高頻電子電路實驗匯總課件

1、實驗一覽表實驗序號實驗名稱實驗主要內容/知識點需用的實驗系統(tǒng)需用的實驗儀器一單調諧回路諧振放大器· 放大器靜態(tài)工作點· LC并聯(lián)諧振回路· 單調諧放大器幅頻特性實驗板1實驗板6雙蹤示波器AS1637萬用表二雙調諧回路諧振放大器· 雙調諧回路· 電容耦合雙調諧放大器· 放大器動態(tài)范圍實驗板1實驗板6雙蹤示波器AS1637萬用表三高頻諧振功率放大器· 諧振功放基本工作原理· 諧振功放工作狀態(tài)，計算· VCC和負載變化對諧振功放工作的影響實驗板2雙蹤示波器AS1637萬用表四電容三點式LC振蕩器· 三

2、點式LC振蕩器· 克拉潑電路· 工作點、耦合電容、反饋系數(shù)、Q值對振蕩器工作的影響實驗板1雙蹤示波器頻率計萬用表五石英晶體振蕩器· 石英晶體振蕩器· 串聯(lián)型晶體振蕩器· 工作點、微調電容、負載電阻對晶振工作的影響實驗板1雙蹤示波器頻率計萬用表六振幅調制器· 幅度調制· 模擬乘法器實現(xiàn)幅度調制· MC1496四象限模擬相乘器實驗板3雙蹤示波器AS1637低頻信號發(fā)生器萬用表七振幅解調器· 振幅解調· 二極管包絡檢波· 模擬乘法器實現(xiàn)同步檢波實驗板3雙蹤示波器AS1637萬用表低頻信號發(fā)生

3、器八變容二極管調頻器· 頻率調制· 變容二極管調頻· 靜態(tài)、動態(tài)調制特性實驗板4雙蹤示波器頻率計萬用表低頻信號發(fā)生器九電容耦合回路相位鑒頻器· FM波的解調· 電容耦合回路相位鑒頻器· S形鑒頻特性實驗板4實驗板6雙蹤示波器AS1637萬用表低頻信號發(fā)生器十LM566組成的頻率調制器· LM566組成· LM566組成的調頻器原理實驗板5雙蹤示波器頻率計萬用表低頻信號發(fā)生器十一LM565組成的頻率解調器· LM565組成· LM565組成的鑒頻器原理實驗板5雙蹤示波器萬用表低頻信號發(fā)生器十二三角

4、波正弦波變換器· 三角波正弦波變換原理· 三角波正弦波變換方法雙蹤示波器穩(wěn)壓電源目 錄實驗一 單調諧回路諧振放大器- 5 -實驗二 雙調諧回路諧振放大器- 10 -實驗三 高頻諧振功率放大器- 13 -實驗四 電容三點式LC振蕩器- 17 -實驗五 石英晶體振蕩器- 22 -實驗六 振幅調制器- 25 -實驗七 振幅解調器- 29 -實驗八 變容二極管調頻器- 33 -實驗九 電容耦合回路相位鑒頻器- 36 -實驗十 LM566組成的頻率調制器- 40 -實驗十一 LM565組成的頻率解調器- 43 -實驗十二 正弦波振蕩電路設計- 46 -附錄 通信原理與高頻電路實驗室儀

5、器操作規(guī)程- 49 -參考文獻- 52 -實驗一 單調諧回路諧振放大器 、實驗準備1 做本實驗時應具備的知識點： · 放大器靜態(tài)工作點· LC并聯(lián)諧振回路· 單調諧放大器幅頻特性2做本實驗時所用到的儀器：· 實驗板1（調諧放大電路及通頻帶擴展電路單元，簡稱單調諧放大器單元）· 實驗板6（寬帶檢波器）· 雙蹤示波器· AS1637函數(shù)信號發(fā)生器（用作為掃頻儀）· 萬用表二、實驗目的 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。 2熟悉放大器靜態(tài)工作點的測量方法。 3熟悉放大器靜態(tài)工作點和集電極負載對單調諧放大器幅頻特性（

6、包括電壓增益、通頻帶、Q值）的影響。4掌握用掃頻儀測量放大器幅頻特性的方法。三、實驗內容 1用萬用表測量晶體管各點（對地）電壓VB、VE、VC，并計算放大器靜態(tài)工作點。2采用掃頻法（以AS1637作為掃頻儀）測量單調諧放大器的幅頻特性。3用示波器觀察靜態(tài)工作點對單調諧放大器幅頻特性的影響。4用示波器觀察集電極負載對單調諧放大器幅頻特性的影響。四、基本原理1單調諧回路諧振放大器原理單調諧回路諧振放大器原理電路如圖1-1所示。圖中，RB1、RB2、RE用以保證晶體管工作于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類。CE是RE的旁路電容，CB、CC是輸入、輸出耦合電容，L、C是諧振回路，RC是集電極（交流）電阻

