高頻電子線路實驗報告

1、高 頻 電 子 線 路實驗報告起止日期： 年至 年 第學(xué)期學(xué)生姓名班級學(xué)號成績指導(dǎo)教師電氣與信息工程學(xué)院實驗一 高頻小信號調(diào)諧放大器(3課時)1、 實驗?zāi)康?1掌握小信號調(diào)諧放大器的基本工作原理。2諧振放大器電壓增益、通頻帶、選擇性的定義、測試及計算。 二、實驗儀器、器材 1THCGP-1 型高頻電子線路綜合實驗箱 1 臺 2雙蹤示波器 DS-5042M 1臺 萬用表 MF-47 型 1 塊 3 器材：單調(diào)諧小信號放大模塊 1 塊 3、 實驗原理 單調(diào)諧小信號諧振放大器是通信機接收端的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信 號的線性放大。其實驗單元電路如圖 2-1 所示（模塊上） 。圖 2-1

2、實驗電路 該電路由三極管 Q1 及其集電極選頻回路 T1 組成。它對輸入的高頻小信號進行放大， 并具有一定的選頻作用?；鶚O偏置電阻 W3、R22、R4 和射極電阻 R5 決定三極管的靜態(tài) 工作點?？勺冸娮?W3 改變基極偏置電阻將改變?nèi)龢O管的靜態(tài)工作點，從而可改變放大器 的增益。 4、 實驗步驟 （一）單調(diào)諧小信號放大器單元電路實驗 1根據(jù)圖 2-1 實驗電路熟悉實驗板電路，并在電路板上找出與原理圖對應(yīng)的各測試點。 2按圖 2-2 所示圖連接好實驗電路。 3打開實驗箱電源，按下信號源和頻率計的電源開關(guān)，此時開關(guān)下方的工作指示燈 點亮。 4打開小信號調(diào)諧放大器的電源開關(guān)，并觀察工作指示燈是否點亮

3、。 5調(diào)節(jié)信號源“RF 幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使輸出端口“RF1”“RF2”輸出。頻率為 10.5MHz 左右的高頻信號。將信號輸入到 2 號板的 J4 口。先用示波器在 TH1 處觀 察信號峰-峰值約為 50mV。(先調(diào)頻率再調(diào)幅度)圖 2-2 測試連接圖6 調(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率，使單調(diào)諧放大器諧振： 操作方法：將示波器探頭接在調(diào)諧放大器的輸出端 TH2，調(diào)節(jié)示波器直至能觀察到輸 出信號的波形，先調(diào)節(jié) W3 使輸出信號幅度最大，再調(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率 使示波器上的信號幅度最大（先用 500KHz 檔調(diào)節(jié)，再用 20 KHz 檔調(diào)節(jié)，直到示波器上 的信號幅度最大），

4、此時放大器即被調(diào)諧到輸入信號的頻率點上。 記錄諧振放大器的諧振頻率：f0= 10.562 MHz。 7 測量靜態(tài)工作點對電壓增益的影響 高頻信號源的輸出信號頻率等于放大器的諧振頻率，幅度 50mV 左右不變。調(diào)節(jié) W3， 改變放大器的靜態(tài)工作點，用示波器在 TH1 和 TH2 處分別觀測輸入和輸出信號的幅度大 小，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，并計算發(fā)射極電流和電壓增益，填入表 2-1 中。 表 2-1UE(V)最小1234最大IEQ=UE/R5(mA)2.091.961.751.611.541.34U i(mV)505050505050U o(V)10.970.920.90.880.85Kv=Uo/Ui2

5、0.119.518.618.217.817.2 發(fā)射極電壓 UE的測量方法：用萬用表的電壓檔測量發(fā)射極電阻 R5 兩端的電壓。 8測量放大器的通頻帶 BW0.7 先保持高頻信號源的輸出信號頻率等于放大器的諧振頻率，幅度 50mV 左右不變，調(diào) 節(jié) W3，使放大器的靜態(tài)工作電壓 UE=3V。 然后調(diào)節(jié)信號源面板上的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，改變放大器輸入信號的頻率，使信號頻率在 諧振頻率附近變化（以 500KHz 為步進間隔來增大和減?。檬静ㄆ饔^測各頻率點的輸 出信號的幅度，填入表 2-2。表 2-2頻率 (MHZ)20619819418417616015013012510066頻率 (MHZ)fO-2

