高頻實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1前前 言言本高頻電子實(shí)驗(yàn)箱共包含十個實(shí)驗(yàn)單元模塊：信號源模塊；頻率計(jì)模塊；小信號選頻放大模塊；正弦波振蕩及 VCO 模塊；AM 調(diào)制及檢波模塊；FM 鑒頻模塊；收音機(jī)模塊；混頻及變頻模塊；高頻功放模塊；綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是根據(jù)高等教育出版社的高頻電子線路一書而設(shè)計(jì)的。本實(shí)驗(yàn)箱共設(shè)置了二十個實(shí)驗(yàn)：其中有十九個單元實(shí)驗(yàn)，是為配合課程而設(shè)計(jì)的，主要幫助學(xué)生理解和加深課堂所學(xué)的內(nèi)容；五個系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生了解每個復(fù)雜的無線收發(fā)系統(tǒng)都是由一個個單元電路組成的。此外，學(xué)生還可以根據(jù)我們所提供的單元電路自行設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)力求電路原理

2、清楚，重點(diǎn)突出，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富。其電路設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎、技術(shù)先進(jìn)、波形測量點(diǎn)選擇準(zhǔn)確，具有一定的代表性。同時，注重理論分析與實(shí)際動手相結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐驗(yàn)證基本原理，旨在提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力已及動手能力。由于編者水平有限，書中難免存在一些缺點(diǎn)和錯誤，希望廣大讀者批評指正。編 者2011 年 9 月 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接通電源前請確保電源插座接地良好。2、 每次安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K之前應(yīng)確保主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)處于斷開狀態(tài)。為保險起見，建議拔下電源線后再安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K。3、 安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K時，模塊右邊的電源開關(guān)要撥置上方

3、，將模塊四角的螺孔和母板上的銅支柱對齊，然后用螺釘固定。確保四個螺釘擰緊，以免造成實(shí)驗(yàn)?zāi)K與電源或者地接觸不良。經(jīng)仔細(xì)檢查后方可通電實(shí)驗(yàn)。4、 各實(shí)驗(yàn)?zāi)K上的電源開關(guān)、撥碼開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、自鎖開關(guān)、手調(diào)電位器和旋轉(zhuǎn)編碼器均為磨損件，請不要頻繁按動或旋轉(zhuǎn)。5、 請勿直接用手觸摸芯片、電解電容等元件，以免造成損壞。6、 各模塊中的貼片可調(diào)電容是出廠前調(diào)試使用的。出廠后的各實(shí)驗(yàn)?zāi)K功能已調(diào)至最佳狀態(tài)，無需另行調(diào)節(jié)這些電位器，否則將會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成嚴(yán)重影響。若已調(diào)動請盡快復(fù)原；若無法復(fù)原，請與指導(dǎo)老師或直接與我公司聯(lián)系。7、 在關(guān)閉各模塊電源之后，方可進(jìn)行連線。連線時在保證接觸良好的前提下應(yīng)盡量輕插輕

4、放，檢查無誤后方可通電實(shí)驗(yàn)。拆線時若遇到連線與孔連接過緊的情況，應(yīng)用手捏住線端的金屬外殼輕輕搖晃，直至連線與孔松脫，切勿旋轉(zhuǎn)及用蠻力強(qiáng)行拔出。8、 按動開關(guān)或轉(zhuǎn)動電位器時，切勿用力過猛，以免造成元件損壞。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3目目 錄錄高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介.1儀器介紹儀器介紹.7實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn).11實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 集成選頻放大器集成選頻放大器.20實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 二極管雙平衡混頻器二極管雙平衡混頻器.25實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻模擬乘法混頻.31實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 三點(diǎn)式正弦波振蕩器三點(diǎn)式正弦波振蕩器

5、.37實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 晶體振蕩器晶體振蕩器.42實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 非線性丙類功率放大器實(shí)驗(yàn)非線性丙類功率放大器實(shí)驗(yàn).44實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 線性寬帶功率放大器線性寬帶功率放大器.53實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn).58實(shí)驗(yàn)十實(shí)驗(yàn)十 模擬乘法器調(diào)幅（模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）.62實(shí)驗(yàn)十一實(shí)驗(yàn)十一 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn).68實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn).76實(shí)驗(yàn)十三實(shí)驗(yàn)十三 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn).83實(shí)驗(yàn)十四實(shí)驗(yàn)十四 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)?zāi)M鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn).90實(shí)驗(yàn)十五實(shí)驗(yàn)十五 自動增益控制（自動增益控制（AGC） .9

