高頻實驗指導(dǎo)書精簡版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗一 高頻小信號調(diào)諧放大器實驗一、實驗?zāi)康?、進(jìn)一步掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的工作原理。2、學(xué)會小信號調(diào)諧放大器的設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容1、 調(diào)節(jié)諧振回路使諧振放大器諧振在10.7MHz。2、 測量諧振放大器的電壓增益。3、 測量諧振放大器的通頻帶。4、 判斷諧振放大器選擇性的優(yōu)劣。三、實驗儀器1、BT-3（G）型頻率特性測試儀（選項） 一臺 2、20MHz模擬示波器 一臺3、數(shù)字萬用表 一塊4、調(diào)試工具 一套四、實驗原理圖1-1所示電路為共發(fā)射極接法的晶體管高頻小信號調(diào)諧放大器。它不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的集電極負(fù)載為LC并聯(lián)諧振回

2、路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)等會影響放大器輸出信號的頻率或相位。晶體管的靜態(tài)工作點由電阻RB1，RB2及RE決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。圖1-1 小信號調(diào)諧放大器五、實驗步驟本實驗中，用到BT-3頻率特性測試儀和頻譜儀的地方可選做。參考所附電路原理圖G2。先調(diào)靜態(tài)工作點，然后再調(diào)諧振回路。1、按下開關(guān)KA1，則LEDA1亮。2、調(diào)整晶體管QA1的靜態(tài)工作點：不加輸入信號（ui=0），即將TTA1接地，用萬用表直流電壓檔（20V檔）測量三極管QA1發(fā)射極對地的電壓uEQ（即測P6與G兩焊點之間的電壓），調(diào)節(jié)WA1使uEQ=3V左右，根據(jù)實驗參考電路計算此時

3、的uBQ，uCEQ，uEQ及IEQ。3、使放大器的諧振回路諧振在10.7MHz方法是：BT-3頻率特性測試儀的掃頻電壓輸出端和檢波探頭，分別接電路的信號輸入端INA1及測試端TTA2，通過調(diào)節(jié)y軸，放大器的“增益”旋鈕和“輸出衰減”旋鈕于合適位置，調(diào)節(jié)中心頻率刻度盤，使熒光屏上顯示出放大器的“幅頻諧振特性曲線”，根據(jù)頻標(biāo)指示用絕緣起子慢慢旋動變壓器的磁芯，使中心頻率=10.7MHz所對應(yīng)的幅值最大。如果沒有頻率特性測試儀，可用示波器來觀察調(diào)諧過程，方法是：在TTA1處輸入由高頻信號源提供的頻率為10.7MHz，峰峰值Vp-p-=20100mV的信號，用示波器在TTA2處觀察輸出波形，調(diào)節(jié)TA1

4、使TTA2處信號幅度最大。4、電壓增益AV0 使用BT-3頻率特性測試儀測的方法如下：在測量前，先要對測試儀的y軸放大器進(jìn)行校正，即零分貝校正，調(diào)節(jié)“輸出衰減”和“y軸增益”旋鈕，使屏幕上顯示的方框占有一定的高度，記下此時的高度和此時“輸出衰減”的讀數(shù)N1dB，然后接入被測放大器，在保持y軸增益不變的前提下，改變掃頻信號的“輸出衰減”旋鈕，使諧振曲線清晰可見。記下此時的“輸出衰減”的值N2dB，則電壓增益為AV0=(N1-N2)dB若用示波器測量，則為輸出信號幅度大小與輸入信號幅度大小之比。方法如下：用示波器測輸入信號的峰峰值，記為Ui。測輸出信號的峰峰值記為U0。則小信號放大的電壓放大倍數(shù)A