6、.5fO-2.5fO-1.5fO-1.0fO-0.5fOfO+0.5fO+1.0fO+1.5fO+2.0fO+2.5幅度 VP-P(V)1.201.362.432.273.605.565.083.562.371.861.52根據(jù)表 2-2，在圖 2-3 中繪制電路的幅頻特性曲 圖 2-3 繪制電路幅頻特性曲線 先記下諧振時的輸出信號幅度，然后增加輸入信號的頻率（注意此時不能調(diào)節(jié)幅度旋 鈕），使輸出信號幅度逐漸減小，直至減小到最大輸出幅度的 0.707 倍，用頻率計測量此時 的頻率值，記為上限截止頻率H1。再減小信號頻率使輸出信號幅度逐漸減小，直至減小到 最大輸出幅度的 0.707 倍，再用頻率

7、計測量此時的頻率值，記為下限截止頻率L1。H1和 L1之差，即是該電路的頻帶寬度 BW0.7。 BW0.7 = 1.37MHz 。 5、 實驗注意事項 對高頻電路而言，隨著頻率升高，電路分布參數(shù)的影響將越來越大，而我們在理論計 算中是沒有考慮這些分布參數(shù)的，所以實際測試結(jié)果與理論分析可能存在一定的偏差。 六、實驗報告要求 1根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，記錄單調(diào)諧放大器的諧振頻率。 2根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，記錄該電路的靜態(tài)工作點，計算發(fā)射極靜態(tài)電流和電壓增益， 分析靜態(tài)工作點對電壓增益的影響。 答：數(shù)據(jù)見表2-1.靜態(tài)工作點越小，電壓增益越小。 3根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，繪制單調(diào)諧放大電路的幅頻特性曲線，并求出相應(yīng)

8、的頻帶寬 度。見圖2-3實驗二 三點式正弦波振蕩器(3課時)1、 實驗?zāi)康?1掌握三點式正弦波振蕩器電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設(shè)計及電路參數(shù) 計算。2通過實驗掌握晶體管靜態(tài)工作點、反饋系數(shù)大小、負載變化對起振和振蕩幅度的 影響。 3研究外界條件（溫度、電源電壓、負載變化）對振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。 二、實驗儀器、器材 1THCGP-1 型高頻電子線路綜合實驗箱 1 臺 2雙蹤示波器 DS-5042M 1臺 萬用表 MF-47 型 1 塊 3 器材：正弦波振蕩器模塊 1 塊 三、實驗原理 三點式振蕩器包括電感三點式振蕩器（哈特萊振蕩器）和電容三點式振蕩器（考畢茲 振蕩器）。三點式振蕩器的

9、一般組成原則為：Xce和 Xbe 必需為同性質(zhì)的電抗，Xbc 必需與 Xce和 Xbe電抗性質(zhì)相異。 實驗電路如圖 3-1 所示。本次實驗時，將開關(guān) S1 全部斷開，開關(guān) S2 的 1 撥下 2 撥上， 由晶體管 Q3 與 C13、C16、C10、CC1、L2 共同構(gòu)成并聯(lián)改進型電容三點式振蕩器西 勒振蕩器，電容 CC1 可用來改變振蕩頻率。其振蕩頻率為：p 振蕩頻率約為 5.0MHz 左右，根據(jù) CC1 的調(diào)節(jié)大小，振蕩頻率有一個變化圍（理 論計算為 4.65.9MHz 左右。其振蕩反饋系數(shù)為： 其中，C17 為較大容量電容，起交流接地的作用，可認為不影響電路振蕩頻率。振蕩 產(chǎn)生的信號經(jīng) C

