào)調(diào)零將音頻信號接入調(diào)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(guān)的切換開關(guān)和相應(yīng)的電位器對乘法器的兩路輸入進行輸入失調(diào)調(diào)零（具體步驟參考如下：K501的2-3短

26、接，調(diào)整W501和W502，至TP503輸出最小，然后將K501的1-2，K503的2-3短接，調(diào)整W503，至TP503輸出最?。?。 （二）、觀測調(diào)幅波 在乘法器的兩個輸入端分別輸入高、低頻信號，調(diào)節(jié)相關(guān)的電位器（W501等），短接K5021-2，在輸出端觀測調(diào)頻波VO，并記錄VO的幅度和調(diào)制度。此外，在短接K5022-3時，可觀測平衡調(diào)幅波VO，記錄VO的幅度。 （三）、觀測解調(diào)輸出1、 參照實驗步驟（一）的方法對解調(diào)乘法器進行失調(diào)調(diào)零。2、 在保持調(diào)幅波輸出的基礎(chǔ)上，將調(diào)制波和高頻載波輸入解調(diào)乘法器U502，即分別連接J503和J504，J502和J505，用雙蹤示波器分別監(jiān)視音頻輸入和

27、解調(diào)器的輸出。然后在乘法器的兩個輸入端分別輸入調(diào)幅波和載波。用示波器觀測解調(diào)器的輸出，記錄其頻率和幅度。若用平衡調(diào)幅波輸入（K5022-3短接），在觀察解調(diào)器的輸出并記錄之。 （四）、觀測二極管解調(diào)輸出 將調(diào)幅波的輸出接至二極管檢波電路的輸入端（連接J503和J507）。在TP509處觀察放大后的調(diào)幅波，在TP510觀察解調(diào)輸出信號VO。短接K5061-2，調(diào)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(diào)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。六、實驗注意事項1、 為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，乘法器的失

28、調(diào)調(diào)零至關(guān)重要，而且又是一項細致的工作，必須要認真完成這一實驗步驟。 2、其它同前。七、預(yù)習(xí)思考題 1、三極管調(diào)幅與乘法器調(diào)幅各自有何特點？當(dāng)它們處于過調(diào)幅時，兩者的波形有何不同？ 2、如果平衡調(diào)幅波出現(xiàn)下圖所示的波形，是何緣故？ 3、檢波電路的電壓傳輸系統(tǒng)Kd如何定義？八、實驗報告1、 根據(jù)觀察結(jié)果繪制相應(yīng)的波形圖，并作詳細分析。2、 回答預(yù)習(xí)思考題。3、 其它體會與意見。實驗五、集成乘法器混頻實驗一、實驗?zāi)康?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、實驗預(yù)習(xí)要求實驗前預(yù)習(xí)振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻，以及變頻和混頻等有關(guān)章節(jié)。三、實驗原理混頻器的功能是將載波為fs

29、（高頻）的已調(diào)波信號不失真地變換為另一載頻fI（固定中頻）的已調(diào)波信號，而保持原調(diào)制規(guī)律不變。例如在調(diào)幅廣播接收機中，混頻器將中心頻率為5351605KHz的已調(diào)波信號變換為中心頻率為465KHz的中頻已調(diào)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。混頻器的電路模型如圖5-1所示。混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應(yīng)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 I =L-SuS經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號經(jīng)帶通濾 圖5-1. 混頻器電路模型 波器濾出。目前，高質(zhì)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(diào)制

30、器構(gòu)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5-2. MC1496構(gòu)成的混頻器電路圖圖5-2是用MC1496構(gòu)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(diào)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，

31、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(diào)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、實驗儀器與設(shè)備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。五、實驗內(nèi)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(guān)K1、K3，“LC與晶體振蕩器實驗單元”電源開關(guān)K100，以及本實驗單元的電源開關(guān)K1000，相對應(yīng)的發(fā)光

32、二極管點亮。 （一）、中頻LC濾波器的調(diào)整掃頻輸出衰減10db，Y衰減10，調(diào)節(jié)Y增幅至適當(dāng)?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(diào)整電感線圈L1003的磁芯，使1.5MHz出現(xiàn)峰值，并記錄之。 （二）、中頻頻率的觀測將實驗一（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。 （三）、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

33、率從4.5MHz調(diào)至7.5MHz，再次觀測載波-中頻，記錄之，并驗證下列關(guān)系： f鏡象f載波=2 f中頻（四）、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(diào)制的載波頻率為4.5MHz的調(diào)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。六、實驗注意事項1、測量時應(yīng)用雙蹤同時觀察本振-載波，載波-中頻，以便比較。2、本實驗用到實驗一的（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(diào)整好實驗一的輸出，使之滿足本實驗的要求。七、預(yù)習(xí)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、

34、分析寄生干涉的原因，并討論預(yù)防措施。八、實驗報告1、根據(jù)觀測的結(jié)果，繪制所需要的波形圖，并作分析。2、在幅頻座標(biāo)中繪出本振頻率與載波頻率和鏡象干擾頻率之間的關(guān)系，并作分析。3、 歸納并總結(jié)信號混頻的過程。實驗六、變?nèi)荻O管調(diào)頻器與相位鑒頻器一、實驗?zāi)康?1）、了解變?nèi)荻O管調(diào)頻器的電路結(jié)構(gòu)與電路工作原理。 2）、掌握調(diào)頻器的調(diào)制特性及其測量方法。 3）、觀察寄生調(diào)幅現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生的原因及其消除方法。二、實驗預(yù)習(xí)要求實驗前，預(yù)習(xí)教材正弦波振蕩器、角度調(diào)制與解調(diào)等有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。三、實驗原理 1、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管實際上是一個電壓控制的可變電容元件。當(dāng)外加反向偏置電壓變化時，變?nèi)?/p>