6、8實(shí)驗(yàn)十六實(shí)驗(yàn)十六 超外差中波調(diào)幅收音機(jī)超外差中波調(diào)幅收音機(jī).104實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 超外差式超外差式 FM 收音機(jī)收音機(jī).107實(shí)驗(yàn)十八實(shí)驗(yàn)十八 鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試.111實(shí)驗(yàn)十九實(shí)驗(yàn)十九 半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)半雙工調(diào)頻無線對講機(jī).114實(shí)驗(yàn)二十實(shí)驗(yàn)二十 中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試.117 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 1 頁 共 130 頁高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介一、一、產(chǎn)品組成產(chǎn)品組成該產(chǎn)品由 2 個實(shí)驗(yàn)儀器模塊和 8 個實(shí)驗(yàn)?zāi)K及實(shí)驗(yàn)箱體（含電源）組成。1、實(shí)驗(yàn)儀器及主要指標(biāo)如下：1)頻率計(jì)（

7、模塊 6）：頻率測量范圍：5Hz2400MHz輸入電平范圍：100mVrms2Vrms測量誤差：20ppm(頻率低端1Hz)輸入阻抗：1M/10pF2)信號源（模塊 1）：輸出頻率范圍：400KHz45MHz（連續(xù)可調(diào)）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波，諧波30dBc輸出幅度：1mVp-p1Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：503)低頻信號源（模塊 1）：輸出頻率范圍：200Hz10KHz（連續(xù)可調(diào)，方波頻率可達(dá) 250KHz）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波、方波、三角波輸出幅度：10mVp-p5Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：1002、實(shí)驗(yàn)?zāi)K及電路組成如下： 1）模塊 2：小信號選

8、頻放大模塊包含單調(diào)諧放大電路、電容耦合雙調(diào)諧放大電路、集成選頻放大電路、自動增益控 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 2 頁 共 130 頁制電路（AGC）等四種電路。2） 模塊 3：正弦波振蕩及 VCO 模塊包含 LC 振蕩電路、石英晶體振蕩電路、壓控 LC 振蕩電路、變?nèi)荻O管調(diào)頻電路等四種電路。3） 模塊 4：AM 調(diào)制及檢波模塊包含模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）電路、二極管峰值包絡(luò)檢波電路、三極管小信號包絡(luò)檢波電路、模擬乘法器同步檢波電路等四種電路。4） 模塊 5：FM 鑒頻模塊一包含正交鑒頻（乘積型相位鑒頻）電路、鎖相鑒頻電路、基本鎖相環(huán)路等三種電路。5）

9、模塊 7：混頻及變頻模塊包含二極管雙平衡混頻電路、模擬乘法器混頻電路。6） 模塊 8：高頻功放模塊包含非線性丙類功放電路、線性寬帶功放電路、集成線性寬帶功放電路、集電極調(diào)幅電路等四種電路。7） 模塊 9：收音機(jī)模塊包含三極管變頻、AM 收音機(jī)、FM 收音機(jī)。8） 模塊 10：綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K包含話筒及音樂片放大電路、音頻功放電路、天線及半雙工電路、分頻器電路等四種電路。二、二、產(chǎn)品主要特點(diǎn)產(chǎn)品主要特點(diǎn)1、 采用模塊化設(shè)計(jì)，使用者可以根據(jù)需要選擇模塊，既可節(jié)約經(jīng)費(fèi)又方便今后升級。2、 產(chǎn)品集成了多種高頻電路設(shè)計(jì)及調(diào)試所必備的儀器，既可使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、調(diào)整電路時更加全面、更加有效，同時又

10、可為學(xué)生在進(jìn)行高頻電路設(shè)計(jì)及調(diào)試時提供工具。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 3 頁 共 130 頁3、 實(shí)驗(yàn)箱各模塊有良好的系統(tǒng)性，八個模塊可組合成五種典型系統(tǒng)：中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)（525KHz1605KHz） 。超外差中波調(diào)幅接收機(jī)（525KHz1605KHz，中頻 465KHz） 。半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)（10MHz15MHz，中頻 4.5MHz，信道間隔 200KHz） 。鎖相頻率合成器（頻率步進(jìn) 40KHz4MHz 可變） 。 超外差 FM 收音機(jī)（88MHz108MHz，中頻 10.7MHz） 。4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常豐富，單元實(shí)驗(yàn)包含了高頻電子線路課程的大部分知識點(diǎn)，并有

11、豐富的、有一定復(fù)雜性的綜合實(shí)驗(yàn)。5、電路板采用貼片工藝制造，高頻特性良好，性能穩(wěn)定可靠。三、三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、小信號調(diào)諧（單、雙調(diào)諧）放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 2）2、集成選頻放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 2）3、二極管雙平衡混頻器實(shí)驗(yàn)（模塊 7）4、模擬乘法器混頻實(shí)驗(yàn)（模塊 7）5、三點(diǎn)式正弦波振蕩器（LC、晶體）實(shí)驗(yàn)（模塊 3）6、晶體振蕩器與壓控振蕩器實(shí)驗(yàn)（模塊 3）7、非線性丙類功率放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 8）8、線性寬帶功率放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 8）9、集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)（模塊 8）10、 模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）實(shí)驗(yàn)（模塊 4）11、 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)（模塊 4）12、 變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)

