高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書深圳大學(xué)羅雪暉鄭賢木(編)

1、- 1 -目 錄實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器.- 5 -實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 雙調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧回路諧振放大器.- 10 -實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 高頻諧振功率放大器高頻諧振功率放大器.- 13 -實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器振蕩器.- 17 -實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器.- 22 -實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 振幅調(diào)制器振幅調(diào)制器.- 25 -實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 振幅解調(diào)器振幅解調(diào)器.- 29 -實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 變?nèi)荻O管調(diào)頻器變?nèi)荻O管調(diào)頻器.- 33 -實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 電容耦合回路相位鑒頻器電容耦合回路相位鑒頻器.- 36 -實(shí)驗(yàn)十實(shí)驗(yàn)十 LM566LM566

2、 組成的頻率調(diào)制器組成的頻率調(diào)制器.- 40 -實(shí)驗(yàn)十一實(shí)驗(yàn)十一 LM565LM565 組成的頻率解調(diào)器組成的頻率解調(diào)器.- 43 -實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 正弦波振蕩電路設(shè)計(jì)正弦波振蕩電路設(shè)計(jì).- 46 -附錄附錄 通信原理與高頻電路實(shí)驗(yàn)室儀器操作規(guī)程通信原理與高頻電路實(shí)驗(yàn)室儀器操作規(guī)程.- 49 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 52 - 2 -實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1 做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 放大器靜態(tài)工作點(diǎn) LC并聯(lián)諧振回路 單調(diào)諧放大器幅頻特性2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 實(shí)驗(yàn)板1（調(diào)諧放大電路及通頻帶擴(kuò)展電路單元，簡稱單調(diào)諧放大器單元） 實(shí)驗(yàn)

3、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(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量方法。 3熟悉放大器靜態(tài)工作點(diǎn)和集電極負(fù)載對單調(diào)諧放大器幅頻特性（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(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用萬用表測量晶體管各點(diǎn)（對地）電壓VB、VE、VC，并計(jì)算放大器靜態(tài)工作點(diǎn)。2采用掃頻法（以AS1637作為掃頻儀）測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性。3用示波器觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。4用示波器觀察集電極負(fù)載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。

4、四、基本原理四、基本原理1單調(diào)諧回路諧振放大器原理單調(diào)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，它決定了回路Q值、帶寬。為了減輕負(fù)載對回路Q值的影響，輸出端采用了部分接入方式。2單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)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(diào)諧，K1、K2、K3用以改變集電極電阻，以觀RRRRCCCcCBGLINOUTB1B2BEECVcc1-1 - 3 -察集電極負(fù)載變化

5、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(diǎn)變化對諧振回路（包括電壓增益、帶寬、Q值）的影響。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟 1AS1637函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時(shí)的參數(shù)予置函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時(shí)的參數(shù)予置 頻率定標(biāo)頻率定標(biāo)的目的是為頻率特性設(shè)定頻標(biāo)。每一頻標(biāo)實(shí)為某一單頻正弦波的頻譜圖示。1）頻率定標(biāo)個(gè)數(shù)：共設(shè)8點(diǎn)頻率，并存儲于第07存儲單元內(nèi)。若把中心頻率10.7MHz置于第3單元內(nèi)，且頻率間隔取為1MHz，則相應(yīng)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(biāo)方法 準(zhǔn)備工作：對頻率范圍、工作

6、方式、函數(shù)波形作如下設(shè)置。() 頻率范圍：2MHz16MHz范圍（按“頻段手動遞增/減”按鍵調(diào)整）；（）工作方式：內(nèi)計(jì)數(shù)（“工作方式”按鍵左邊5個(gè)指示燈皆暗）；（）函數(shù)波形：正弦波。 第0單元頻率定標(biāo)與存儲() 調(diào)“頻率調(diào)諧”旋鈕，使頻率顯示為7700（與此同時(shí)，“kHz”燈點(diǎn)亮，標(biāo)明頻率為7.7 MHz）；（）按“STO”鍵，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，再調(diào)“頻率調(diào)諧”旋鈕，使存儲單元編號顯示為0；（）再按“STO”鍵，相應(yīng)指示燈變暗，表明已把7.7 MHz頻率存入第0單元內(nèi)。 第1單元頻率定標(biāo)與存儲() 調(diào)“頻率調(diào)諧”旋鈕，使頻率顯示為8700（與此同時(shí)，“kHz”燈點(diǎn)亮，標(biāo)明頻率為8.7 MHz）；

7、（）按“STO”鍵，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，再調(diào)“頻率調(diào)諧”旋鈕（只需順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1格），使存儲單元編號顯示為1；（）再按“STO”鍵，相應(yīng)指示燈變暗，表明已把8.7 MHz頻率存入第1單元內(nèi)。 依此類推，直到把14.7 MHz頻率存入第7單元內(nèi)為止。 其他參數(shù)設(shè)置 掃描時(shí)間設(shè)置為20ms，即示波器上顯示的橫坐標(biāo)（頻率）的掃描時(shí)間為20ms。設(shè)置方法為：按“工作方式”鍵，使TIME燈點(diǎn)亮；再調(diào)“頻率調(diào)諧（掃描時(shí)間）”旋鈕，使掃描時(shí)間顯示為0.020s；圖 1-2 單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路- 4 - 工作方式又設(shè)置為線性掃描，即示波器上顯示的橫坐標(biāo)（頻率）為線性坐標(biāo)。設(shè)置方法為：再按“工作方式”鍵，使