7、，它決定了回路Q值、帶寬。為了減輕負載對回路Q值的影響，輸出端采用了部分接入方式。2單調諧回路諧振放大器實驗電路單調諧回路諧振放大器實驗電路如圖1-2所示。其基本部分與圖1-1相同。圖中，C3用來調諧，K1、K2、K3用以改變集電極電阻，以觀察集電極負載變化對諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。K4、K5、K6用以改變射極偏置電阻，以觀察放大器靜態(tài)工作點變化對諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。五、實驗步驟 1AS1637函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時的參數(shù)予置圖1-2 單調諧回路諧振放大器實驗電路 頻率定標頻率定標的目的是為頻率特性設定頻標。每一頻標實為某一單頻正弦波的頻譜圖示。

8、1）頻率定標個數(shù)：共設8點頻率，并存儲于第07存儲單元內。若把中心頻率10.7MHz置于第3單元內，且頻率間隔取為1MHz，則相應地有：0單元7.7 MHz，1單元8.7 MHz，7單元14.7 MHz。2）頻率定標方法 準備工作：對頻率范圍、工作方式、函數(shù)波形作如下設置。() 頻率范圍：2MHz16MHz范圍（按“頻段手動遞增/減”按鍵調整）；（）工作方式：內計數(shù)（“工作方式”按鍵左邊5個指示燈皆暗）；（）函數(shù)波形：正弦波。 第0單元頻率定標與存儲() 調“頻率調諧”旋鈕，使頻率顯示為7700（與此同時，“kHz”燈點亮，標明頻率為7.7 MHz）；（）按“STO”鍵，相應指示燈點亮，再調“

9、頻率調諧”旋鈕，使存儲單元編號顯示為0；（）再按“STO”鍵，相應指示燈變暗，表明已把7.7 MHz頻率存入第0單元內。 第1單元頻率定標與存儲() 調“頻率調諧”旋鈕，使頻率顯示為8700（與此同時，“kHz”燈點亮，標明頻率為8.7 MHz）；（）按“STO”鍵，相應指示燈點亮，再調“頻率調諧”旋鈕（只需順時針旋轉1格），使存儲單元編號顯示為1；（）再按“STO”鍵，相應指示燈變暗，表明已把8.7 MHz頻率存入第1單元內。 依此類推，直到把14.7 MHz頻率存入第7單元內為止。 其他參數(shù)設置 掃描時間設置為20ms，即示波器上顯示的橫坐標（頻率）的掃描時間為20ms。設置方法為：按“工

10、作方式”鍵，使TIME燈點亮；再調“頻率調諧（掃描時間）”旋鈕，使掃描時間顯示為0.020s； 工作方式又設置為線性掃描，即示波器上顯示的橫坐標（頻率）為線性坐標。設置方法為：再按“工作方式”鍵，使INT LINEAR燈點亮； 輸出幅度設置為50mV。設置方法為：使“40dB”衰減器工作，并調“輸出幅度調節(jié)（AMPL）”旋鈕，使輸出顯示為50mV（峰-峰值）。2實驗準備 在箱體左下方插上實驗板6，右下方插上實驗板1。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板1左上方單元（單調諧放大器單元）的電源開關（K7）撥到ON位置，就接通了+12V電源（

11、相應指示燈亮），即可開始實驗。3單調諧回路諧振放大器靜態(tài)工作點測量 取射極電阻R4=1kW（接通K4，斷開K5、K6），集電極電阻R3=10kW（接通K1，斷開K2、K3），用萬用表測量各點（對地）電壓VB、VE、VC，并填入表1.1內。（R1=15 k，R2=6.2 k）表1.1射極偏置電阻實測(V)計算(V,mA)晶體管工作于放大區(qū)?理由VBVEVCVBEVCEIC是否R4=1kWR4=510WR4=2kW 當R4分別取510W（接通K5，斷開K4、K6）和2kW（接通K6，斷開K4、K5）時，重復上述過程，將結果填入表1.1，并進行比較和分析。4單調諧回路諧振放大器幅頻特性測量 一般說來

12、，有兩種方法用來對一個系統(tǒng)的幅頻特性進行測量：點測法和掃頻法。這里采用掃頻法，并以AS1637作為掃頻儀，步驟如下。 實驗準備先按圖1-3所示的方法對AS1637、實驗板1上的單調諧放大器單元、實驗板6（寬帶檢波器）、雙蹤示波器進行連接，說明如下。圖1-3掃頻法測量幅頻特性實驗框圖· AS1637的輸出信號（OUTPUT 50W）連接到單調諧放大器的IN端，以對輸入信號進行放大。· 單調諧放大器的輸出（OUT）連接到實驗板6的信號輸入端，以對輸入信號進行檢波。· AS1637背面板上的頻標輸出（MARKER OUT）連接到實驗板6的頻標輸入端。實驗板6把已檢波的信

13、號與頻標混合后輸出。· 實驗板6的混合輸出端連接到雙蹤示波器CH2（Y）端上。· AS1637背面板上的鋸齒輸出（SAWTOOTH OUT）連接到雙蹤示波器CH1（X）端上。此時需把示波器水平掃描調節(jié)旋鈕置于“X-Y”檔，該CH1輸入即用作為外同步信號，便可在示波器上觀測到帶頻標刻度的放大器幅頻特性（有回掃）。改變CH1量程可調節(jié)橫坐標（時間軸）比例，改變CH2量程可調節(jié)縱坐標（幅度）比例。 幅頻特性測量仍取R3=10kW、R4=1kW，觀測放大器幅頻特性，并作如下調試： · 調實驗板6上的“頻標幅度”旋鈕，可調節(jié)頻標高度；· 調實驗板1上的單調諧放大器