12、（模塊 3）13、 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)（模塊 5）14、 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)（模塊 5）15、 自動增益控制（AGC）實(shí)驗(yàn)（模塊 2）16、 中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 4、8、10） JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 4 頁 共 130 頁17、 超外差中波調(diào)幅接收機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 2、4、9、10）18、 鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 5、10）19、 半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 2、3、5、7、8、10）20、 超外差式 FM 收音機(jī)實(shí)驗(yàn)（模塊 2、5、9、10）四、四、需另配設(shè)備需另配設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)桌2、20M 雙蹤示波器（數(shù)字或模擬）

13、3、萬用表（數(shù)字或模擬）五、五、附：綜合實(shí)驗(yàn)方框圖附：綜合實(shí)驗(yàn)方框圖附：綜合實(shí)驗(yàn)方框圖1、自動增益控制增益可調(diào)放大器選頻回路放大線性化檢波比較基準(zhǔn)電壓2、中波調(diào)幅發(fā)射機(jī) JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 5 頁 共 130 頁話筒或音樂IC音頻放大高頻功放AM調(diào)制3、超外差中波調(diào)幅接收機(jī)465K諧振放大本振調(diào)諧回路磁棒天線檢波音頻功放耳機(jī)AM廣播：5251605KHz混頻雙聯(lián)可調(diào)電容4、鎖相頻率合成器參考分頻器（11/99)鑒相器VCO環(huán)路濾波器時基分頻器（11/999)5、半雙工調(diào)頻無線對講機(jī) JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 6 頁 共 130 頁單調(diào)諧

14、小信號放大模擬乘法混頻集成選頻放大正交鑒頻音頻放大耳機(jī)高頻功率放大雙工器雙平衡二極管混頻變?nèi)荻O管調(diào)頻音頻放大音源6.2M本振 4.5M10.7M10.7M4.5M電源控制電源控制 6. 超外差 FM 收音機(jī) 天線調(diào)諧回路高放本振98.7118.7M10.7M中放鑒頻音頻功放耳機(jī)FM廣播：88108M混頻中頻濾波器調(diào)節(jié)電壓 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 7 頁 共 130 頁儀器介紹儀器介紹一、信號源一、信號源本實(shí)驗(yàn)箱提供的信號源由高頻信號源和音頻信號源兩部分組成，兩種信號源的參數(shù)如下：1)高頻信號源輸出頻率范圍：400KHz45MHz（連續(xù)可調(diào)） ；頻率穩(wěn)定度：10E-

15、4；輸出波形：正弦波，諧波30dBc;輸出幅度：1mVp-p1Vp-p（連續(xù)可調(diào)） ；輸出阻抗：50。2)音頻信號源：輸出頻率范圍：200Hz10KHz（連續(xù)可調(diào)，方波頻率可達(dá) 250KHz）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波、方波、三角波輸出幅度：10mVp-p5Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：100信號源面板如下圖所示： JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 8 頁 共 130 頁高頻部分低頻部分信號源分高頻和低頻兩部分，圖中虛線左邊為高頻信號源，右邊為低頻信號源。使用時，將最右邊的“POWER”開關(guān)撥置下方，指示燈點(diǎn)亮。高頻信號源頻率調(diào)節(jié)有四個檔位：1KHz，10KHz，

16、100KHz 和 1MHz 檔。按下面板左上的“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕可在各檔位間切換，為 1KHz，10KHz 和 100KHz 檔時，相對應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，當(dāng)三燈齊亮，即為 1MHz 檔。調(diào)節(jié)該旋鈕可改變輸出高頻信號的頻率。音頻信號源通過“波形選擇”按鍵切換輸出波形，并用相應(yīng)的指示燈指示，如選擇正弦波，則“正弦波”指示燈亮。通過“” “”按鍵可以增大、減小信號的頻率。調(diào)節(jié)“RF 幅度”旋鈕可改變輸出高頻信號源的幅度，順時針旋轉(zhuǎn)幅度增加；調(diào)節(jié)“幅度調(diào)節(jié)”旋鈕可改變輸出音頻信號源的幅度。本信號源有內(nèi)調(diào)制功能， “FM 調(diào)制開關(guān)”撥置“ON” ，對應(yīng)的“FM”指示燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)頻波，調(diào)制信號為信號源音頻正弦波