5、V0=U0/Ui。如果AV0較小，可以通過調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點來改善。5、測量通頻帶BW用BT-3頻率特性測試儀測量BW：先調(diào)節(jié)“頻率偏移”（掃頻寬度）旋鈕，使相鄰兩個頻標(biāo)在橫軸上占有適當(dāng)?shù)母駭?shù)，然后接入被測放大器，調(diào)節(jié)“輸出衰減”和y軸增益，使諧振特性曲線在縱軸占有一定高度，測出其曲線下降3dB處兩對稱點在橫軸上占有的寬度（記為BW1），根據(jù)內(nèi)頻標(biāo)就可以近似算出放大器的通頻帶BW= BW1=B0.7。6、放大器的選擇性放大器選擇性的優(yōu)劣可用放大器諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1表示用步驟5中同樣的方法測出B0.1即可得： 由于處于高頻區(qū)，存在分布參數(shù)的影響，放大器的各項技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計要求后的元件參數(shù)

6、值與設(shè)計計算值有一定的偏差，所以在調(diào)試時要反復(fù)仔細(xì)調(diào)整才能使諧振回路處于諧振狀態(tài)。在測試要保證接地良好。六、實驗報告1、整理好實驗數(shù)據(jù)，用方格紙畫出幅頻特性曲線。2、思考：引起小信號諧振放大器不穩(wěn)的原因是什么？如果實驗中出現(xiàn)自激現(xiàn)象，應(yīng)該怎樣消除？實驗二 二極管開關(guān)混頻器實驗一、實驗?zāi)康?、進(jìn)一步掌握變頻原理及開關(guān)混頻原理。2、掌握環(huán)形開關(guān)混頻器組合頻率的測試方法。3、了解環(huán)形開關(guān)混頻器的優(yōu)點。二、實驗內(nèi)容1、 觀察環(huán)形混頻器輸出和陶瓷濾波器輸出各點的波形。2、 測量輸出回路。3、 觀察混頻器的鏡像干擾。三、實驗儀器1、頻譜分析儀（選項） 一臺2、20MHz雙蹤模擬示波器 一臺3、萬用表 一塊

7、4、調(diào)試工具 一套四、實驗原理1、環(huán)形混頻器的工作原理變頻器的原理方框圖如圖2-1所示。圖21 變頻原理方框圖圖中ui 為信號電壓，uL 為本地振蕩電壓。當(dāng)這兩個不同頻率的正弦電壓，同時作用到一個非線性元件上時，就會在它的輸出電流中，產(chǎn)生許多組合頻率分量，選用適當(dāng)?shù)臑V波器取出所需的頻率分量o ，此時就完成了頻率變換，這就是變頻原理。五、實驗步驟混頻器是非線性器件，輸出的組合頻率較多，為了能更好地觀察輸出信號，建議使用頻譜分析儀對混頻器輸出端的信號進(jìn)行測試。1、 熟悉頻譜分析儀的使用。2、 調(diào)整靜態(tài)工作點：按下開關(guān)K41，則LED41亮。調(diào)節(jié)電位器W41使三極管Q41發(fā)射極對地的電壓UEQ=3.

8、36V（即測P1與G兩焊點之間的電壓）。3、 接通射頻信號：從IN42輸入10.245MHz的正弦波信號，此信號由正弦波振蕩部分產(chǎn)生（產(chǎn)生方法：按下開關(guān)K51，連接跳線J54、J53，此時J52、J55、J56斷開，調(diào)節(jié)CC52使TT51處輸出信號的頻率為10.245MHz，調(diào)節(jié)W51使TT51輸出信號峰峰值約400mV左右）。 4、 輸入本振信號：從IN41輸入10.7MHz的本振信號, 本振信號由高頻信號源提供，產(chǎn)生方法參考高頻信號源的使用，本振信號的峰峰值Vp-p不小于300mV。5、 驗證環(huán)形混頻器輸出組合頻率的一般通式（選做）用頻譜儀在TT41處觀察混頻器的輸出信號，驗證環(huán)形開關(guān)混頻

