高頻實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、 合肥工業(yè)大學(xué)宣城校區(qū) 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告 專 業(yè) 班 級(jí) 電子信息科學(xué)與技術(shù)1班 學(xué)生學(xué)號(hào)及姓名 胡龍廣 2012216863 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師 吳永忠 程文娟 實(shí) 驗(yàn) 地 點(diǎn) 綜合實(shí)驗(yàn)樓一307 實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解小信號(hào)調(diào)諧（諧振）放大器的工作原理及影響放大器性能的因素。2、 熟悉頻率特性測(cè)試儀（掃頻儀）的使用方法；使用頻率特性測(cè)試儀調(diào)整調(diào)諧放大器的幅頻特性，測(cè)量增益、帶寬及矩形系數(shù)。3、 了解逐點(diǎn)法（描點(diǎn)法）測(cè)試小信號(hào)調(diào)諧放大器性能指標(biāo)的方法。二、實(shí)驗(yàn)線路 圖 13 小信號(hào)諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、 了解該實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，各元件的作用；熟悉

2、實(shí)驗(yàn)電路板的結(jié)構(gòu)、各元件的位置、各測(cè)試點(diǎn)的位置；2、 按下開關(guān)K，接通12V電源。12V電源指示燈LED1亮。3、 調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)：不加輸入信號(hào)（即Vi = 0），用萬用表直流電壓檔測(cè)量三極管Q1發(fā)射極的電壓VEQ。調(diào)整電位器W3，使VEQ=4.8V左右，計(jì)算IEQ=？測(cè)量、記錄靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)記錄：Vcc(v)IEQ(MA)VBQ(v)VEQ(v)VCQ(v)VCEQ(v)4、 頻率特性測(cè)試（BT-3頻率特性測(cè)試儀的使用方法）： 接通掃頻儀電源 檢測(cè)/自校鍵： 置“自校” 頻標(biāo)選擇鍵： 置“10/1” 掃頻方式鍵： 置“窄掃” Y輸入方式： AC / DC鍵： 置“D

3、C” ×1/×10鍵： 置“×1” + / - 鍵： 置“+” “輸出衰減”置為“20 dB”， 調(diào)節(jié)“y增益”旋鈕，使自校掃頻曲線在垂直方向上為6大格。 調(diào)節(jié)“掃頻寬度”旋鈕，使頻率范圍在20MHZ左右。 調(diào)節(jié)“中心頻率”旋鈕，使12MHZ頻點(diǎn)位于顯示屏中心。上述按鍵和旋鈕預(yù)置完畢后，在顯示器上應(yīng)出現(xiàn)一條幅度為6大格的掃頻曲線。 將檢測(cè)/自校鍵置“檢測(cè)” BT-3頻率特性測(cè)試儀的射頻輸出電纜接小信號(hào)諧振放大器的信號(hào)輸入端TH1(J4)，實(shí)驗(yàn)板輸出測(cè)試端TH2(J1)與頻率特性測(cè)試儀的檢波探頭相接。微調(diào)中心頻率刻度盤，使顯示屏上顯示出放大器的“幅頻特性曲線”，用絕

4、緣起子慢慢旋動(dòng)變壓器磁芯或C1，使中心頻率f0 = 12MHz處幅值最大。改變“輸出衰減”按鈕，使其幅度在垂直方向上仍為6大格。5、主要指標(biāo)測(cè)量： 測(cè)量諧振電壓增益AV0 ：記下中的“輸出衰減”的數(shù)值 NdB，諧振電壓增益即為： AV0 = ( N- 20) dB 計(jì)算被測(cè)放大器的諧振電壓增益。 測(cè)量通頻帶2 0.7 ：實(shí)測(cè)曲線兩對(duì)稱頻率點(diǎn)占有的格數(shù)1MHz 頻標(biāo)占有的格數(shù)調(diào)節(jié)“頻率偏移”（掃頻寬度）旋鈕，使相鄰兩個(gè)小頻標(biāo)在橫軸上占有適當(dāng)?shù)母駭?shù)（即1MHz對(duì)應(yīng)的寬度）。調(diào)節(jié)“y軸移位” 旋鈕，移動(dòng)被測(cè)放大器諧振特性曲線，使0.707 AV0對(duì)應(yīng)的兩對(duì)稱頻率點(diǎn)位于橫軸上，讀出他們?cè)跈M軸上占有的格