8、INT LINEAR燈點(diǎn)亮； 輸出幅度設(shè)置為50mV。設(shè)置方法為：使“40dB”衰減器工作，并調(diào)“輸出幅度調(diào)節(jié)（AMPL）”旋鈕，使輸出顯示為50mV（峰-峰值）。2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體左下方插上實(shí)驗(yàn)板6，右下方插上實(shí)驗(yàn)板1。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)箱體上12V、5V電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板1左上方單元（單調(diào)諧放大器單元）的電源開關(guān)（K7）撥到ON位置，就接通了+12V電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。3單調(diào)諧回路諧振放大器靜態(tài)工作點(diǎn)測量單調(diào)諧回路諧振放大器靜態(tài)工作點(diǎn)測量 取射極電阻R4=1k（接通K4，斷開K5、K6），集電極電阻R3=10k（接通K1，斷開K2、K3），用萬用表測

9、量各點(diǎn)（對地）電壓VB、VE、VC，并填入表1.1內(nèi)。（R1=15 k，R2=6.2 k）表表1.1實(shí)測實(shí)測(V)計(jì)算計(jì)算(V,mA)晶體管工作于放大區(qū)晶體管工作于放大區(qū)?射極偏置射極偏置電阻電阻VBVEVCVBEVCEIC是是否否理由理由R4=1k R4=510 R4=2k 當(dāng)R4分別取510（接通K5，斷開K4、K6）和2k（接通K6，斷開K4、K5）時(shí)，重復(fù)上述過程，將結(jié)果填入表1.1，并進(jìn)行比較和分析。4單調(diào)諧回路諧振放單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量大器幅頻特性測量 一般說來，有兩種方法用來對一個(gè)系統(tǒng)的幅頻特性進(jìn)行測量：點(diǎn)測法和掃頻法。這里采用掃頻法，并以AS1637 作為掃頻儀，步

10、驟如下。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備先按圖 1-3 所示的方法對 AS1637、實(shí)驗(yàn)板 1 上的單調(diào)諧放大器單元、實(shí)驗(yàn)板 6（寬帶檢波器）、雙蹤示波器進(jìn)行AS1634AS1634OUTPUTINOUTCH1 CH2(50) XY- 5 -連接，說明如下。 AS1637 的輸出信號（OUTPUT 50）連接到單調(diào)諧放大器的 IN 端，以對輸入信號進(jìn)行放大。 單調(diào)諧放大器的輸出（OUT）連接到實(shí)驗(yàn)板 6 的信號輸入端，以對輸入信號進(jìn)行檢波。 AS1637 背面板上的頻標(biāo)輸出（MARKER OUT）連接到實(shí)驗(yàn)板 6 的頻標(biāo)輸入端。實(shí)驗(yàn)板 6 把已檢波的信號與頻標(biāo)混合后輸出。 實(shí)驗(yàn)板 6 的混合輸出端連接到雙蹤示波器

11、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(shí)需把示波器水平掃描調(diào)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(biāo)刻度的放大器幅頻特性（有回掃）。改變 CH1 量程可調(diào)節(jié)橫坐標(biāo)（時(shí)間軸）比例，改變 CH2 量程可調(diào)節(jié)縱坐標(biāo)（幅度）比例。 幅頻特性測量仍取 R3=10k、R4=1k，觀測放大器幅頻特性，并作如下調(diào)試： 調(diào)實(shí)驗(yàn)板 6 上的“頻標(biāo)幅度”旋鈕，可調(diào)節(jié)頻標(biāo)高度； 調(diào)實(shí)驗(yàn)板 1 上的單調(diào)諧放大器的電容 C3，可調(diào)節(jié)諧振頻率點(diǎn)； 調(diào) AS1637 的輸出幅度（AMPL）旋鈕，可調(diào)節(jié)

12、頻率特性幅度。最后，把諧振頻率調(diào)節(jié)到 10.7MHz，記下此時(shí)的頻率特性，并測量相應(yīng)的-3dB 頻率點(diǎn)和帶寬。 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對單調(diào)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(diǎn)。觀察并記錄幅頻特性曲線的變化規(guī)律。 觀察集電極負(fù)載對單調(diào)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出圖1-2電路的直流通路，計(jì)算放大器直流工作點(diǎn)，并與實(shí)測結(jié)果作比較。2對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明靜態(tài)工作點(diǎn)變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應(yīng)的幅頻特性。3對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明集電極負(fù)載變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應(yīng)的幅