17、信號，載波信號為信號源高頻信號；“FM 調(diào)制開關(guān)”撥置“OFF” ， “FM”指示燈點(diǎn)滅，輸出無調(diào)制的高頻信號。 “AM 調(diào)制開關(guān)”撥置“ON” ，對應(yīng)的“AM”指示燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)幅波，調(diào)制信號為信號源音頻正弦波信號，載波信號為信號源高頻信號；“AM 調(diào)制開關(guān)”撥置“OFF” ， “AM”指示燈滅，輸出無調(diào)制的高頻信號。調(diào)節(jié)“FM 頻偏”旋鈕可改變調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)，調(diào)節(jié)“AM 調(diào)幅度”旋鈕可 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 9 頁 共 130 頁改變調(diào)幅波的調(diào)幅度。面板下方為三個射頻線插孔。 “RF OUT1”和“RF OUT2”插孔輸出 400KHz45MHz的正弦波信號

18、（在觀察頻率特性的實(shí)驗(yàn)中，可將“RF OUT1”作為信號輸入， “RF OUT2”通過射頻跳線連接到頻率計(jì)觀察頻率） ；“低頻輸出”插孔輸出 200Hz10KHz 的正弦波、三角波、方波信號。二、頻率計(jì)二、頻率計(jì)本實(shí)驗(yàn)箱自帶頻率計(jì)，主要用于實(shí)驗(yàn)中頻率測量，頻率計(jì)面板如下圖所示：頻率值顯示電源開關(guān)通道A輸入頻率測量范圍選擇通道選擇通道B輸入通道指示燈單位指示燈電源指示燈 主要參數(shù)如下： 頻率測量范圍：5Hz2.4GHz 輸入電平范圍：100mVrms2Vrms 測量誤差：20ppm(頻率低端1Hz)輸入阻抗：1M/10pF 使用說明如下：頻率計(jì)數(shù)值顯示使用了 8 個數(shù)碼管，單位指示燈用來指示當(dāng)前

19、數(shù)值單位。例如數(shù)碼管顯示 100， “Hz”指示燈亮，則當(dāng)前頻率為 100Hz。頻率計(jì)輸入按照頻率范圍分為 A、B 兩個通道，通過按下“輸入選擇”鍵來切換。A 通道測量范圍為 5Hz 到 50MHz，其中又分為兩段，當(dāng)開關(guān) SW1 撥置左邊時，測量范圍為 5Hz 到 1MHz，撥置右邊時測量范圍為 1MHz 到 50MHz，如果在測量中出現(xiàn)無讀數(shù)的情況，請首先檢查 SW1 是否撥到正確的 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 10 頁 共 130 頁量程檔。B 通道主要用來測量較高的頻率，并留有一個 BNC 接口。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 11 頁 共

20、 130 頁實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握高頻小信號諧振電壓放大器的電路組成與基本工作原理。2、 熟悉諧振回路的調(diào)諧方法及測試方法。3、 掌握高頻諧振放大器處于諧振時各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)意義及測試技能。二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、諧振頻率的調(diào)整與測定。2、主要技術(shù)性能指標(biāo)的測定：諧振頻率、諧振放大增益 Avo 及動態(tài)范圍、通頻帶BW0.7、矩形系數(shù) Kr0.1。三、三、 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、1號板信號源模塊 1塊2、2號板小信號放大模塊 1塊3、6號板頻率計(jì)模塊 1塊4、雙蹤示波器 1臺5、萬用表 1塊6、掃頻儀（可選） 1塊四

21、、四、 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理（一） 單調(diào)諧小信號放大器 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 12 頁 共 130 頁圖 1-1 單調(diào)諧小信號放大電路圖小信號諧振放大器是接收機(jī)的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線形放大。實(shí)驗(yàn)單元電路由晶體管 N1 和選頻回路 T1 組成，不僅對高頻小信號放大，而且還有選頻作用。本實(shí)驗(yàn)中單調(diào)諧小信號放大的諧振頻率為 fs=10.7MHz。放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)及測量方法如下：1、諧振頻率放大器的調(diào)諧回路諧振時所對應(yīng)的頻率 f0稱為放大器的諧振頻率，對于圖 1-1 所示電路（也是以下各項(xiàng)指標(biāo)所對應(yīng)電路） ，f0的表達(dá)式為 LCf210式中，L 為調(diào)諧

22、回路電感線圈的電感量；為調(diào)諧回路的總電容，的表達(dá)式為CC ieoeCPCPCC2221式中， Coe為晶體管的輸出電容；Cie為晶體管的輸入電容；P1為初級線圈抽頭系數(shù)； JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 13 頁 共 130 頁P(yáng)2為次級線圈抽頭系數(shù)。諧振頻率 f0的測量方法是：用掃頻儀作為測量儀器，測出電路的幅頻特性曲線，調(diào)變壓器 T 的磁芯，使電壓諧振曲線的峰值出現(xiàn)在規(guī)定的諧振頻率點(diǎn) f0。2、電壓放大倍數(shù)放大器的諧振回路諧振時，所對應(yīng)的電壓放大倍數(shù) AV0稱為調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)。AV0的表達(dá)式為 GgpgpyppgyppvvAieoefefeiV22212121