14、的電容C3，可調節(jié)諧振頻率點；· 調AS1637的輸出幅度（AMPL）旋鈕，可調節(jié)頻率特性幅度。最后，把諧振頻率調節(jié)到10.7MHz，記下此時的頻率特性，并測量相應的-3dB頻率點和帶寬。 觀察靜態(tài)工作點對單調諧放大器幅頻特性的影響 改變R4的大小，可改變靜態(tài)工作點。觀察并記錄幅頻特性曲線的變化規(guī)律。 觀察集電極負載對單調諧放大器幅頻特性的影響改變R3的大小，觀察并記錄幅頻特性曲線的變化規(guī)律。 六、實驗報告要求1畫出圖1-2電路的直流通路，計算放大器直流工作點，并與實測結果作比較。2對實驗數(shù)據(jù)進行分析，說明靜態(tài)工作點變化對單調諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應的幅頻特性。3對實驗數(shù)據(jù)

15、進行分析，說明集電極負載變化對單調諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應的幅頻特性。4總結由本實驗所獲得的體會。實驗二 雙調諧回路諧振放大器 、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點： · 雙調諧回路· 電容耦合雙調諧回路諧振放大器· 放大器動態(tài)范圍· AS1637函數(shù)信號發(fā)生器使用說明（參閱附錄）2做本實驗時所用到的儀器：· 實驗板1（雙調諧放大電路單元）· 實驗板6（寬帶檢波器）· 雙蹤示波器· AS1637函數(shù)信號發(fā)生器（用作為掃頻儀和高頻信號源）· 萬用表二、實驗目的 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系

16、統(tǒng)。 2熟悉耦合電容對雙調諧回路放大器幅頻特性的影響。 3了解放大器動態(tài)范圍的概念和測量方法。三、實驗內容 1采用掃頻法測量雙調諧放大器的幅頻特性（以AS1637作為掃頻儀）。2用示波器觀察耦合電容對雙調諧回路放大器幅頻特性的影響(單峰特性、雙峰特性)。3用示波器觀察放大器動態(tài)范圍（以AS1637作為高頻信號源）。 四、基本原理1雙調諧回路諧振放大器原理顧名思義，雙調諧回路是指有兩個調諧回路：一個靠近“信源”端（如晶體管輸出端），稱為初級；另一個靠近“負載”端（如下級輸入端），稱為次級。兩者之間，可采用互感耦合，或電容耦合。與單調諧回路相比，雙調諧回路的矩形系數(shù)較小，即：它的諧振特性曲線更接近

17、于矩形。電容耦合雙調諧回路諧振放大器原理圖如圖2-1所示。與圖1-1相比，兩者都采用了分壓偏置電路，放大器均工作于甲類，但圖2-1中有兩個諧振回路：L1、C1組成了初級回路，L2、C2組成了次級回路；兩者之間并無互感耦合（必要時，可分別對L1、L2加以屏蔽），而是由電容C3進行耦合，故稱為電容耦合。為了減小晶體管和下級負載對回路的影響，它們對L1、L2的接入均采用了部分接入。2雙調諧回路諧振放大器電路圖 2-2 雙調諧回路諧振放大器實驗電路雙調諧回路諧振放大器電路如圖2-2所示，其基本部分與圖2-1相同。圖中，C3、C6用來對初、次級回路調諧，K1、K2、K3用以改變耦合電容數(shù)值，以改變耦合程

18、度。五、實驗步驟1AS1637函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時的參數(shù)予置與實驗一中的方法完全相同。2實驗準備 在箱體左下方插上實驗板6，右下方插上實驗板1。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板1右上方單元（雙調諧放大電路單元）的電源開關（K4）撥到ON位置，就接通了+12V電源（相應指示燈亮），即可開始實驗。3雙調諧回路諧振放大器幅頻特性測量 實驗準備先對AS1637、實驗板1上的雙調諧放大器、實驗板6（寬帶檢波器）、雙蹤示波器進行連接，其方法與圖1-3所示的方法相同，只是單調諧放大器應改為雙調諧放大器而已。 單峰（幅頻）特性測量取C7=2.

19、7pF（K1接通，K2、K3斷開），然后反復調整C3、C6，使兩個回路均調諧在10.7MHz，并使放大器幅頻特性為單峰。記下此時的頻率特性，并測量相應的-3dB頻率點和帶寬。 雙峰（幅頻）特性測量取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3斷開）和C7=12pF（K3接通，K1、K2斷開）進行測量，并作記錄（應觀察到雙峰）。當C7=12pF時，中心頻率可能發(fā)生偏移，此時應反復調整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。記下C7=12pF時的頻率特性，并測量相應的-3dB頻率點和帶寬。4放大器動態(tài)范圍測量 實驗準備 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3斷開），并反復調整C3、C6，使特性曲線