13、頻特性。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。圖 1-3 掃頻法測量幅頻特性實(shí)驗(yàn)框圖- 6 -實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 雙調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧回路諧振放大器 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 雙調(diào)諧回路 電容耦合雙調(diào)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(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 實(shí)驗(yàn)板1（雙調(diào)諧放大電路單元） 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2熟悉耦合電容對雙調(diào)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

14、量方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1采用掃頻法測量雙調(diào)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(diào)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、基本原理四、基本原理1雙調(diào)諧回路諧振放大器原理顧名思義，雙調(diào)諧回路是指有兩個(gè)調(diào)諧回路：一個(gè)靠近“信源”端（如晶體管輸出端），稱為初級；另一個(gè)靠近“負(fù)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(diào)諧回路相比，雙調(diào)諧回路的矩形系數(shù)較小，即：它的諧振特性曲線更接近于矩形。電容耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器原理圖如圖 2-1 所示。

15、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(gè)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(shí)，可分別對 L1、L2加以屏蔽），而是由電容 C3進(jìn)行耦合，故稱為電容耦合。為了減小晶體管和下級負(fù)載對回路的影響，它們對 L1、L2的接入均采用了部分接入。RRRCCCcC1BGL1INOUTC2L2C3VccB1B2EEB2-1 - - 7 -2雙調(diào)諧回路諧振放大器電路雙調(diào)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(diào)諧，K1、K2、K3用以改變耦合電容數(shù)值，

16、以改變耦合程度。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1AS1637 函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時(shí)的參數(shù)予置函數(shù)信號發(fā)生器用作掃頻儀時(shí)的參數(shù)予置與實(shí)驗(yàn)一中的方法完全相同。2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體左下方插上實(shí)驗(yàn)板6，右下方插上實(shí)驗(yàn)板1。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)箱體上12V、5V電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板1右上方單元（雙調(diào)諧放大電路單元）的電源開關(guān)（K4）撥到ON位置，就接通了+12V電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。3雙調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量雙調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備先對 AS1637、實(shí)驗(yàn)板 1 上的雙調(diào)諧放大器、實(shí)驗(yàn)板 6（寬帶檢波器）、雙蹤示波器進(jìn)行連接，其方法與圖 1-3

17、所示的方法相同，只是單調(diào)諧放大器應(yīng)改為雙調(diào)諧放大器而已。 單峰（幅頻）特性測量取 C7=2.7pF（K1接通，K2、K3斷開），然后反復(fù)調(diào)整 C3、C6，使兩個(gè)回路均調(diào)諧在10.7MHz，并使放大器幅頻特性為單峰。記下此時(shí)的頻率特性，并測量相應(yīng)的-3dB 頻率點(diǎn)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(jìn)行測量，并作記錄（應(yīng)觀察到雙峰）。當(dāng)C7=12pF時(shí)，中心頻率可能發(fā)生偏移，此時(shí)應(yīng)反復(fù)調(diào)整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。記下C7=12pF時(shí)的頻率特性，并測量相應(yīng)的-3dB頻率點(diǎn)和帶寬。4放大器動態(tài)范圍測

18、量放大器動態(tài)范圍測量 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3斷開），并反復(fù)調(diào)整C3、C6，使特性曲線仍為單峰，且諧振于10.7MHz。 AS1637 輸出信號（OUTPUT 50）仍連接到雙調(diào)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(shí)驗(yàn)板 6 的連接，示波器水平掃描則處于常規(guī)狀態(tài)。 AS1637 設(shè)置() 工作方式設(shè)置為內(nèi)計(jì)數(shù)（“工作方式”按鍵左邊 5 個(gè)指示燈皆暗），此時(shí)圖 2-2 雙調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路- 8 -AS1637 工作于信號源方式。() 按“REC”鍵，相應(yīng)指示燈亮，調(diào)“頻率調(diào)諧”旋

19、鈕，使存儲單元編號顯示為3； （）再按“REC”鍵，相應(yīng)指示燈變暗，表明已將 10.7 MHz 頻率從第 3 單元內(nèi)讀出，于是 AS1637 輸出 10.7 MHz 正弦波。 放大器動態(tài)范圍測量從 AS1637 上讀取放大器輸入電壓幅度值，以示波器 CH1 監(jiān)視雙調(diào)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(jì)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(dāng)放大器的輸入增大到一定數(shù)值時(shí)，輸出波形開始畸變（失真），放大倍數(shù)開始下降。表表 2.1放大器輸入放大器輸入(mV)20406080100

20、150200250300放大器輸出放大器輸出(V)放大器電壓放大倍數(shù)放大器電壓放大倍數(shù)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)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(jì)算-3dB帶寬，并由此說明單峰特性和雙峰特性的優(yōu)缺點(diǎn)。2當(dāng)放大器輸入幅度增大到一定程度時(shí)，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(guān)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(shí)對應(yīng)的輸入電壓幅度，試求本放大器的動態(tài)范圍。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。- 9 -實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 高頻諧振功率放大器高頻諧振功率放大器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 諧