23、00式中，為諧振回路諧振時的總電導(dǎo)。要注意的是 yfe本身也是一個復(fù)數(shù)，所以諧振時g輸出電壓 V0與輸入電壓 Vi相位差不是 180 而是為 180+fe。AV0的測量方法是：在諧振回路已處于諧振狀態(tài)時，用高頻電壓表測量圖 1-1 中輸出信號 V0及輸入信號 Vi的大小，則電壓放大倍數(shù) AV0由下式計(jì)算： AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、通頻帶由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù) AV下降到諧振電壓放大倍數(shù) AV0的 0.707 倍時所對應(yīng)的頻率偏移稱為放大器的通頻帶 BW，其表達(dá)式

24、為BW = 2f0.7 = f0/QL 式中，QL為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù) AV0與通頻帶 BW 的關(guān)系為 CyBWAfeV20上式說明，當(dāng)晶體管選定即 yfe確定，且回路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)CAV0與通頻帶 BW 的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 14 頁 共 130 頁通頻帶 BW 的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量方法可以是掃頻法，也可以是逐點(diǎn)法。逐點(diǎn)法的測量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧振回路使其諧振，記下此時的諧振頻率 f0及電壓放大倍

25、數(shù) AV0然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓 VS不變） ，并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù) AV0。由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧振曲線如圖 1-2 所示?？傻茫?7 . 02 fffBWLH通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻寬，同時又能提高放大器的電壓增益，除了選用 yfe較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減小調(diào)諧回路的總電容量 C。如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱信號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。（二） 雙調(diào)諧放大器圖 1-3 雙調(diào)諧小信號放大電路圖 0VAAv 0.7 BW 0.1 Lf0fHf2f0.1圖 1-2 諧振曲線

26、 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 15 頁 共 130 頁為了克服單調(diào)諧回路放大器的選擇性差、通頻帶與增益之間矛盾較大的缺點(diǎn)，可采用雙調(diào)諧回路放大器。雙調(diào)諧回路放大器具有頻帶寬、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，并能較好地解決增益與通頻帶之間的矛盾，從而在通信接收設(shè)備中廣泛應(yīng)用。在雙調(diào)諧放大器中，被放大后的信號通過互感耦合回路加到下級放大器的輸入端，若耦合回路初、次級本身的損耗很小，則均可被忽略。 1、電壓增益為gyppvvAfeiV221002、通頻帶為弱耦合時，諧振曲線為單峰；為強(qiáng)耦合時，諧振曲線出現(xiàn)雙峰；臨界耦合時，雙調(diào)諧放大其的通頻帶BW = 2f0.7 = fo/QL2五、五、 實(shí)

27、驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟（一）單調(diào)諧小信號放大器單元電路實(shí)驗(yàn)1、 斷電狀態(tài)下，按如下框圖進(jìn)行連線：信號源（1號板）頻率計(jì)（6號板）單調(diào)諧小信號放大單元（2號板）示波器P3P1輸入輸出RF OUT1RF OUT2P3單調(diào)諧小信號放大電路連線框圖注：圖中符號表示高頻連接線。源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 16 頁 共 130 頁1 號板：RF OUT1（Vp-p=200mV f=10.7M）2 號板：P3高頻小信號輸入1 號板：RF OUT26 號板：P3頻率計(jì)觀察輸入頻率2、 頻率諧振的調(diào)整（1）用示波器觀測 TP3，調(diào)節(jié)號板信號源模塊，使

28、之輸出幅度為 200mV、頻率為10.7MHz 正弦波信號。（2）順時針調(diào)節(jié) W1 到底，用示波器觀測 TP1，調(diào)節(jié)中周，使 TP1 幅度最大且波形穩(wěn)定不失真。3、 動態(tài)測試保持輸入信號頻率不變，調(diào)節(jié)信號源模塊的幅度旋鈕，改變單調(diào)諧放大電路中輸入信號TP3 的幅度。用示波器觀察在不同幅度信號下 TP1 處的輸出信號的峰值電壓，并將對應(yīng)的實(shí)測值填入下表，計(jì)算電壓增益 Avo。在坐標(biāo)軸中畫出動態(tài)曲線。輸入信號 fs（MHz）10.7MHz輸入信號 Vi（mv）TP350100200300輸出信號 Vo（v）TP1增益 Avo（dB）4、 通頻帶特性測試（1）保持輸入信號幅度不變，調(diào)節(jié)信號源的頻率旋