5、數(shù)（寬度），根據(jù)比值關(guān)系就可以近似算出放大器的通頻帶： 20.7 = 1MHz × 計(jì)算被測(cè)放大器的通頻帶。 測(cè)量放大器矩形系數(shù)Kr0.1 ：用同樣的方法測(cè)出20.1即可得：20.1Kr0.1 = 20.7 計(jì)算被測(cè)放大器的矩形系數(shù)。6、用逐點(diǎn)法（描點(diǎn)法）測(cè)試小信號(hào)諧振放大器的諧振電壓增益、帶寬；記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。 按下面框圖（圖1-4）所示搭建好測(cè)試電路。圖1-4 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器測(cè)試連接框圖注：圖中符號(hào)表示高頻連接線 按下信號(hào)源和頻率計(jì)的電源開關(guān)，此時(shí)開關(guān)下方的工作指示燈點(diǎn)亮。 調(diào)節(jié)信號(hào)源“RF幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使輸出端口“RF1”和“RF2”輸出頻率為12MHz的高頻信

6、號(hào)。將信號(hào)輸入到2號(hào)板的J4口。在TH1處觀察信號(hào)峰-峰值約為100mV左右。 將示波器探頭連接在調(diào)諧放大器的輸出端即TH2上，調(diào)節(jié)中周磁芯使示波器上的信號(hào)幅度最大，此時(shí)放大器即被調(diào)諧到輸入信號(hào)的頻率點(diǎn)上。 測(cè)量電壓增益Av0在調(diào)諧放大器對(duì)輸入信號(hào)已經(jīng)諧振的情況下，用示波器探頭在TH1和TH2分別觀測(cè)輸入和輸出信號(hào)的幅度大小，則Av0即為輸出信號(hào)與輸入信號(hào)幅度之比。 測(cè)量放大器通頻帶用高頻信號(hào)源作掃頻源，然后用示波器來測(cè)量各個(gè)頻率信號(hào)的輸出幅度，最終描繪出通頻帶特性，具體方法如下：通過調(diào)節(jié)放大器輸入信號(hào)的頻率，使信號(hào)頻率在諧振頻率附近變化（以20KHz或500KHz為步進(jìn)間隔來變化），并用示波

7、器觀測(cè)各頻率點(diǎn)的輸出信號(hào)的幅度，然后就可以在如下的“幅度頻率”坐標(biāo)軸上標(biāo)示出放大器的通頻帶特性。 測(cè)量放大器的選擇性描述放大器選擇性的的最主要的一個(gè)指標(biāo)就是矩形系數(shù)，這里用Kr0.1來表示：20.1 Kr0.1 = 20.7 式中，為放大器的通頻帶；為相對(duì)放大倍數(shù)下降至0.1處的帶寬。用第步中的方法，我們就可以測(cè)出、，從而得到的值注意： 由于工作頻率較高，分布參數(shù)的影響存在，放大器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后的元件參數(shù)值與設(shè)計(jì)計(jì)算值會(huì)有一定的偏差。在調(diào)試時(shí)要反復(fù)仔細(xì)調(diào)整才能使諧振回路處于諧振狀態(tài)。測(cè)試中要保證接地良好。四、思考題1、如果實(shí)測(cè)通頻帶比要求的要窄，你會(huì)采用什么方法解決這個(gè)問題？2、

8、引起小信號(hào)諧振放大器不穩(wěn)的原因是什么？如果是要中出現(xiàn)自激現(xiàn)象，應(yīng)該怎樣消除五、反思與感悟?qū)嶒?yàn)二 三點(diǎn)式正弦波振蕩器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器的工作原理及振蕩性能的測(cè)量方法。2. 了解晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)大小、負(fù)載變化對(duì)起振和振蕩幅度的影響。3. 研究外界條件（溫度、電源電壓、負(fù)載變化）對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。二、實(shí)驗(yàn)線路圖6-3 正弦波振蕩器將開關(guān)S2的1撥上2撥下， S1全部斷開，由晶體管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2構(gòu)成電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型振蕩器西勒振蕩器，見圖6-2。電容CCI可用來改變振蕩頻率。 射極跟隨器小信號(hào)諧振放大器圖6-4西勒振蕩