21、振功率放大器的基本工作原理（基本特點(diǎn)，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(jì)算 集電極電源電壓 VCC和集電極負(fù)載變化對諧振功率放大器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 實(shí)驗(yàn)板 2（丙類高頻功率放大電路單元） 雙蹤示波器 AS1637 函數(shù)信號發(fā)生器（用作為高頻信號源） 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)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(jì)算。 3了解集電極電源電壓 VCC與集電極負(fù)載變化對諧振功率放大器工作的影響。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用示波器監(jiān)測兩級前置放大器的調(diào)諧。2觀察諧振功率放大器工作

22、狀態(tài)，尤其是過壓狀態(tài)時(shí)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(fù)載變化對諧振功率放大器工作的影響。 四、基本原理四、基本原理1高頻諧振功率放大器原理高頻諧振功率放大器原理電路如圖 3-1 所示。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(chǎn)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(fù)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(fù)載，它們與圖 3-1 丙類功率放大器原理電路- 10 -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

23、起，對信號中心頻率構(gòu)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(fù)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(diào)諧，A、B 點(diǎn)用作為這兩級的輸出測試點(diǎn)。BG3為末級丙類功率放大器，當(dāng) K4斷開時(shí)可在 C、D 間串入萬用表（直流電流檔），以監(jiān)測 IC0值。同時(shí)，E點(diǎn)可近似作為集電極電流 iC波形的測試點(diǎn)（R10=10，C9=100pF，因而 C9并未對 R10構(gòu)成充分的旁路）。K1K3用以改變集電極負(fù)載電阻。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)

24、驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板 2（丙類高頻功率放大電路單元）。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)箱體上12V、5V 電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板 2 右上方的電源開關(guān)（K5）撥到上面的 ON 位置，就接通了+12V 電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。 AS1637 輸出頻率為 10.7MHz、峰-峰值為 80mV 的正弦波，并連接到實(shí)驗(yàn)板 2 的輸入（IN）端上。2兩級前置放大器調(diào)諧兩級前置放大器調(diào)諧 先將 C、D 兩點(diǎn)斷開（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（帶鉤）探頭接 A 點(diǎn)，（監(jiān)測第 1 級輸出），調(diào) C2使輸出正弦波幅度最大，從而相應(yīng)的回路諧振。 再把示波器高阻（帶鉤）探頭接 B 點(diǎn)

25、，（監(jiān)測第 2 級輸出），調(diào) C6使輸出正弦波幅度最大，從而相應(yīng)的回路諧振。需要時(shí)，亦可把示波器探頭接在 B 點(diǎn)上，再反復(fù)調(diào)節(jié) C2、C6，使輸出幅度圖 3-2 高頻諧振功率放大器實(shí)驗(yàn)電路- 11 -最大。3末級諧振功率放大器（丙類）測量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(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備() 接通開關(guān) K4（撥到“ON”）；() 示波器 CH1 連接到實(shí)驗(yàn)板 2 的 OUT 點(diǎn)上；() 示波器 CH2 以高阻（帶鉤）探頭連接到 E 點(diǎn)上。 逐漸增大輸入信號幅度，并觀察放大器輸出電壓波形（OUT 點(diǎn)）和集電極電流波形（E 點(diǎn)）。可發(fā)現(xiàn)，隨著輸入信號幅度的增大，在一定范圍內(nèi)，放大

26、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(dāng)輸入信號幅度增大到一定程度時(shí)，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(jìn)入到過壓狀態(tài)。 集電極負(fù)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(shí)的測量() 取 R12=120 (接通 K1，斷開 K2、K3) 時(shí)的測量用示波器觀察功放級的輸入、輸出電壓波形（B 點(diǎn)、OUT 點(diǎn)），并測量輸入、輸出電壓峰-峰值 Vbp-p、Vcp-p；用萬用表測量集電極直流電流值 IC0，并把結(jié)果填入表 3.1 中。測量IC0的方法是：在 C、D 兩點(diǎn)間串入萬用表（直

27、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=75時(shí)的測量：接通 K2，斷開 K1、K3，重做()，觀察集電極負(fù)載電阻減小對諧振功率放大器工作的影響。() 取 R12=50時(shí)的測量：接通 K3，斷開 K1、K2，再重做()，觀察集電極負(fù)載電阻進(jìn)一步減小對諧振功率放大器工作的影響。 VIp-p為 200mV 時(shí)的測量：重復(fù)。 集電極直流電源電壓對諧振功率放大器工作的影響實(shí)驗(yàn)板 2 右上方的電源開關(guān)（K5）撥到最下面，就接通了+5V 電源（相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮），重做，以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(yīng)數(shù)據(jù)也填入表

28、 3.1。說明：說明： 表中“計(jì)算”列內(nèi)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；c集電極效率。 作計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：在本實(shí)驗(yàn)的實(shí)測中常用(電壓)峰-峰值，而在教材的計(jì)算公式中則常用振幅值，兩者相差一倍。- 12 -表表 3.1實(shí)測實(shí)測計(jì)算計(jì)算測試條件測試條件Vbp-p (V)Vcp-p (V)Ic0(mA)Ic1m(mA)Po(mW)PD(mW)Pc(mW) cR12=120 R12=75 VIp-p=100mVR12=50 R12=120 R12=75 VCC=12VVIp-p=200mVR12=50 R12=120 R