29、鈕，改變單調(diào)諧放大電路中輸入信號 TP3 的頻率。用示波器觀察在不同頻率信號下 TP1 處的輸出信號的峰值電壓，并將對應(yīng)的實(shí)測值填入下表，在坐標(biāo)軸中畫出幅度-頻率特性曲線。若配有掃頻儀，可用掃頻儀觀測回路諧振曲線。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 17 頁 共 130 頁輸入信號 Vi（mv）TP3200mv輸入信號 fs（MHz）10.410.510.610.710.810.911.011.1輸出信號 Vo（v）TP1增益（dB） 幅度-頻率特性測試（2）調(diào)節(jié)輸入信號頻率，測試并計(jì)算出 Bw0.707。5、 諧振曲線的矩形系數(shù) Kr0.1 測試（1）調(diào)節(jié)信號頻率，測試并計(jì)

30、算出 Bw0.1。（2）計(jì)算矩形系數(shù) Kr0.1。（二） 雙調(diào)諧小信號放大器單元電路實(shí)驗(yàn)1、 斷電狀態(tài)下，按如下框圖進(jìn)行連線：信號源（1號板）頻率計(jì)（6號板）雙調(diào)諧小信號放大單元（2號板）示波器P5P6輸入輸出RF OUT1RF OUT2P3雙調(diào)諧小信號放大電路連線框圖注：圖中符號表示高頻連接線。源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明1 號板：RF OUT1（Vp-p=150mV f=465K）2 號板：P5高頻小信號輸入1 號板：RF OUT26 號板：P3頻率計(jì)觀察輸入頻率 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 18 頁 共 130 頁2、 頻率諧振的調(diào)整（1）用示波器

31、觀測 TP6，調(diào)節(jié)號板信號源模塊，使之輸出幅度為 150mV、頻率為465KHz 正弦波信號。（2）順時針調(diào)節(jié) W1 到底，反復(fù)調(diào)節(jié)中周 T2 和 T3，使 TP7 幅度最大且波形穩(wěn)定不失真。3、 動態(tài)測試保持輸入信號頻率不變，調(diào)節(jié)信號源模塊的幅度旋鈕，改變單調(diào)諧放大電路中輸入信號TP6 的幅度。用示波器觀察在不同幅度信號下 TP7 處的輸出信號的峰值電壓，并將對應(yīng)的實(shí)測值填入下表，計(jì)算電壓增益 Avo。在坐標(biāo)軸中畫出動態(tài)曲線。輸入信號 fs（KHz）465KHz輸入信號 Vi（mv）TP650100150200輸出信號 Vo（v）TP7增益 Avo（dB）4、 通頻帶特性測試（1）保持輸入信

32、號幅度不變，調(diào)節(jié)信號源的頻率旋鈕，改變單調(diào)諧放大電路中輸入信號 TP6 的頻率。用示波器觀察在不同頻率信號下 TP7 處的輸出信號的峰值電壓，并將對應(yīng)的實(shí)測值填入下表，在坐標(biāo)軸中畫出幅度-頻率特性曲線。若配有掃頻儀，可用掃頻儀觀測回路諧振曲線。輸入信號 Vi（mv）TP6150mv輸入信號 fs（KHz）435445455465475485495505輸出信號 Vo（v）TP7增益（dB）幅度-頻率特性測試 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 19 頁 共 130 頁（2）調(diào)節(jié)輸入信號頻率，測試并計(jì)算出 Bw0.707。六、六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、

33、 畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并說明其工作原理。3、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將表格轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)軸的形式，并得出結(jié)論。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 20 頁 共 130 頁實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 集成選頻放大器集成選頻放大器一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉集成放大器的內(nèi)部工作原理2、 熟悉陶瓷濾波器的選頻特性二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 測量集成選頻放大器的增益。2、 測量集成選頻放大器的通頻帶。三、三、 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 1 號板信號源模塊 1 塊2、 6 號板頻率計(jì)模塊 1 塊3、 2 號板 1 塊4、 雙蹤示波器 1 臺5、 萬用表 1 塊6、 掃頻儀（可選） 1 臺四、四、 實(shí)驗(yàn)原

34、理實(shí)驗(yàn)原理1、集成選頻放大器的原理圖見下圖 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 21 頁 共 130 頁圖 2-1 集成選頻放大器電路原理圖由上圖可知，本實(shí)驗(yàn)中涉及到的集成選頻放大器是帶 AGC（自動增益控制）功能的選頻放大器，放大 IC 用的是 Motorola 公司的 MC1350。2、MC1350 放大器的工作原理圖 2-2 為 MC1350 單片集成放大器的電原理圖。這個電路是雙端輸入、雙端輸出的全差動式電路，其主要用于中頻和視頻放大。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 22 頁 共 130 頁圖 2-2 MC1350 內(nèi)部電路圖輸入級為共射-共基差分