10、3 電容耦合，送入由 Q2 組成的射極跟隨器，由于 C3 容量很小且射極跟隨 器有很大的輸入電阻，因而可減小負載對振蕩電路的影響。射極跟隨后的信號經(jīng) W2 輸出， 調(diào)節(jié) W2 可調(diào)節(jié)輸出信號的幅度。經(jīng) W2 輸出的信號送入由 Q1 組成的調(diào)諧放大器，放大 后經(jīng)變壓器 T1 耦合由 J1 輸出，其中 R13 為阻尼電阻，用來降低諧振回路的品質(zhì)因數(shù)和擴 展頻帶，以保證前級送來的一定頻率范圍內(nèi)的信號均可以放大輸出。 需要說明的是，電路中的 W1 及變?nèi)荻O管 D1、D2 部分電路是構(gòu)成壓控振蕩器時使 用，CRY1 晶體這部分電路是構(gòu)成晶體振蕩器時使用，本次實驗暫不接入。J2 音頻輸入及 變?nèi)荻O管

11、D1、D2 部分電路是調(diào)頻時使用，本次實驗也暫不接入。 電路中 RA1 電位器是 Q3 放大電路的基極偏置， RA1 的大小應(yīng)保證放大電路的靜態(tài) 工作點適當(dāng)，使電路處于放大狀態(tài)。RA1 調(diào)節(jié)不當(dāng)，會使電路失去放大作用，振蕩器不滿 足振幅起振條件而停振。圖 3-1 三點式正弦波振蕩器實驗電路 4、 實驗步驟 1根據(jù)圖 3-1 在實驗板上找到振蕩器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2研究振蕩器靜態(tài)工作點對振蕩幅度的影響。 （1）將開關(guān) S2 的 2 撥上，S1 和 S2 的 1 撥下，構(gòu)成電容三點式振蕩器。 （2）改變 Q3 上偏置電位器 RA1（向左阻值減?。萌f用表直流電壓檔測量 Q3 發(fā)

12、射極電壓 UE（R10 上端），并同時用示波器測量 TH1 處的振蕩幅度 Vp-p（峰-峰值），將相 關(guān)數(shù)據(jù)填入表 3-1 中。隨著 UE電壓的升高，振蕩器可能停振，記下剛停振時的靜態(tài)工作點 電壓、電流值。發(fā)射極電流 Ieo(=Ue /R10 )。表 3-1UE(V)最小0.51.01.52.02.5IEO=UE/R10(mA)0.10.512U O(V)2.852.521.51停振 3測量振蕩器輸出頻率范圍 調(diào)節(jié) RA1，將 Q3 的發(fā)射極靜態(tài)工作電壓調(diào)到 1.5V。先將數(shù)字頻率計接于 J1 處，改 變 CC1，同時用示波器從 TH1 觀察波形，并觀察輸出頻率的變化，保證有輸出波形，讀 取頻

13、率計數(shù)值，填于表 3-2 中。表 3-2 振蕩頻率范圍測量 CC1(PF)f(MHz)小4.6大5.5 4測量反饋系數(shù)對振蕩幅度的影響 (選做) 將發(fā)射極電壓 UE調(diào)到 1.5V，振蕩頻率調(diào)到 5.0MHZ 左右，調(diào) W2 使輸出幅度最大。 分別用不同大小的電容并聯(lián)在 C16 兩端（TP4 與 GND 之間），改變反饋系數(shù)，觀察振蕩器 輸出電壓的大小，填入表 3-3 中。表 3-3 反饋系數(shù)對振蕩幅度的影響并聯(lián)電容未接時輸出幅度5、 實驗報告要求 1 分析靜態(tài)工作點，反饋系數(shù) F 對振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響，并用所學(xué)理論知識加以分析。 振蕩有兩條件：反饋必須為正反饋，且反饋信號必須足

14、夠大。在振蕩建立過程中，KF1,電源接通后，振蕩電壓就會增長起來，但不會無止境增長，隨著振蕩幅度的增長，晶體管就要出現(xiàn)飽和、截止現(xiàn)象，這時uce幅度不再增長，振蕩建立過程結(jié)束，K值下降至穩(wěn)定，KF=1，波形穩(wěn)定下來2計算實驗電路的振蕩頻率范圍大小，并與實測結(jié)果比較。 答，實驗理想頻率為4.1-5.6MHz,但是發(fā)射極電壓是2.5V，振蕩頻率就增加些。實驗三 模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）（3課時）1、 實驗?zāi)康?1.掌握用集成模擬乘法器實現(xiàn)普通調(diào)幅、抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的方法。 2.研究已調(diào)波與調(diào)制信號以及載波信號的關(guān)系。 3.掌握調(diào)幅系數(shù)的測量與計算方法。 4.通過實驗對比