29、12=75 VIp-p=100mVR12=50 R12=120 R12=75 VCC=5VVIp-p=200mVR12=50 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)，計(jì)算各種情況下的 Ic1m、Po、PD、Pc、c。2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，說明輸入信號振幅 Vbm、集電極電源電壓 VCC、集電極負(fù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論學(xué)習(xí)時(shí)的結(jié)論不一，請分析其可能存在的原因。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。- 13 -實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式LC振蕩器振蕩器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 三點(diǎn)式 LC 振蕩

30、器 克拉潑電路 靜態(tài)工作點(diǎn)、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(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 實(shí)驗(yàn)板 1（LC 振蕩器電路單元） 雙蹤示波器 頻率計(jì) 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2掌握電容三點(diǎn)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(diǎn)、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(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器振蕩幅度的影響。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用萬用表進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)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 Vp-p，并以頻

31、率計(jì)測量振蕩頻率。3觀察并測量靜態(tài)工作點(diǎn)、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、基本原理四、基本原理1電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器原理電容三點(diǎn)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(yīng)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 foscR4R5C4 C5C3L1BG14-1 LC- 14 -令 C = C3C4C5，則有。112oscfLC若取，則可算得。134510F,100pF,1000pF,51pFLCCC8.8MHzoscf若取，則可算得。34568

32、0pF,120pF,150pFCCC6.46MHzoscf 起振條件：。01meTg R F ，是晶體管跨導(dǎo)。顯然，靜態(tài)工作點(diǎn)電流會影響。126EQmeIgrEQImg ，是電壓反饋系數(shù)。334foVCFVCC 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，343,434C CCCC255553,4CRRCC 又，R4等效到 C、B 兩端的電阻為，4421RRF于是，Re = R5R4=。25553,4CRCC421RF 根據(jù)以上分析，總結(jié)各參數(shù)如何影響起振條件的。2電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器電路 電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器實(shí)驗(yàn)電路如

33、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(chǔ)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(diào)整振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)（主要圖 4-2 電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器實(shí)驗(yàn)電路- 15 -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，亦改變耦合程度。當(dāng)然，它們都會影響起振條件。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板 1。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，

34、此時(shí)箱體上12V、5V 電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板 1 右下方單元（LC 振蕩器電路單元）的電源開關(guān)（K13）撥到 ON 位置，就接通了+12V 電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。2靜態(tài)工作點(diǎn)測量靜態(tài)工作點(diǎn)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(shí)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(jì)算相應(yīng)的 IE值（R4=1k）： 。 4EEVIR3靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)

35、初始條件：IEQ=2.5mA（調(diào) W1達(dá)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(diào)節(jié)電位器 W1以改變晶體管靜態(tài)工作點(diǎn) 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(yīng)的輸出振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表 4.1。表表 4.1IEQ(mA)0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4耦合電容耦合電容 C5

36、變化對振蕩器工作的影響變化對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)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(dú)接通K10、K11、K12），且把示波器探頭接到 OUT 端， 表表4.2C5(pF)51 100 150Vp-p(V)f(MHz)- 16 -觀察振蕩波形，測量相應(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表4.2。 5電壓反饋系數(shù)電壓反饋系數(shù)(分壓比分壓比) 變化對振蕩變化對振蕩器工作的影響器工作的影響 實(shí)驗(yàn)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(dú)同

37、步地接通開關(guān) K1/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(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表 4.3。6等效等效 Q 值變化（負(fù)載電阻變化）對振蕩器工作的影響值變化（負(fù)載電阻變化）對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)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(fù)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(dú)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(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率

38、值，填入表 4.4。需注意：頻率計(jì)讀數(shù)的后幾位跳動變化的情況。7不同反饋系數(shù)時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩幅度的影響不同反饋系數(shù)時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩幅度的影響 實(shí)驗(yàn)初始條件：同 3。此后在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，需保持 C5 = 51pF（單獨(dú)接通 K10）、R5 = 110 k（單獨(dú)接通 K7）不變，但令 C3、C4同步變化，即開關(guān) K1/K4、K2/K5、K3/K6應(yīng)同步地接通或斷開。 取 C3=l00pF、C4=1000pF（K1、K4置“ON”位置），此時(shí)分壓比 C3/C4=0.1，反饋系數(shù) F=0.091。調(diào)電位器 W1使靜態(tài)工作點(diǎn)電流 IE分別為表 4.5 所標(biāo)各值，用示波器觀察振蕩波形，測量輸出振

39、蕩幅度 Vp-p，并填入表 4.5。 取 C3=120pF、C4=680pF（K2、K5置“ON”位置），此時(shí)分壓比 C3/C4=0.176，反饋系數(shù) F=0.15，重復(fù)做的內(nèi)容。 取 C3=680pF、C4=120pF（K3、K6置“ON”位置），此時(shí)分壓比 C3/C4=5.67，反饋系數(shù) F=0.85，重復(fù)做的內(nèi)容。表表 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) 表表4.3C3/C4(pF)100/1000120/680680/120Vp-p(V)f