35、對，Q1 和 Q2 組成共射差分對，Q3 和 Q6 組成共基差分對。除了 Q3 和 Q6 的射極等效輸入阻抗為 Q1、Q2 的集電極負(fù)載外，還有 Q4、Q5 的射極輸入阻抗分別與 Q3、Q6 的射極輸入阻抗并聯(lián)，起著分流的作用。各個等效微變輸入阻抗分別與該器件的偏流成反比。增益控制電壓（直流電壓）控制 Q4、Q5 的基極，以改變 Q4、Q5 分別和 Q3、Q6 的工作點(diǎn)電流的相對大小，當(dāng)增益控制電壓增大時，Q4、Q5 的工作點(diǎn)電流增大，射極等效輸入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益減小。五、五、 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟i.按下面框圖（圖 2-3）所示搭建好測試電路。 JC-GP-V2.2 高頻電子

36、線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 23 頁 共 130 頁集成陶瓷選頻放大（2號板）增益可調(diào)放大器陶瓷濾波器直流放大基準(zhǔn)電壓比較線性化檢波信號源示波器TP8TP4TP5TP10TP14RF OUT1P2輸入P4輸出TP7圖 2-3 集成選頻放大器測試連接框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明1 號板：RF OUT1（Vp-p =200mV）2 號板：P2射頻信號輸入1 號板：RF OUT26 號板：P3頻率計(jì)實(shí)時觀察輸入頻率2、測量開環(huán)電壓增益、測量開環(huán)電壓增益 Av0撥碼開關(guān) SW1 撥至 4.5M 檔，選擇選頻回路 4.5MHz。SW2 撥置“OFF” ，用示波器觀測信號輸出 TP5，調(diào)節(jié)

37、W3 使輸出幅度最大且無明顯失真。用示波器分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。再撥碼開關(guān) SW1 撥至 10.7M 檔，再進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作。3、測量放大器通頻帶、測量放大器通頻帶以 10K 檔步進(jìn)調(diào)節(jié)信號源上頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使其在 4.5MHz 左右變化，并用示波器觀測各頻率點(diǎn)的輸出信號的幅度，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。頻率輸出幅度 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 24 頁 共 130 頁六、六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、 計(jì)算集成選頻放大器的增益。3、 計(jì)算集成選頻放大器的通頻

38、帶。4、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 25 頁 共 130 頁實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 二極管雙平衡混頻器二極管雙平衡混頻器1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握二極管雙平衡混頻器頻率變換的物理過程。2、掌握晶體管混頻器頻率變換的物理過程和本振電壓 V0和工作電流 Ie對中頻轉(zhuǎn)出電壓大小的影響。3、掌握集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)的平衡混頻器頻率變換的物理過程。4、比較上述三種混頻器對輸入信號幅度與本振電壓幅度的要求。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 研究二極管雙平衡混頻器頻率變換過程和此種混頻器的優(yōu)缺點(diǎn)。2、 研究這種混頻器輸出頻譜與本振電壓大小的關(guān)系。3、 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)

39、儀器1、 1 號板 1 塊2、 6 號板 1 塊3、 3 號板 1 塊4、 7 號板 1 塊5、 雙蹤示波器 1 臺4、 實(shí)驗(yàn)原理與電路實(shí)驗(yàn)原理與電路i.二二極管雙平衡混頻原理 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 26 頁 共 130 頁圖 3-1 二極管雙平衡混頻器二極管雙平衡混頻器的電路圖示見圖 3-1。圖中 VS為輸入信號電壓，VL 為本機(jī)振蕩電壓。在負(fù)載 RL上產(chǎn)生差頻和合頻，還夾雜有一些其它頻率的無用產(chǎn)物，再接上一個濾波器（圖中未畫出）二極管雙平衡混頻器的最大特點(diǎn)是工作頻率極高，可達(dá)微波波段，由于二極管雙平衡混頻器工作于很高的頻段。圖 3-1 中的變壓器一般為傳輸線變

40、壓器。二極管雙平衡混頻器的基本工作原理是利用二極管伏安特性的非線性。眾所周知，二極管的伏安特性為指數(shù)律，用冪級數(shù)展開為nTTTSSVvnVvVvIeIiTVv)(1)(21) 1(2位位當(dāng)加到二極管兩端的電壓 v 為輸入信號 VS和本振電壓 VL之和時，V2項(xiàng)產(chǎn)生差頻與和頻。其它項(xiàng)產(chǎn)生不需要的頻率分量。由于上式中 u 的階次越高，系數(shù)越小。因此，對差頻與和頻構(gòu)成干擾最嚴(yán)重的是 v 的一次方項(xiàng)（因其系數(shù)比 v2項(xiàng)大一倍）產(chǎn)生的輸入信號頻率分量和本振頻率分量。用兩個二極管構(gòu)成雙平衡混頻器和用單個二極管實(shí)現(xiàn)混頻相比，前者能有效的抑制無用產(chǎn)物。雙平衡混頻器的輸出僅包含（pLS） （p 為奇數(shù)）的組合頻