9、器輸出組合頻率的一般通式為 （p=0、1、2）同時用示波器在TT41處觀察波形。6、 測量輸出回路（選做）用頻譜儀在TT43處觀察各頻率分量，計算選頻回路對除中頻455KHz之外的信號的抑制度，同時用示波器在TT42處觀察輸出波形，比較TT41與TT42處波形形狀。7、觀察混頻器鏡像干擾IN41處信號頻率不變，由正弦振蕩單元的LC振蕩部分產(chǎn)生11.155MHz的信號作為IN42處的輸入信號。11.155MHz信號的產(chǎn)生方法是：按下開關(guān)K51，連接跳線J52、J55，此時J53、J54、J56斷開，調(diào)節(jié)CC51使TT51處輸出信號的頻率為11.155MHz，調(diào)節(jié)W51使TT51輸出信號峰峰值約3

10、00mV左右）。觀察TT42處的信號是否也為455KHz。此即為鏡像干擾現(xiàn)象。六、實驗報告內(nèi)容1、整理本實驗步驟5、6中所測得的各頻率分量的大小，并計算選頻回路對中頻以外分量的抑制度。2、繪制步驟5、6中分別從TT41、TT42處用示波器測出的波形。3、說明鏡像干擾引起的后果，如何減小鏡像干擾？實驗三 高頻諧振功率放大器實驗一、實驗?zāi)康?、進(jìn)一步理解諧振功率放大器的工作原理及負(fù)載阻抗和激勵信號電壓變化對其工作狀態(tài)的影響。2、掌握諧振功率放大器的調(diào)諧特性、放大特性和負(fù)載特性。二、實驗內(nèi)容1、 調(diào)試諧振功放電路特性，觀察各點輸出波形。2、 改變輸入信號大小，觀察諧振功率放大器的放大特性。3、 改變

11、負(fù)載電阻值，觀察諧振功率放大器的負(fù)載特性。三、實驗儀器1、BT-3頻率特性測試儀（選項） 一臺2、高頻電壓表（選項） 一臺3、20MHz雙蹤模擬示波器 一臺4、萬用表 一塊5、調(diào)試工具 一套四、實驗原理根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型的功率放大器。電流導(dǎo)通角愈小，放大器的效率愈高。如甲類功放的=180，效率最高也只能達(dá)到50%，而丙類功放的< 90º，效率可達(dá)到80%，甲類功率放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。丙類功率放大器通常作為末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。圖3-1為由兩級功率放大器組成的高頻功率放大器電路，其中

12、晶體管Q1組成甲類功率放大器，晶體管Q2組成丙類諧振功率放大器，這兩種功率放大器的應(yīng)用十分廣泛，下面介紹它們的工作原理及基本關(guān)系式。 圖3-1 高頻功率放大器 五、實驗步驟1、按下開關(guān)KE1，則LED1亮。調(diào)節(jié)WE1使三極管QE1發(fā)射極對地的電壓VE=2.2V，即測量P5與G兩焊點之間的電壓。2、連接JE2、JE3、JE4、JE5。3、從INE1處輸入10.7MHz的載波信號（此信號由高頻信號源提供），峰峰值VP-P=250mV左右。用示波器在TTE1處觀察輸出波形，調(diào)節(jié)TE1、TE2，使輸出波形最大不失真。4、從INE1處輸入10.7MHz載波信號，信號幅度大小從VP-P=0mV開始增加,用

13、示波器探頭在TTE2上觀察波形，直至觀察到有下凹的波形為止（此時如果下凹的波形左右不對稱，則微調(diào)TE1即可）。如果再繼續(xù)增加輸入信號的大小，則可以觀測到波形的下凹深度增加。20MHz示波器如果用×1檔看下凹不明顯，則用×10檔看（由于高頻情況下電阻也存在著電感量和電容量，因此下凹不能左右完全對稱）。5、觀察放大器的三種工作狀態(tài)輸入Vp-p=250mV左右，頻率為10.7MHz的信號（由高頻信號源提供）。調(diào)節(jié)TE1、TE2使電路諧振在10.7MHz上（此時JE3、JE4、JE5均連上，負(fù)載為51）。微調(diào)輸入信號大小，在TTE2處觀察，使放大器處于臨界工作狀態(tài)。改變負(fù)載（組合連