40、(MHz)表表4.4R5(k)110101Vp-p(V)f (MHz)- 17 -C3=680pF,C4=120pFVp-p (V)最后指出：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能發(fā)生振蕩器輸出波形失真或停振現(xiàn)象，此時(shí)可先把該現(xiàn)象記下來。必要時(shí)，可改變其他參數(shù)，使振蕩器重新起振。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(diǎn)(IEQ)對振蕩器起振條件的影響。2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)、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(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。- 18 -實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的

41、知識點(diǎn)： 石英晶體振蕩器 串聯(lián)型晶體振蕩器 靜態(tài)工作點(diǎn)、微調(diào)電容、負(fù)載電阻對晶體振蕩器工作的影響2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 實(shí)驗(yàn)板 1（石英晶體振蕩器電路單元） 雙蹤示波器 頻率計(jì) 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2掌握石英晶體振蕩器、串聯(lián)型晶體振蕩器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、微調(diào)電容、負(fù)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(diǎn)，了解晶體振蕩器工作頻率微調(diào)的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用萬用表進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)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(jì)測量振蕩頻率。

42、3觀察并測量靜態(tài)工作點(diǎn)、微調(diào)電容、負(fù)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(gòu)成了典型的電容三點(diǎn)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）。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(diào)電容，用來微調(diào)振蕩頻率；C5是耦合（隔直流）電容，R5是負(fù)載電阻。很顯然，R5越小，負(fù)載越重，輸出振蕩幅度

43、將越小。R4R5C2C3C4L1C5BG1JTI5-1 - 19 -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(gòu)成共基接法。W1用以調(diào)整振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)（主要影響起振條件）。K1、K2、K3用來改變R5，從而改變振蕩器負(fù)載。C9為輸出耦合電容。實(shí)際上，圖 5-2 電路的交流通路即為圖 5-1 所示的電路。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板 1。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)箱體上12V、5V 電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板 1 左下方單元（石英晶體振蕩器電路單元)的電源開關(guān)（K4）撥到 ON 位置，就接通了+12V

44、 電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。2靜態(tài)工作點(diǎn)測量靜態(tài)工作點(diǎn)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(jì)算相應(yīng)的 IEmax、IEmin值（R4=1.5k）。3靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)初始條件：VEQ=2.5V（調(diào) W1達(dá)到），R5=110k（接通 K1，斷開 K2、K3）。 調(diào)節(jié)電位器 W1以改變晶體管靜態(tài)工作點(diǎn) IE，使其分別為表 5.1 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(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表 5.1。表

45、表 5.1VEQ(V)0.81,01.52.02.53.03.54.04,55.0f(MHz)Vp-p(V)4微調(diào)電容微調(diào)電容 C4變化對振蕩器工作的影響變化對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)初始條件：同 3。 用改錐（螺絲刀、起子）平緩地調(diào)節(jié)微調(diào)電容 C4。與此同時(shí)，把示波器探頭接到OUT 端，觀察振蕩波形，測量相應(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，圖 5-2 晶體振蕩器實(shí)驗(yàn)電路- 20 -填入表 5.2。 5負(fù)載電阻變化對振蕩器工作的影響負(fù)載電阻變化對振蕩器工作的影響 實(shí)驗(yàn)初始條件：同 3。 改變負(fù)載電阻 R5，使其分別為110k、10k、1k（分別單獨(dú)接通K1、K2、K3）

46、，且把示波器探頭接到 OUT 端，觀察振蕩波形，測量相應(yīng)的振蕩電壓峰-峰值 Vp-p，并以頻率計(jì)讀取相應(yīng)的頻率值，填入表5.3。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(diǎn)(IEQ)對晶體振蕩器工作的影響。2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)、微調(diào)電容、負(fù)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(diǎn)影響、帶負(fù)載能力方面作一比較，并分析其原因。4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。 表表5.2C4數(shù)值數(shù)值最小最小較小較小中間中間較大較大最大最大Vp-p(V)f(MHz)表表5.3R5(k)110101Vp-p(V)f (MH

47、z)- 21 -實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 振幅調(diào)制器振幅調(diào)制器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 幅度調(diào)制 MC1496 四象限模擬相乘器 用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)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(diào)制信號源） 實(shí)驗(yàn)板 3（幅度調(diào)制電路單元）二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握在示波器上測量調(diào)幅系數(shù)的方法。2通過實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3掌握用 MC1496 來實(shí)現(xiàn) AM 和 DSB-SC 的方法，并研究已調(diào)波與調(diào)制信號、載波之間的關(guān)系。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1由 MC1496 組成的模擬相乘調(diào)幅器的輸入失調(diào)電