20、仍為單峰，且諧振于10.7MHz。 AS1637輸出信號（OUTPUT 50W）仍連接到雙調諧放大電路的IN端（并以示波器CH1監(jiān)視），放大電路的輸出（OUT）端改接到示波器CH2上。斷開示波器與實驗板6的連接，示波器水平掃描則處于常規(guī)狀態(tài)。 AS1637設置() 工作方式設置為內計數(shù)（“工作方式”按鍵左邊5個指示燈皆暗），此時AS1637工作于信號源方式。() 按“REC”鍵，相應指示燈亮，調“頻率調諧”旋鈕，使存儲單元編號顯示為3； （）再按“REC”鍵，相應指示燈變暗，表明已將10.7 MHz頻率從第3單元內讀出，于是AS1637輸出10.7 MHz正弦波。 放大器動態(tài)范圍測量從AS16

21、37上讀取放大器輸入電壓幅度值，以示波器CH1監(jiān)視雙調諧放大器的輸入波形，從示波器CH2上監(jiān)測放大器輸出波形，并讀取輸出幅度值，便可監(jiān)視放大器失真，并計算放大器電壓放大倍數(shù)值。改變AS1637的輸出信號幅度，并把數(shù)據(jù)填入表2.1。可以發(fā)現(xiàn)，當放大器的輸入增大到一定數(shù)值時，輸出波形開始畸變（失真），放大倍數(shù)開始下降。表2.1放大器輸入(mV)20406080100150200250300放大器輸出(V)放大器電壓放大倍數(shù)六、實驗報告要求1畫出耦合電容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三種情況下的幅頻特性，計算-3dB帶寬，并由此說明單峰特性和雙峰特性的優(yōu)缺點。2當放大器輸入幅度增大到一定程度

22、時，輸出波形會發(fā)生什么變化？為什么？3畫出放大器電壓放大倍數(shù)與輸入電壓幅度之間的關系曲線。若把放大器的動態(tài)范圍定義為放大倍數(shù)下降1dB時對應的輸入電壓幅度，試求本放大器的動態(tài)范圍。4總結由本實驗所獲得的體會。實驗三 高頻諧振功率放大器、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點： · 諧振功率放大器的基本工作原理（基本特點，電壓、電流波形）· 諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)，功率、效率計算· 集電極電源電壓VCC和集電極負載變化對諧振功率放大器工作的影響2做本實驗時所用到的儀器：· 實驗板2（丙類高頻功率放大電路單元）· 雙蹤示波器· AS16

23、37函數(shù)信號發(fā)生器（用作為高頻信號源）· 萬用表二、實驗目的 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。 2熟悉高頻諧振功率放大器的基本工作原理，三種工作狀態(tài)，功率、效率計算。 3了解集電極電源電壓VCC與集電極負載變化對諧振功率放大器工作的影響。三、實驗內容 1用示波器監(jiān)測兩級前置放大器的調諧。2觀察諧振功率放大器工作狀態(tài)，尤其是過壓狀態(tài)時的集電極電流凹陷脈沖。3觀察并測量集電極電源電壓VCC變化對諧振功率放大器工作的影響。4觀察并測量集電極負載變化對諧振功率放大器工作的影響。 四、基本原理1高頻諧振功率放大器原理圖3-1 丙類功率放大器原理電路高頻諧振功率放大器原理電路如圖3-1所

24、示。圖中，L2、L3是扼流圈，分別提供晶體管基極回路、集電極回路的直流通路。R10、C9產生射極自偏壓，并經(jīng)由扼流圈L2加到基極上，使基射極間形成負偏壓，從而放大器工作于丙類。C10是隔直流電容，L4、C11組成了放大器諧振回路負載，它們與其他參數(shù)一起，對信號中心頻率諧振。L1、C8與其他參數(shù)一起，對信號中心頻率構成串聯(lián)諧振，使輸入信號能順利加入，并濾除高次諧波。C8還起隔直流作用。R12是放大器集電極負載。2高頻諧振功率放大器電路高頻諧振功率放大器電路如圖3-2所示，其第3級部分與圖3-1相同。BG1、BG2是兩級前置放大器，C2、C6用以調諧，A、B點用作為這兩級的輸出測試點。BG3為末級

25、丙類功率放大器，當K4斷開時可在C、D間串入萬用表（直流電流檔），以監(jiān)測IC0值。同時，E點可近似作為集電極電流iC波形的測試點（R10=10，C9=100pF，因而C9并未對R10構成充分的旁路）。K1K3用以改變集電極負載電阻。圖3-2 高頻諧振功率放大器實驗電路五、實驗步驟1實驗準備 在箱體右下方插上實驗板2（丙類高頻功率放大電路單元）。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板2右上方的電源開關（K5）撥到上面的ON位置，就接通了+12V電源（相應指示燈亮），即可開始實驗。 AS1637輸出頻率為10.7MHz、峰-峰值為80mV的正