14、接JE3、JE4、JE5，其中RE8=75，RE9=240，RE10=560）使負(fù)載電阻依次變化為：5175168240560。用示波器在TTE2處能觀察到不同負(fù)載時的波形（由臨界至過壓）。在改變負(fù)載時，應(yīng)保證輸入信號大小不變（即在最小負(fù)載51時處于臨界狀態(tài)）。同時在不同負(fù)載下，電路應(yīng)處于最佳諧振（即在TTE1處觀察到的波形應(yīng)最大且不失真）。6、改變激勵電壓幅度，觀察對放大器工作狀態(tài)的影響。使RL =51（連JE5、JE4、JE3），用示波器觀察QE2發(fā)射極的波形（測試點為TTE2），改變輸入信號大小，觀察放大器三種狀態(tài)的波形。六、實驗報告內(nèi)容1、畫出三種工作狀態(tài)時的發(fā)射極波形。2、計算當(dāng)RL

15、=51和560時，放大器的輸出功率和效率。3、繪出負(fù)載特性曲線。實驗四 正弦波振蕩器實驗一、實驗?zāi)康?、掌握晶體管（振蕩管）工作狀態(tài)、反饋大小對振蕩幅度與波形的影響。2、掌握改進(jìn)型電容三點式正弦波振蕩器的工作原理及振蕩性能的測量方法。3、研究外界條件變化對振蕩頻率穩(wěn)定度的影響。4、比較LC振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度，加深對晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度高的理解。二、實驗內(nèi)容1、 調(diào)試LC振蕩電路特性，觀察各點波形并測量其頻率。2、 觀察振蕩狀態(tài)與晶體管工作狀態(tài)的關(guān)系。3、 觀察反饋系數(shù)對振蕩器性能的影響。4、 比較LC振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度。三、實驗儀器1、雙蹤示波器 一臺2、萬用表 一塊3、調(diào)

16、試工具 一套四、實驗原理電容三端式振蕩器共基電容三端式振蕩器的基本電路如圖4-2所示。圖中C3為耦合電容。圖中與發(fā)射極連接的兩個電抗為同性質(zhì)的容抗元件C1和C2，與基極連接的為兩個異性質(zhì)的電抗元件C2和L，根據(jù)判別準(zhǔn)則，該電路滿足相位條件。圖4-2 共基組態(tài)的“考畢茲”振蕩器五、實驗步驟1、按下開關(guān)K51，則LED51亮。調(diào)節(jié)W51使R55兩端的電壓VR55=2V(即測P2與G兩焊點之間的電壓)。2、（1）連接J54、J52（此時J53、J55、J56斷開），用示波器在TT51處觀察振蕩波形，調(diào)節(jié)CC51使振蕩波形頻率為10.7MHz。（2）連接J54、J53（此時J52、J55、J56斷開）

17、，用示波器在TT51處觀察振蕩波形，微調(diào)CC51，使振蕩頻率為10.245MHz。3、觀察振蕩狀態(tài)與晶體管工作狀態(tài)的關(guān)系連接J54、J52（此時J53、J55、J56斷開），調(diào)節(jié)W51，觀察TT51處波形的變化情況，測量波形變化過程中振蕩管的發(fā)射極電壓（多測幾個點）并計算對應(yīng)的IE。4、觀察反饋系數(shù)對LC振蕩器性能的影響參考附圖G4，組合連接J54、J55、J56使反饋系數(shù)分別等于1/2、1/3、1/5、1/8、1/10。觀察TT51處信號幅度的變化情況并記錄下來。（C56=100 pF， C57=200pF，C58=470 pF，C59=1000 pF）5、比較LC振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定