48、壓調(diào)節(jié)、直流調(diào)制特性測量。2用雙蹤示波器觀察 DSB-SC 波形。3用雙蹤示波器觀察 AM 波形，測量調(diào)幅系數(shù)。4用雙蹤示波器觀察調(diào)制信號為方波時(shí)的調(diào)幅波。四、基本原理四、基本原理1MC1496 簡介MC1496 是一種四象限模擬相乘器，其內(nèi)部電路以及用作振幅調(diào)制器時(shí)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(gè)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v

49、o。、腳間接負(fù)反饋電阻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(fù)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(fù)，因而稱之為四象限模擬相乘器?？梢宰C明： ，122th2cotTRvvvRv因而，僅當(dāng)上輸入滿足v1VT (26mV)時(shí)，方有：圖 1 MC1496 內(nèi)部電路及外部連接- 22 -，12cotTRvv vRv才是真正的模擬相乘器。本實(shí)驗(yàn)即為此例。21496 組成的調(diào)幅器用 1496 組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路如圖 2 所示。圖中，與圖 1 相對應(yīng)之處是：R8對應(yīng)于Rt，R9對應(yīng)于 RB，R3、R10對應(yīng)于 RC。此外，W1用

50、來調(diào)節(jié)、端之間的平衡，W2用來調(diào)節(jié)、端之間的平衡。此外，本實(shí)驗(yàn)亦利用 W1在、端之間產(chǎn)生附加的直流電壓，因而當(dāng) IN2 端加入調(diào)制信號時(shí)即可產(chǎn)生 AM 波。晶體管 BG1為射極跟隨器，以提高調(diào)制器的帶負(fù)載能力。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板 3。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)箱體上12V、5V 電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板 3 上幅度調(diào)制電路單元右上方的電源開關(guān)（K1）撥到 ON 位置，就接通了12V 電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開始實(shí)驗(yàn)。 調(diào)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(diào)節(jié)如下（示波器監(jiān)測）： 頻率范圍：1kHz 波形選擇： 幅度衰減：20dB

51、 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(diào)節(jié)如下： 工作方式：內(nèi)計(jì)數(shù)（“工作方式”按鍵左邊 5 個(gè)指示燈皆暗，此時(shí)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 2靜態(tài)測量靜態(tài)測量圖 6-2 1496 組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路- 23 - 載波輸入端（IN1）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)把調(diào)制信號源輸出的調(diào)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(diào)節(jié)電位器 W2使此時(shí)輸出端（OUT）的輸出信號（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）最?。妷悍?峰值為 0）。然后斷開調(diào)制

52、信號源。 調(diào)制輸入端（IN2）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)把載波源輸出的載波加到輸入端 IN1（調(diào)制信號源不加），并用示波器 CH2 監(jiān)測輸出端（OUT）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器 W1使此時(shí)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(diào)制特性測量仍然不加調(diào)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(yīng)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(guān)系）。再根據(jù)公式vokVABVcp-p計(jì)算出相乘系數(shù)k值（Vc

53、p-p=10mV），并填入表 1。表表 1 1V VABAB(V)(V) 0.40.4 0.30.3 0.20.2 0.10.10 00.10.10.20.20.30.30.40.4V Vo o(V)(V)k k(1/V)(1/V)需要指出，對相乘器，有z=kxy，在這里有vokvcv（vo、vc、v相應(yīng)地是OUT、IN1、IN2 端電壓） 。因此，當(dāng)v=0 時(shí)，即使vc0，仍應(yīng)有vo=0。若vo0，則說明MC1496 的、輸入端失調(diào)。于是應(yīng)借由調(diào)節(jié) W1來達(dá)到平衡，這就是上面實(shí)驗(yàn)（2 2）的做法（2 2相同） 。另一方面，在下面的實(shí)驗(yàn)中，又要利用對 W1的調(diào)節(jié)來獲得直流電壓，把它先與v相加后

54、再與 vc相乘，便可獲得 AM 調(diào)制。這與“失調(diào)”是兩個(gè)完全不同的概念，請勿混淆。3 3DSB-SCDSB-SC（抑制載波雙邊帶調(diào)幅）波形觀察（抑制載波雙邊帶調(diào)幅）波形觀察 在 IN1、IN2 端已進(jìn)行輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)（對應(yīng)于 W2、W1的調(diào)節(jié)）的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行DSB-SC 測量。 DSB-SC 信號波形觀察 示波器 CH1 接調(diào)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(diào)制信號及其對應(yīng)的 DSB-SC 信號波形。 DSB-SC 信號反相點(diǎn)觀察增大示波器 X 軸掃描速率，仔細(xì)觀察調(diào)制信號過零點(diǎn)時(shí)刻所對應(yīng)的 DSB-SC 信號，能否觀察到反相

55、點(diǎn)？ 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(diǎn)，把調(diào)制器的輸入載波波形與輸出 DSB-SC 波形的相位進(jìn)行比較，可發(fā)現(xiàn)：在調(diào)制信號正半周期間，兩者同相；在調(diào)制信號負(fù)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）。4 4AMAM（常規(guī)調(diào)幅）波形測量（常規(guī)調(diào)幅）波形測量 AM 正常波形觀察 在保持 W2已進(jìn)行載波輸入端（IN1）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，改變 W1，并觀察當(dāng)VAB從0.4V 變化到+0.4V 時(shí)的 AM 波形（示波器 CH1 接 IN2， CH2 接 OUT）?？砂l(fā)現(xiàn)：當(dāng)- 24 -|VAB|增大時(shí)，載波