26、弦波，并連接到實驗板2的輸入（IN）端上。2兩級前置放大器調諧 先將C、D兩點斷開（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（帶鉤）探頭接A點，（監(jiān)測第1級輸出），調C2使輸出正弦波幅度最大，從而相應的回路諧振。 再把示波器高阻（帶鉤）探頭接B點，（監(jiān)測第2級輸出），調C6使輸出正弦波幅度最大，從而相應的回路諧振。需要時，亦可把示波器探頭接在B點上，再反復調節(jié)C2、C6，使輸出幅度最大。3末級諧振功率放大器（丙類）測量 諧振功率放大器工作狀態(tài)觀察 實驗準備() 接通開關K4（撥到“ON”）；() 示波器CH1連接到實驗板2的OUT點上；() 示波器CH2以高阻（帶鉤）探頭連接到E點上。 逐漸增

27、大輸入信號幅度，并觀察放大器輸出電壓波形（OUT點）和集電極電流波形（E點）?？砂l(fā)現(xiàn)，隨著輸入信號幅度的增大，在一定范圍內，放大器的輸出電壓振幅和集電極電流脈沖幅度亦隨之增大，說明放大器工作于欠壓狀態(tài)。 當輸入信號幅度增大到一定程度時，放大器的輸出電壓振幅增長緩慢，而集電極電流脈沖則出現(xiàn)凹陷，說明放大器已進入到過壓狀態(tài)。 集電極負載電阻對諧振功率放大器工作的影響 VIp-p(AS1637輸出信號)為100mV時的測量() 取R12=120W (接通K1，斷開K2、K3) 時的測量用示波器觀察功放級的輸入、輸出電壓波形（B點、OUT點），并測量輸入、輸出電壓峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用萬用

28、表測量集電極直流電流值IC0，并把結果填入表3.1中。測量IC0的方法是：在C、D兩點間串入萬用表（直流電流，200mA檔），再斷開K4，便可讀得IC0值，然后接通K4，取走表筆。() 取R12=75W時的測量：接通K2，斷開K1、K3，重做()，觀察集電極負載電阻減小對諧振功率放大器工作的影響。() 取R12=50W時的測量：接通K3，斷開K1、K2，再重做()，觀察集電極負載電阻進一步減小對諧振功率放大器工作的影響。 VIp-p為200mV時的測量：重復。 集電極直流電源電壓對諧振功率放大器工作的影響實驗板2右上方的電源開關（K5）撥到最下面，就接通了+5V電源（相應指示燈點亮），重做，以

29、觀察集電極直流電源電壓的減小對諧振功率放大器工作的影響，并把相應數(shù)據(jù)也填入表3.1。說明： 表中“計算”列內各符號的含義如下：Ic1m 集電極電流基波振幅；Po集電極輸出功率；PD集電極直流電源供給功率；Pc集電極耗散功率；hc集電極效率。 作計算時應注意：在本實驗的實測中常用(電壓)峰-峰值，而在教材的計算公式中則常用振幅值，兩者相差一倍。表3.1測試條件實測計算Vbp-p (V)Vcp-p (V)Ic0(mA)Ic1m(mA)Po(mW)PD(mW)Pc(mW)hcVCC=12VVIp-p=100mVR12=120WR12=75WR12=50WVIp-p=200mVR12=120WR12=

30、75WR12=50WVCC=5VVIp-p=100mVR12=120WR12=75WR12=50WVIp-p=200mVR12=120WR12=75WR12=50W六、實驗報告要求1根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，計算各種情況下的Ic1m、Po、PD、Pc、hc。2對實驗結果進行分析，說明輸入信號振幅Vbm、集電極電源電壓VCC、集電極負載對諧振功率放大器工作的影響（工作狀態(tài)，電壓、電流波形，功率、效率）。 3倘若實驗結果與理論學習時的結論不一，請分析其可能存在的原因。4總結由本實驗所獲得的體會。實驗四 電容三點式LC振蕩器、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點： · 三點式LC振蕩器·

31、克拉潑電路· 靜態(tài)工作點、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對振蕩器工作的影響2做本實驗時所用到的儀器：· 實驗板1（LC振蕩器電路單元）· 雙蹤示波器· 頻率計· 萬用表二、實驗目的 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。 2掌握電容三點式LC振蕩電路的基本原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉靜態(tài)工作點、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。4熟悉不同反饋系數(shù)時，靜態(tài)工作點變化對振蕩器振蕩幅度的影響。三、實驗內容 1用萬用表進行靜態(tài)工作點測量，用示波器觀察振蕩器的停振、起振現(xiàn)象。2用示波器觀察振蕩器輸出波形，測量振蕩電壓峰-峰值V

32、p-p，并以頻率計測量振蕩頻率。3觀察并測量靜態(tài)工作點、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值等因素對振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。 四、基本原理1電容三點式LC振蕩器原理電容三點式LC振蕩器的交流通路如圖4-1所示。由圖可見，這是一種克拉潑電路，C5是耦合電容，通常應滿足C5C3、C4。若把C5與L1、R5互換位置，則與一般克拉潑電路畫法相同。 振蕩頻率fosc令C = C3C4C5，則有。若取，則可算得。若取，則可算得。 起振條件：。 ，是晶體管跨導。顯然，靜態(tài)工作點電流會影響。 ，是電壓反饋系數(shù)。 Re是等效到晶體管C（集電極）、B（基極）兩端的總（諧振）電阻。若令，則R5等效到C、B兩端的電阻為，