9、電路振蕩器的頻率約為4.5 MHz。C13 C13 + C20 振蕩電路反饋系數(shù): 振蕩器輸出通過耦合電容C3（10P）加到由Q2組成的射極跟隨器的輸入端，因C3容量很小，再加上射隨器的輸入阻抗很高，可以減小負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。射隨器輸出信號(hào)經(jīng)小信號(hào)諧振放大器調(diào)諧放大，通過變壓器次級(jí)耦合輸出（輸出點(diǎn)J1）。射極跟隨器和小信號(hào)諧振放大器的電路見圖6-1相應(yīng)部分。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 根據(jù)圖6-1在實(shí)驗(yàn)板上找到振蕩器各零件的位置并熟悉各元件的作用。將開關(guān)S2的1撥上2撥下， S1全部斷開。打開實(shí)驗(yàn)板電源，用示波器在J1端觀察有輸出后，適當(dāng)調(diào)節(jié)W1，使振蕩輸出波形無明顯失真。再將頻率計(jì)接到J1處。

10、調(diào)節(jié)CC1，使振蕩器輸出頻率為4.5 MHz。2. 觀察振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)振蕩性能的影響。調(diào)整W1，使振蕩器的工作點(diǎn)VR10發(fā)生變化，并用示波器測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)的振蕩幅度VP-P（峰峰值），頻率計(jì)監(jiān)測(cè)頻率。觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄填入下表。（注意：測(cè)量過程中，示波器和頻率計(jì)不要同時(shí)接到J1點(diǎn)，可能會(huì)相互影響。建議：分別接入）表1 工作點(diǎn)變化對(duì)輸出幅度及振蕩頻率的影響VR10(v)Uomp-p(v)c(KHz)分析輸出振蕩電壓和振蕩管靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系，分析思路：靜態(tài)電流ICQ會(huì)影響晶體管跨導(dǎo)gm，而振蕩器的起振條件和gm是有關(guān)系的。為使振蕩器正常工作，一般取ICQ=（15mA）。1、 觀察反饋系數(shù)對(duì)振蕩器性能的影

11、響：分別用5000p和100p的電容并聯(lián)在C20兩端，改變反饋系數(shù)，觀察反饋系數(shù)F大小對(duì)振蕩幅度的影響，并記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)： 表2反饋系數(shù)對(duì)振蕩器性能的影響外接電容F Uomp-p(v)c(KHz)C=100pC=5000P2、 觀察溫度變化對(duì)LC振蕩頻率的影響：在室溫下記下振蕩頻率（頻率計(jì)接于J1處）（4.5 MHz）。將加熱的電烙鐵靠近振蕩管和振蕩回路，每隔1分鐘記下頻率的變化值，計(jì)算頻率穩(wěn)定度。 溫度時(shí)間變化室溫1分鐘2分鐘3分鐘4分鐘5分鐘LC振蕩器頻率 KHZ 頻率穩(wěn)定度的計(jì)算： 四、實(shí)驗(yàn)儀器1高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái) 2雙蹤示波器 1臺(tái)3萬用表 1塊 4、調(diào)試工具 1套五、思考題1、 用所學(xué)理

12、論分析靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)F對(duì)振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響。2、振蕩電路中的CC1有何作用？為什么振蕩器的后級(jí)要加射極跟隨器？ 六、反思與感悟?qū)嶒?yàn)八 集成模擬乘法器應(yīng)用（一） 振幅調(diào)制電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解模擬乘法器（MC1496）的工作原理，掌握其調(diào)整與特性參數(shù)的測(cè)量方法。2、掌握利用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)AM、DSB的方法和過程，研究已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)及載波信號(hào)的關(guān)系。3、學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。二、實(shí)驗(yàn)線路其中載波信號(hào)uc加到J1端，經(jīng)高頻耦合電容C1從10腳輸入。C2為高頻旁路電容，使8腳交流接地。調(diào)制信號(hào)uW 加到J5端，經(jīng)低頻耦合電容E1從1腳輸入。E2為低頻旁路電

13、容，使4腳交流接地。調(diào)幅信號(hào)U0從12腳單端輸出，加到運(yùn)放放大輸出，在J3（TH3）點(diǎn)即可觀察普通調(diào)幅波和雙邊帶的輸出波形。雙邊帶信號(hào)經(jīng)455KHz模塊濾波，通過射隨即可獲得SSB輸出（J6或TH6觀察波形）。器件采用雙電源供電方式，所以5腳的偏置電阻R15接地。器件的靜態(tài)偏置電流I5或I0約為： 腳2與腳3之間接入負(fù)反饋電阻R3（RE），以擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的UW的線性動(dòng)態(tài)范圍，RE增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減少。電阻R1、R2、R4、R5、R 6為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證乘法器內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)，所以阻值的選取應(yīng)滿足式（1）、（2）的要求。對(duì)于圖5-3所示電路參數(shù)，測(cè)量