56、振幅增大，因而調(diào)制度m減?。欢?dāng)VAB的極性改變時(shí)，AM 波的包絡(luò)亦會有相應(yīng)的改變。當(dāng)VAB= 0 時(shí)，則為 DSB-SC 波。記錄任一m1 時(shí)VAB值和 AM 波形，最后再返回到VAB= 0.1V 的情形。 不對稱調(diào)制度的 AM 波形觀察在保持 W1已調(diào)節(jié)到VAB= 0.1V 的基礎(chǔ)上，觀察改變 W2時(shí)的 AM 波形（示波器 CH1 接IN2， CH2 接 OUT）?？捎^察到調(diào)制度不對稱的情形。最后仍調(diào)整到調(diào)制度對稱的情形。 100調(diào)制度觀察在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上（示波器 CH1 仍接 IN2， CH2 仍接 OUT），逐步增大調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號幅度，可觀察到 100調(diào)制時(shí)的 AM 波形。

57、增大示波器 X 軸掃描速率，可仔細(xì)觀察到包絡(luò)零點(diǎn)附近時(shí)的波形（建議用 AM 波形（CH2）觸發(fā)，X 軸掃描用 0.1ms 檔；待波形穩(wěn)定后，再按下“m10 MAG”按鈕擴(kuò)展）。 過調(diào)制時(shí)的 AM 波形觀察 繼續(xù)增大調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號幅度，可觀察到過調(diào)制時(shí)的 AM 波形，并與調(diào)制信號波形作比較。 調(diào) W1使VAB= 0.1V 逐步變化為0.1V（用萬用表監(jiān)測），觀察在此期間 AM 波形的變化，并把VAB為 0.1V 時(shí)的 AM 波形與VAB為 0.1V 時(shí)的 AM 波形作比較。當(dāng)VAB=0 時(shí)是什么波形？ 最后調(diào)到m1 時(shí)的 AM 波形。 5 5上輸入為大載波時(shí)的調(diào)幅波觀察上輸入為大載波時(shí)

58、的調(diào)幅波觀察 保持下輸入不變，逐步增大載波源輸出的載波幅度，觀察輸出已調(diào)波的變化情況，并回答思考題。最后把載波幅度復(fù)原（10mV）。6 6調(diào)制信號為方波時(shí)的調(diào)幅波觀察調(diào)制信號為方波時(shí)的調(diào)幅波觀察保持載波源輸出的載波保持不變，但把調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號改為方波（峰-峰值為 100mV），觀察當(dāng)VAB從 0.1V 變化到0.1V 時(shí)的（已）調(diào)幅波波形。最后仍把VAB調(diào)節(jié)到0.1V。當(dāng)VAB= 0 時(shí)是什么波形？ 7 7調(diào)制信號為三角波時(shí)的調(diào)幅波觀察調(diào)制信號為三角波時(shí)的調(diào)幅波觀察同上，把調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號改為三角波。六、思考題六、思考題1由本實(shí)驗(yàn)得出 DSB-SC 波形與調(diào)制信號、載波間的關(guān)

59、系。 2畫出 DSB-SC 波形及 m=100時(shí)的 AM 波形，比較兩者的區(qū)別。 3解釋在 1496 組成的調(diào)幅器中，把載波作為上輸入的理由。- 25 -實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 振幅解調(diào)器振幅解調(diào)器、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識點(diǎn)： 振幅解調(diào) 二極管包絡(luò)檢波 模擬乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器： 萬用表 雙蹤示波器 低頻函數(shù)發(fā)生器（用作調(diào)制信號源） AS1637 函數(shù)信號發(fā)生器（用作載波源、恢復(fù)載波源）二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 2掌握用包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn) AM 波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對 AM 波解調(diào)的影響。 3了解包絡(luò)檢波器和同步檢

60、波器對m100的 AM 波、m100的 AM 波和 DSB-SC 波的解調(diào)情況.4掌握用 MC1496 模擬乘法器組成的同步檢波器來實(shí)現(xiàn) AM 波和 DSB-SC 波解調(diào)的方法。了解輸出端的低通濾波器對 AM 波解調(diào)、DSB-SC 波解調(diào)的影響。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào) AM 波、DSB-SC 波時(shí)的性能。2用示波器觀察同步檢波器解調(diào) AM 波、DSB-SC 波時(shí)的性能。3用示波器觀察包絡(luò)檢波器的濾波電容過大對 AM 波解調(diào)的影響。4用示波器觀察同步檢波器輸出端的低通濾波器對 AM 波解調(diào)、DSB-SC 波解調(diào)的影響。 四、基本原理四、基本原理振幅解調(diào)即是從已調(diào)幅波