33、又，R4等效到C、B兩端的電阻為，于是，Re = R5R4=。圖4-2 電容三點式LC振蕩器實驗電路 根據(jù)以上分析，總結各參數(shù)如何影響起振條件的。2電容三點式LC振蕩器電路 電容三點式LC振蕩器實驗電路如圖4-2所示。圖中，C1是旁路電容，C2是隔直流電容。顯然，若把C1、C2短路，并在此基礎上畫出交流通路，則就是圖4-1所示的電路。圖4-2中，W1用以調整振蕩器的靜態(tài)工作點（主要影響起振條件）；K1、K2、K3用來改變C3，K4、K5、K6用來改變C4，從而改變電壓反饋系數(shù)；K7、K8、K9用來改變R5，從而改變回路諧振電阻；K10、K11、K12用來改變C5，從而改變振蕩頻率，亦改變耦合程

34、度。當然，它們都會影響起振條件。五、實驗步驟1實驗準備 在箱體右下方插上實驗板1。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板1右下方單元（LC振蕩器電路單元）的電源開關（K13）撥到ON位置，就接通了+12V電源（相應指示燈亮），即可開始實驗。2靜態(tài)工作點測量 先不接反饋電容C3（即把 K1K3均置OFF位置），并取C4=1000pF（K4置ON位置），用示波器探頭接本單元OUT端，觀察振蕩器停振時的情形。 改變電位器W1可改變BG1的基極電壓VB，并改變其發(fā)射極電壓VE。記下VE的最大值，并計算相應的IE值（R4=1k）： 。 3靜態(tài)工作點

35、變化對振蕩器工作的影響 實驗初始條件：IEQ=2.5mA（調W1達到），C3=100pF（接通K1，斷開K2、K3），C4=1000pF（接通K4，斷開K5、K6），R5=110k（接通K7，斷開K8、K9），C5=51pF（接通K10，斷開K11、K12）。 調節(jié)電位器W1以改變晶體管靜態(tài)工作點IEQ，使其分別為表4.1所示各值，且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的輸出振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表4.1。表4.1IEQ(mA)0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4耦合電容C5變化對振蕩器工作的影

36、響 表4.2C5(pF)51 100 150Vp-p(V)f(MHz) 實驗初始條件：同3。 改變耦合電容C5，使其分別為51pF、100pF、150pF（分別單獨接通K10、K11、K12），且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表4.2。 表4.3C3/C4(pF)100/1000120/680680/120Vp-p(V)f(MHz)5電壓反饋系數(shù)(分壓比) 變化對振蕩器工作的影響 實驗初始條件：同3。 同步改變C3/C4，使其分別為100/1000pF，120/680pF，680/120pF（分別單獨同步地接通開關K

37、1/K4、K2/K5、K3/K6），且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表4.3。6等效Q值變化（負載電阻變化）對振蕩器工作的影響表4.4R5(k)110101Vp-p(V)f (MHz) 實驗初始條件：同3。根據(jù)具體情況，亦可把接通K10改為接通K11，即把耦合電容C5加大。 改變負載電阻R5（亦就改變了等效Q值），使其分別為110k、10k、1k（分別單獨接通K7、K8、K9），且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表4.4。需注意：頻率計讀數(shù)的

38、后幾位跳動變化的情況。7不同反饋系數(shù)時靜態(tài)工作點變化對振蕩幅度的影響 實驗初始條件：同3。此后在做本實驗時，需保持C5 = 51pF（單獨接通K10）、R5 = 110 k（單獨接通K7）不變，但令C3、C4同步變化，即開關K1/K4、K2/K5、K3/K6應同步地接通或斷開。 取C3=l00pF、C4=1000pF（K1、K4置“ON”位置），此時分壓比C3/C4=0.1，反饋系數(shù)F=0.091。調電位器W1使靜態(tài)工作點電流IE分別為表4.5所標各值，用示波器觀察振蕩波形，測量輸出振蕩幅度Vp-p，并填入表4.5。 取C3=120pF、C4=680pF（K2、K5置“ON”位置），此時分壓比

39、C3/C4=0.176，反饋系數(shù)F=0.15，重復做的內容。 取C3=680pF、C4=120pF（K3、K6置“ON”位置），此時分壓比C3/C4=5.67，反饋系數(shù)F=0.85，重復做的內容。表4.5IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0C3=100pF,C4=1200pFVp-p (V)C3=120pF,C4=680pFVp-p (V)C3=680pF,C4=120pFVp-p (V)最后指出：做本實驗時，可能發(fā)生振蕩器輸出波形失真或停振現(xiàn)象，此時可先把該現(xiàn)象記下來。必要時，可改變其他參數(shù)，使振蕩器重新起振。六、實驗報告要求1根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)

40、工作點(IEQ)對振蕩器起振條件的影響。2對實驗結果進行分析，總結靜態(tài)工作點、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值等因素對振蕩器振蕩幅度和頻率的影響，并闡述緣由。 3總結由本實驗所獲得的體會。實驗五 石英晶體振蕩器、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點： · 石英晶體振蕩器· 串聯(lián)型晶體振蕩器· 靜態(tài)工作點、微調電容、負載電阻對晶體振蕩器工作的影響2做本實驗時所用到的儀器：· 實驗板1（石英晶體振蕩器電路單元）· 雙蹤示波器· 頻率計· 萬用表二、實驗目的 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。 2掌握石英晶體振蕩器、串聯(lián)型晶體振蕩