18、度。分別接通LC振蕩器和晶體振蕩器，在TT51處用頻率計觀察頻率變化情況。六、實驗報告1、整理實驗所測得的數(shù)據(jù)，并用所學(xué)理論加以分析。2、比較LC振蕩器與晶體振蕩器的優(yōu)缺點。3、為什么靜態(tài)電流Ieo增大，輸出振幅增加，而Ieo過大反而會使振蕩器輸出幅度下降？實驗五 集電極調(diào)幅與大信號檢波實驗一、實驗?zāi)康?、進(jìn)一步加深對集電極調(diào)幅和二極管大信號檢波工作原理的理解；2、掌握動態(tài)調(diào)幅特性的測試方法；3、掌握利用示波器測量調(diào)幅系數(shù)ma的方法；4、觀察檢波器電路參數(shù)對輸出信號失真的影響。二、實驗內(nèi)容1、 調(diào)試集電極調(diào)幅電路特性，觀察各點輸出波形。2、 改變輸入信號大小，觀察電流波形。3、 觀察檢波器的輸

19、出波形。三、實驗儀器1、20MHz雙蹤模擬示波器 一臺四、實驗原理1、原理(1) 集電極調(diào)幅的工作原理集電極調(diào)幅是利用低頻調(diào)制電壓去控制晶體管的集電極電壓，通過集電極電壓的變化，使集電極高頻電流的基波分量隨調(diào)制電壓的規(guī)律變化，從而實現(xiàn)調(diào)幅。實際上，它是一個集電極電源受調(diào)制信號控制的諧振功率放大器，屬高電平調(diào)幅。調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。集電極調(diào)幅的基本原理電路如圖51所示：圖51 集電極調(diào)幅原理電路 （2）二極管大信號檢波的工作原理當(dāng)輸入信號較大時，利用二極管單向?qū)щ娞匦詫φ穹{(diào)制信號的解調(diào)，稱為大信號檢波。(a)大信號檢波原理電路如圖5-5(a)所示。檢波的物理過程如下：在高頻信號電壓的正半周

20、時，二極管正向?qū)ú﹄娙萜鰿充電，由于二極管的正向?qū)娮韬苄。猿潆婋娏鱥D很大，使電容器上的電壓uc很快就接近高頻電壓的峰值。充電電 流的方向如圖5-5（a）圖中所示。 （a）五、實驗內(nèi)容1、調(diào)整工作狀態(tài)：按下K61，則LED61亮。調(diào)節(jié)W61使Q61發(fā)射極對地電壓UEQ2.1V（即測P3與G兩焊點間的電壓）。2、從IN61處輸入頻率為10.7MHz，Vp-p=250mV左右的載波信號。為得到更好的調(diào)幅波信號，實驗中可微調(diào)10.7MHz信號的大小。在TT61處用示波器觀察輸出波形，調(diào)節(jié)T63、T61使TT61處輸出信號最大且不失真。3、測試動態(tài)調(diào)制特性用示波器在Q61發(fā)射極測試輸出電流

21、波形（測試點為TT63），改變從IN61處輸入信號的大小（即調(diào)WF1，信號幅度從小到大），直到觀察到電流波形頂點有下凹現(xiàn)象為止，此時，Q61工作于過壓狀態(tài)，保持輸入信號不變，從IN63處輸入1KHz的正弦波調(diào)制信號V（V由低頻信號源提供），V的幅度由0.5V開始增加（信號最大時Vp-p=7V）。此時用示波器在TT61處可以看到調(diào)幅波如圖5-10。改變V大小，記下不同的V時的調(diào)幅系數(shù)ma，填表5-1。表5-1V（V）0.5123ma圖5-10 調(diào)幅系數(shù)測量4、觀察檢波器的輸出波形分以下三種情況，用示波器在TT62處觀察檢波器輸出波形。此處給出的連接方式是參考連接，實驗時可適當(dāng)調(diào)節(jié)以使實驗效果最佳