14、器件的靜態(tài)（uc =0，uW =0）偏置參考電壓如下：u8 u10 u1 u4 u6 u12 u2 u3 u56V 6V 0V 0V 8.6V 8.6V -0.7V -0.7V -7 V注意上面測(cè)出的靜態(tài)偏置兩兩對(duì)應(yīng)的關(guān)系。R11、R12、R13、R14與電位器W1組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變W1可獲得雙邊帶調(diào)幅波或普通調(diào)幅波。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、按下開關(guān)K，接通12V、-8V電源，電源指示燈LED12 、LED12亮。2、測(cè)量乘法器各腳靜態(tài)偏置電壓（uc = 0，uW = 0），并與上述參考測(cè)量值比較： 管腳號(hào)1234568101214實(shí)測(cè)電壓（v）測(cè)試條件UCC = + 12V UEE = -

15、 8V * 因?yàn)殡娐分蠷18、R19、R11等均為固定電阻，不可調(diào)。所以只能測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)而不能進(jìn)行調(diào)整。* 為了使MCl496各管腳的電壓接近上表，只需要調(diào)節(jié)W1使1、4腳的電壓差接近0V即可，方法是用萬用表表筆分別接1、4腳，使得萬用表讀數(shù)接近于0V。3、DSB、SSB振幅調(diào)制：J1端輸入載波信號(hào)VC(t),其頻率fC=465KHz,峰峰值VCPP500mV。J5端輸入調(diào)制信號(hào)V(t)，其頻率F10KHz，先使峰峰值VPP0，調(diào)節(jié)W1，使輸出VO=0(此時(shí)41)，再逐漸增加VPP，則輸出信號(hào)VO（t）的幅度逐漸增大，于TH3測(cè)得。最后出現(xiàn)如圖8-3所示的抑止載波的調(diào)幅信號(hào)（DSB）。圖8-

16、3 DSB信號(hào)波形3、 選擇一個(gè)你認(rèn)為失真最小的波形，記下載波峰峰值和調(diào)制信號(hào)的峰峰值。然后改變載波信號(hào)幅度，調(diào)制信號(hào)的幅度不變，觀察DSB信號(hào)的變化情況。4、 恢復(fù)前一步那個(gè)失真最小的波形，載波信號(hào)幅度不變，改變調(diào)制信號(hào)幅度，觀察 DSB信號(hào)的變化情況。5、 恢復(fù)前一步那個(gè)失真最小的波形，在J6（TH6）處觀察SSB信號(hào)。畫出其波形，標(biāo)出幅度。6、 普通調(diào)幅波： J1端輸入載波信號(hào)幅度和頻率都不變，J2端輸入調(diào)制信號(hào)幅度和頻率暫時(shí)也不變，調(diào)節(jié)平衡電位器W1，使V1與V4不相等，輸出信號(hào)VO（t）中便有載波漏出。此時(shí)，接在輸出端（J3或TH3）的示波器上即可看到普通調(diào)幅波波形。改變調(diào)制信號(hào)的幅

17、度，適當(dāng)調(diào)節(jié)平衡電位器W1，可得到不同ma(調(diào)幅系數(shù))AM調(diào)幅波形，如圖8-4所示。記下波形對(duì)應(yīng)Vmmax（可用A表示）和Vmmin（可用B表示），調(diào)幅度ma 就可計(jì)算出來。 圖8-4 普通調(diào)幅波波形 調(diào)整UmP-P，獲得兩個(gè)不同調(diào)幅系數(shù)的普通調(diào)幅波，按要求記錄、計(jì)算。A B A + B UCmP-P =（ ）V ：ma = ma = %ma = 100 %UmP-P（V） A（調(diào)幅波幅度最大值或所占格數(shù)） B（調(diào)幅波幅度最小值或所占格數(shù)）A B A + BUmmax- UmminUmmav + Ummin* 表格中ma = = ，可通過所測(cè)電壓值計(jì)算，也可用所占格數(shù)計(jì)算。觀察ma =100%的普通調(diào)幅波波形，與雙