41、器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉靜態(tài)工作點、微調電容、負載電阻對晶體振蕩器工作的影響4感受晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度高的特點，了解晶體振蕩器工作頻率微調的方法。三、實驗內容 1用萬用表進行靜態(tài)工作點測量。2用示波器觀察振蕩器輸出波形，測量振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計測量振蕩頻率。3觀察并測量靜態(tài)工作點、微調電容、負載電阻等因素對晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。四、基本原理1晶體振蕩器工作原理一種晶體振蕩器的交流通路如圖5-1所示。圖中，若將晶體短路,則L1、C2、C3、C4就構成了典型的電容三點式振蕩器(考畢茲電路)。因此，圖5-1的電路是一種典型的串聯(lián)型晶體振蕩器電路（共基接法

42、）。若取L1=4.3H、C2=820pF、C3=180pF、C4=20pF，則可算得LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率f06MHz，與晶體工作頻率相同。圖中，C4是微調電容，用來微調振蕩頻率；C5是耦合（隔直流）電容，R5是負載電阻。很顯然，R5越小，負載越重，輸出振蕩幅度將越小。2晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路如圖5-2所示。圖中，R3、C6為去耦元件，C1為旁路電容，并構成共基接法。W1用以調整振蕩器的靜態(tài)工作點（主要影響起振條件）。K1、K2、K3用來改變R5，從而改變振蕩器負載。C9為輸出耦合電容。實際上，圖5-2電路的交流通路即為圖5-1所示的電路。五、實驗步驟圖5-2 晶體振蕩器實驗電路1實

43、驗準備 在箱體右下方插上實驗板1。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板1左下方單元（石英晶體振蕩器電路單元)的電源開關（K4）撥到ON位置，就接通了+12V電源（相應指示燈亮），即可開始實驗。2靜態(tài)工作點測量改變電位器W1可改變BG1的基極電壓VB，并改變其發(fā)射極電壓VE。記下VE的最大、最小值，并計算相應的IEmax、IEmin值（R4=1.5k）。3靜態(tài)工作點變化對振蕩器工作的影響 實驗初始條件：VEQ=2.5V（調W1達到），R5=110k（接通K1，斷開K2、K3）。 調節(jié)電位器W1以改變晶體管靜態(tài)工作點IE，使其分別為表5.1

44、所示各值，且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表5.1。表5.1VEQ(V)0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4微調電容C4變化對振蕩器工作的影響 實驗初始條件：同3。 用改錐（螺絲刀、起子）平緩地調節(jié)微調電容C4。與此同時，把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表5.2。 表5.2C4數(shù)值最小較小中間較大最大Vp-p(V)f(MHz)5負載電阻變化對振蕩器工作的影響 實驗初始條件：同3。 表5.3R

45、5(k)110101Vp-p(V)f (MHz) 改變負載電阻R5，使其分別為110k、10k、1k（分別單獨接通K1、K2、K3），且把示波器探頭接到OUT端，觀察振蕩波形，測量相應的振蕩電壓峰-峰值Vp-p，并以頻率計讀取相應的頻率值，填入表5.3。六、實驗報告要求1根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(IEQ)對晶體振蕩器工作的影響。2對實驗結果進行分析，總結靜態(tài)工作點、微調電容、負載電阻等因素對晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響，并闡述緣由。3對晶體振蕩器與LC振蕩器之間在靜態(tài)工作點影響、帶負載能力方面作一比較，并分析其原因。4總結由本實驗所獲得的體會。實驗六 振幅調制器、實驗準備1做本實驗時

46、應具備的知識點： · 幅度調制· MC1496四象限模擬相乘器· 用模擬乘法器實現(xiàn)幅度調制2做本實驗時所用到的儀器：· 萬用表· 雙蹤示波器· AS1637函數(shù)信號發(fā)生器· 低頻函數(shù)信號發(fā)生器（用作調制信號源）· 實驗板3（幅度調制電路單元）二、實驗目的 1掌握在示波器上測量調幅系數(shù)的方法。2通過實驗中波形的變換，學會分析實驗現(xiàn)象。3掌握用MC1496來實現(xiàn)AM和DSB-SC的方法，并研究已調波與調制信號、載波之間的關系。 三、實驗內容 1由MC1496組成的模擬相乘調幅器的輸入失調電壓調節(jié)、直流調制特性測量。2用

47、雙蹤示波器觀察DSB-SC波形。3用雙蹤示波器觀察AM波形，測量調幅系數(shù)。4用雙蹤示波器觀察調制信號為方波時的調幅波。四、基本原理1MC1496簡介圖1 MC1496內部電路及外部連接MC1496是一種四象限模擬相乘器，其內部電路以及用作振幅調制器時的外部連接如圖1所示。由圖可見，電路中采用了以反極性方式連接的兩組差分對（T1T4），且這兩組差分對的恒流源管（T5、T6）又組成了一個差分對，因而亦稱為雙差分對模擬相乘器。其典型用法是：、腳間接一路輸入（稱為上輸入v1），、腳間接另一路輸入（稱為下輸入v2），、腳分別經(jīng)由集電極電阻Rc接到正電源+12V上，并從、腳間取輸出vo。、腳間接負反饋電阻