22、。（1）觀察檢波器不失真輸出波形（連接J62、J65，此時J63、J64、J65斷開）。（2）觀察對角線切割失真（連接J63、J65，此時J62、J64、J66斷開）。若對角線切割失真不明顯，可加大ma，即增大調(diào)制信號幅度或適當(dāng)改變J62、J63、J64、J65、J66的連接。（3）觀察負(fù)峰切割失真（連接J62、J64，此時J63、J65、J66斷開），若負(fù)峰切割失真不明顯，可適當(dāng)改變J62、J63、J64、J65、J66的連接。六、實驗報告1、整理實驗所得數(shù)據(jù)。2、畫出不失真和各種失真的調(diào)幅波波形。3、畫出當(dāng)參數(shù)不同時，各種檢波器的輸出波形。實驗六 變?nèi)荻O管調(diào)頻實驗一、實驗?zāi)康?、掌握變?nèi)?/p>

23、二極管調(diào)頻的工作原理；2、學(xué)會測量變?nèi)荻O管的CjV特性曲線；3、學(xué)會測量調(diào)頻信號的頻偏及調(diào)制靈敏度。二、實驗內(nèi)容1、 調(diào)節(jié)電路，觀察調(diào)頻信號輸出波形。2、 觀察并測量LC調(diào)頻電路輸出波形。3、 觀察頻偏與接入系數(shù)的關(guān)系。4、 測量變?nèi)荻O管的CjV特性曲線；5、 測量調(diào)頻信號的頻偏及調(diào)制靈敏度。三、實驗儀器1、雙蹤示波器 一臺5.定性、定量評價2、頻率特性掃頻儀（選項） 一臺四、實驗原理1、實驗原理（1）變?nèi)荻O管調(diào)頻原理所謂調(diào)頻，就是把要傳送的信息（例如語言、音樂）作為調(diào)制信號去控制載波（高頻振蕩信號）的瞬時頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律變化。大綱要求如何產(chǎn)生調(diào)頻信號？最簡便、最常用的方法是利

24、用變?nèi)荻O管的特性直接產(chǎn)生調(diào)頻波，其原理電路如圖6-1所示。（一）規(guī)劃環(huán)境影響評價的適用范圍和責(zé)任主體圖6-1 變?nèi)荻O管調(diào)頻原理電路表四：項目排污情況及環(huán)境措施簡述。變?nèi)荻O管Cj通過耦合電容C1并接在LCN回路的兩端，形成振蕩回路總電容的一部分。因而，振蕩回路的總電容C為： （6-3）環(huán)境敏感區(qū)，是指依法設(shè)立的各級各類自然、文化保護(hù)地，以及對建設(shè)項目的某類污染因子或者生態(tài)影響因子特別敏感的區(qū)域。振蕩頻率為：2.環(huán)境保護(hù)行政法規(guī) （6-4）五、實驗內(nèi)容1、LC調(diào)頻電路實驗（1）連接J82、J84（此時J81、J83、J85斷開）組成LC調(diào)頻電路。3.建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件的審查要求（2）按下K81，則LED81亮。調(diào)節(jié)W81，使變?nèi)荻O管的反向偏壓為2.5V，即在C86的兩個軍品插座上用萬用表測試電壓。（3）用示波器在TT82處觀察振蕩波形，調(diào)節(jié)CC81和L84使振蕩波形頻率為10.7MHz，調(diào)節(jié)W82使輸出波形失真最小。規(guī)劃審批機(jī)關(guān)在審批專項規(guī)劃草案時，應(yīng)當(dāng)將環(huán)境影響報告書結(jié)論以及審查意見作為決策的重要依據(jù)。（4）從IN81處輸入1KHz的正弦信號作為調(diào)制信號（由低頻信號源提供）。調(diào)制信號大小由零慢慢增大，用示波器在