35、二極管PN結(jié)的結(jié)電容會隨之改變，其變化規(guī)律如圖6-1所示。 變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj與電容二極管兩端所加的反向偏置電壓之間的關(guān)系可以用下式來表示：（硅管約0.7V，鍺管約為0.20.3V）；Co為未加外電壓時的耗盡層電容值；u為變?nèi)荻O管兩端所加的反向偏置電壓；為變?nèi)荻O管結(jié)電容變化指數(shù)，它與PN結(jié)滲雜情況有關(guān)，通常=1/21/3。采用特殊工藝制成的變?nèi)荻O管值可達15。 直接調(diào)頻的基本原理是用調(diào)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(diào)制信號的變化規(guī)律呈線性改變，以生成調(diào)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(diào)制信

36、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。 若在LC振蕩回路上并聯(lián)一個變?nèi)荻O管，如圖6-2所示，并用調(diào)制信號電壓來控制變?nèi)荻O管的電容值，則振蕩器的輸出頻率將隨 圖6-2. 直接調(diào)頻示意圖調(diào)制信號的變化而改變，從而實現(xiàn)了直接調(diào)頻的目的。 2、電容耦合雙調(diào)諧回路相位鑒頻器 相位鑒頻器的組成方框圖如6-3示。圖中的線性移相網(wǎng)絡(luò)就是頻相變換網(wǎng)絡(luò)，它將輸入調(diào)頻信號u1 的瞬時頻率變化轉(zhuǎn)換為相位變化的信號u2，然 圖6-3、相位鑒頻器的組成框圖后與原輸入的調(diào)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

37、頻器 圖6-4. 耦合回路相位鑒頻器的相位檢波器部分是由兩個包絡(luò)檢波器組成，線性移相網(wǎng)絡(luò)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6-5（a）是電容耦合的雙調(diào)諧回路相位鑒頻器的電路原理圖，它是由調(diào)頻調(diào)相變換器和相位檢波器兩部分所組成。調(diào)頻調(diào)相變換器實質(zhì)上是一個電容耦合雙調(diào)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(diào)諧回路，L2C2為次級調(diào)諧回路，初、次級回路均調(diào)諧在輸入調(diào)頻波的中心頻率fc上，二極管D1、D2和電阻R1、R2分別構(gòu)成兩個對稱的包絡(luò)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

38、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(diào)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?，耦合回路部分的交流等效電路如圖6-5（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， (a) （b）圖6-5. 電容耦合雙調(diào)諧回路相位鑒頻器由圖可見，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

39、化。u1和u2之間的相位也發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使它們的合成電壓發(fā)生變化，由此可將調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)頻波，最后由包絡(luò)檢波器檢出調(diào)制信號。 3、實際線路分析電路原理理圖上半部分為變?nèi)荻O管調(diào)頻器，下半部分為相位鑒頻器。BG401為電容三點式振蕩器，產(chǎn)生6.5MHz的載波信號。變?nèi)荻O管D401和C403構(gòu)成振蕩回路電容的一部分，直流偏置電壓通過R427、W401、R403和L401加至變?nèi)荻O管D401的負端，C402為變?nèi)荻O管的交流通路，R402為變?nèi)荻O管的直流通路，L401和R403組成隔離支路，防止載波信號通過電源和低頻回路短路。低頻信號從輸入端J401輸入，通過變?nèi)荻O管D401實現(xiàn)直接

40、調(diào)頻，C401為耦合電容，BG402對調(diào)制波進行放大，通過W402控制調(diào)制波的幅度，BG403為射級跟隨器，以減小負載對調(diào)頻電路的影響。從輸出端J402或TP402輸出6.5MHz調(diào)制波，通過隔離電容C413接至頻率計；用示波器接在TP402處觀測輸出波形，目的是減小對輸出波形的影響。J403為相位鑒頻器調(diào)制波的輸入端，C414提供合適的容性負載；BG404和BG405接成共集共基電路，以提高輸入阻抗和展寬頻帶，R418、R419提供公用偏置電壓，C422用以改善輸出波形。BG405集電極負載以及之后的電路在原理分析中都已闡明，這里不再重復(fù)。四、實驗儀器設(shè)備 THKGP系列高頻電子線路蹤合實驗箱； 掃頻儀； 雙蹤示波器； 頻率計； 萬用表。五、實驗內(nèi)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(guān)K1，-12V總電源開關(guān)K3，函數(shù)信號發(fā)生實驗單元的電源開關(guān)K700和本單元電源開關(guān)K400，相對應(yīng)的三個紅色發(fā)光二極管和三個綠色二極管點亮。 （一）、振蕩器輸出的調(diào)整 1、將切換開關(guān)K401的1-2接點短接，調(diào)整電位器W401使變?nèi)荻O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(diào)