48、Rt。腳到地之間接電阻RB，它決定了恒流源電流I7、I8的數(shù)值，典型值為6.8k。腳接負電源-8V。、腳懸空不用。由于兩路輸入v1、v2的極性皆可取正或負，因而稱之為四象限模擬相乘器。可以證明： ，因而，僅當上輸入滿足v1VT (26mV)時，方有：，才是真正的模擬相乘器。本實驗即為此例。21496組成的調幅器圖 6-2 1496組成的調幅器實驗電路用1496組成的調幅器實驗電路如圖2所示。圖中，與圖1相對應之處是：R8對應于Rt，R9對應于RB，R3、R10對應于RC。此外，W1用來調節(jié)、端之間的平衡，W2用來調節(jié)、端之間的平衡。此外，本實驗亦利用W1在、端之間產生附加的直流電壓，因而當IN

49、2端加入調制信號時即可產生AM波。晶體管BG1為射極跟隨器，以提高調制器的帶負載能力。五、實驗步驟1實驗準備 在箱體右下方插上實驗板3。接通實驗箱上電源開關，此時箱體上±12V、±5V電源指示燈點亮。 把實驗板3上幅度調制電路單元右上方的電源開關（K1）撥到ON位置，就接通了±12V電源（相應指示燈亮），即可開始實驗。 調制信號源：采用低頻函數(shù)發(fā)生信號發(fā)生器，其參數(shù)調節(jié)如下（示波器監(jiān)測）：· 頻率范圍：1kHz· 波形選擇：· 幅度衰減：-20dB· 輸出峰-峰值：100mV 載波源：采用AS1637函數(shù)信號發(fā)生器，其參數(shù)調

50、節(jié)如下：· 工作方式：內計數(shù)（“工作方式”按鍵左邊5個指示燈皆暗，此時才用作為信號源）· 函數(shù)波形選擇(FUNCTION)：· 工作頻率：100kHz· 輸出幅度（峰-峰值）：10mV2靜態(tài)測量 載波輸入端（IN1）輸入失調電壓調節(jié)把調制信號源輸出的調制信號加到輸入端IN2（載波源不加），并用示波器CH2監(jiān)測輸出端（OUT）的輸出波形。調節(jié)電位器W2使此時輸出端（OUT）的輸出信號（稱為調制輸入端饋通誤差）最小（電壓峰-峰值為0）。然后斷開調制信號源。 調制輸入端（IN2）輸入失調電壓調節(jié)把載波源輸出的載波加到輸入端IN1（調制信號源不加），并用示波器C

51、H2監(jiān)測輸出端（OUT）的輸出波形。調節(jié)電位器W1使此時輸出端（OUT）的輸出信號（稱為載波輸入端饋通誤差）最?。妷悍?峰值為0）。 直流調制特性測量仍然不加調制信號，仍用示波器CH2監(jiān)測輸出端（OUT）的輸出波形，并用萬用表測量A、B之間的電壓VAB。改變W1以改變VAB，記錄VAB值（由表6.1給出）以及對應的輸出電壓峰-峰值Vo（可用示波器CH1監(jiān)測輸入載波，并觀察它與輸出波形之間的相位關系）。再根據(jù)公式vokVABVcp-p計算出相乘系數(shù)k值（Vcp-p=10mV），并填入表1。表1VAB(V)-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4Vo(V)k(1/V)需要指出，

52、對相乘器，有z=kxy，在這里有vokvcvW（vo、vc、vW相應地是OUT、IN1、IN2端電壓）。因此，當vW=0時，即使vc0，仍應有vo=0。若vo0，則說明MC1496的、輸入端失調。于是應借由調節(jié)W1來達到平衡，這就是上面實驗（2）的做法（2相同）。另一方面，在下面的實驗中，又要利用對W1的調節(jié)來獲得直流電壓，把它先與vW相加后再與 vc相乘，便可獲得AM調制。這與“失調”是兩個完全不同的概念，請勿混淆。3DSB-SC（抑制載波雙邊帶調幅）波形觀察 在IN1、IN2端已進行輸入失調電壓調節(jié)（對應于W2、W1的調節(jié)）的基礎上，可進行DSB-SC測量。 DSB-SC信號波形觀察 示波器CH1接調制信號（可用帶“鉤”的探頭接到IN2端旁的接線上），示波器CH2接OUT端，即可觀察到調制信號及其對應的DSB-SC信號波形。 DSB-SC信號反相點觀察增大示波器X軸掃描速率，仔細觀察調制信號過零點時刻所對應的DSB-SC信號，能否觀察到反相點？ DSB-SC信號波形與載波波形的相位比較將示波器CH1改接IN1點，把調制器的輸入載波波形與輸出DSB-SC波形的相位進行比較，可發(fā)現(xiàn)：在調制信號正半周期間，兩者同相；在調制信號負半周期間，兩者反相（建議用DSB-SC波形（CH2）觸發(fā)，X軸掃描用50s檔）。4AM（常規(guī)調幅）波形測量 AM正常波形