15、普通調(diào)幅、抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的波形。5.了解模擬乘法器（MC1496）的工作原理，掌握調(diào)整與測量其特性參數(shù)的方法。 二、實驗儀器、器材 1THCGP-1 型高頻電子線路綜合實驗箱 1 臺 2雙蹤示波器 DS-5042M 1臺 萬用表 MF-47 型 1 塊 3器材：AM、DSB、SSB 調(diào)幅模塊 1塊 三、實驗原理1.集成模擬乘法器 MC1496 簡介MC1496 的引腳功能和內(nèi)部原理圖如圖 4-1 所示： 圖 4-1 MC1496 引腳功能及內(nèi)部電路2 實驗電路 用 MC1496 集成電路構(gòu)成的調(diào)幅電路如圖 4-2 所示。圖 4-2 用 MC1496 集成電路構(gòu)成的調(diào)幅電路 圖中

16、 W1 用來調(diào)節(jié)引出腳 1、4 之間的平衡，集成電路采用雙電源方式供電（+12V， 8V），所以 5 腳偏置電阻 R15 接地。電阻 R1、R2、R4、R5、R6 為集成電路內(nèi)部三極管 提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個三極管工作在放大狀態(tài)。載波信號加在 V1-V4 的輸入端，即引腳 8、10 之間，載波信號經(jīng)高頻耦合電容 C1 從 10 腳輸入，C2 為高旁路 電容，使 8 腳交流接地。調(diào)制信號加在集成電路內(nèi)部差動放大器 V5、V6 的輸入端，即引 腳 1、4 之間，調(diào)制信號經(jīng)低頻耦合電容 E1 從 1 腳輸入。2、3 腳外接 1K電阻，以擴大 調(diào)制信號動態(tài)范圍。當(dāng)電阻增大，線性范圍增大，

17、但乘法器的增益隨之減小。已調(diào)制信號 取自集成電路內(nèi)部雙差動放大器的兩集電極（即引出腳 6、12 之間）輸出。 其中 W2 可調(diào)節(jié)輸出信號幅度。根據(jù)輸入信號情況，其輸出可以是普通調(diào)幅波 AM， 也可以是雙邊帶調(diào)制信號 DSB，他們由 J3 輸出。J3 輸出的信號經(jīng) 455KHz 三端陶瓷濾波 器濾出其中一個邊帶，作為單邊帶調(diào)制信號 SSB 由 J6 輸出。電路中的 TL082 集成電路為 高速雙運放集成電路，用來對輸出信號進行放大。 四、實驗步驟 1靜態(tài)工作點調(diào)整使調(diào)制信號 u=0和載波 uc=0，即不加輸入信號。將萬用表置于直流電壓 0.25V檔，將紅黑表筆分別置于 MC1496 的第 1 腳

18、和第 4 腳，為測量方便，可分別置于 R11 和 R13 電阻的上端。然后調(diào)節(jié) W1，使萬用表讀數(shù)為 0。 2抑制載波振幅調(diào)制信號測量 第一步：在 J1 端輸入載波信號 ) ( uc(t)，其頻率 F=465KHz，峰-峰值 Vp-p=500mV，頻率計接信號源 RF1 處，示波器接 TH2 處，由實驗箱高頻信號源產(chǎn)生。第二步：在 J5 端輸入調(diào)制信號u(t)，其頻率 F=10KHz，先使峰-峰值 Vp-p=0 mV。產(chǎn)生方法：用實驗箱低頻信號源正弦波輸出產(chǎn)生，先使其幅度最大，輸出送至頻率計，調(diào) 節(jié)其頻率，使頻率計顯示 10KHz 左右，完成后再調(diào)節(jié)幅度旋鈕使其幅度為 0。 第三步：將示波器探頭接在 TH3 處，調(diào)節(jié) W2 使輸出幅度最大（左旋到底）。然后再逐漸增加調(diào)制信號 u(t) 的幅度（緩慢調(diào)節(jié)），則輸出信號 uO(t)的幅度逐漸增大，直至出現(xiàn)如圖 4-3（a）所示的雙邊帶的調(diào)幅信號。圖 4-3 抑制載波的調(diào)制方式 由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對稱，輸出波形幅度可