41、率分量，而抵消了L、C以及 p 為偶數(shù)（pLS）眾多組合頻率分量。下面我們直觀的從物理方面簡要說明雙平衡混頻器的工作原理及其對頻率為 L及 S JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 27 頁 共 130 頁的抑制作用。（a）VsRsRLVLT2D3D4RoCLL1L2/2L3L4VoT1（b）圖 3-2 雙平衡混頻器拆開成兩個單平衡混頻器在實(shí)際電路中，本振信號 VL遠(yuǎn)大于輸入信號 VS。在 VS變化范圍內(nèi)，二極管的導(dǎo)通與否，完全取決于 VL。因而本振信號的極性，決定了哪一對二極管導(dǎo)通。當(dāng) VL上端為正時，二極管 D3和 D4導(dǎo)通，D1和 D2截止；當(dāng) 上端為負(fù)時，二極管 D1和

42、D2導(dǎo)通，D3和 D4截止。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 28 頁 共 130 頁這樣，將圖 3-1 所示的雙平衡混頻器拆開成圖 3-2（a）和（b）所示的兩個單平衡混頻器。圖 3-2（a）是 VL上端為負(fù)、下端正期間工作；3-2（b）是 VL上端為正、下端為負(fù)期間工作。由圖 3-2（a）和（b）可以看出，VL單獨(dú)作用在 RL上所產(chǎn)生的 L分量，相互抵消，故 RL上無 L分量。由 VS產(chǎn)生的分量在 VL上正下負(fù)期間，經(jīng) D3產(chǎn)生的分量和經(jīng) D4 產(chǎn)生的分量在 RL上均是自下經(jīng)上。但在 VL下正上負(fù)期間，則在 RL上均是自上經(jīng)下。即使在 VL一個周期內(nèi)，也是互相抵消的。但

43、是 VL的大小變化控制二極管電流的大小，從而控制其等效電阻，因此 VS在 VL瞬時值不同情況下所產(chǎn)生的電流大小不同，正是通過這一非線性特性產(chǎn)生相乘效應(yīng)，出現(xiàn)差頻與和頻。2、電路說明模塊電路如圖 3-3 所示，這里使用的是二極管雙平衡混頻模塊 ADE-1，該模塊內(nèi)部電路如圖 3-5 所示。在圖 3-3 中，本振信號 VL由 P3 輸入，射頻信號 VS由 P1 輸入， 它們都通過 ADE-1 中的變壓器將單端輸入變?yōu)槠胶廨斎氩⑦M(jìn)行阻抗變換，TP8 為中頻輸出口，是不平衡輸出。圖 3-3 二極管雙平衡混頻 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 29 頁 共 130 頁圖 3-5 ADE

44、-1 內(nèi)部電路在工作時，要求本振信號 VLVS。使 4 只二級管按照其周期處于開關(guān)工作狀態(tài)，可以證明，在負(fù)載 RL 的兩端的輸出電壓（可在 TP8 處測量）將會有本振信號的奇次諧波（含基波）與信號頻率的組合分量，即 pLS（p 為奇數(shù)） ，通過帶通濾波器可以取出所需頻率分量L+S（或 LS -） 。由于 4 只二極管完全對稱，所以分別處于兩個對角上的本振電壓VL和射頻信號 VS不會互相影響，有很好的隔離性；此外，這種混頻器輸出頻譜較純凈，噪聲低，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，工作頻率高，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，缺點(diǎn)是高頻增益小于 1。N1、C5、T1組成諧振放大器，用于選出我們需要的頻率并進(jìn)行放大，

45、以彌補(bǔ)無源混頻器的損耗。5、 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、 熟悉實(shí)驗(yàn)板上各元件的位置及作用；2、 按下面框圖所示，進(jìn)行連線 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 30 頁 共 130 頁信號源(1號板)示波器P3P2本振輸入RF OUT1正弦波振蕩器（3號板）P1射頻輸入頻率計(jì)P2P3雙平衡混頻單元（7號板）濾波器雙平衡混頻器TP8混頻器輸出選頻放大取和頻輸出TP2IF輸出輸出圖 3-4 雙平衡混頻連線框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明1 號板：RF OUT1（幅度最大 f=6.2M）7 號板：P1本振信號輸入3 號板：P27 號板：P3射頻信號輸入7 號板：P26 號板：

46、P3混頻后信號輸出3、 將 3 號板 SW1 撥為晶體振蕩器。4、 用示波器觀察混頻器輸出點(diǎn) TP8 波形以及混頻輸出 TP2 處波形（調(diào)節(jié)中周 T1 使輸出最大） ，并讀出頻率計(jì)上的頻率。 （如果使用數(shù)字示波器，可以使用 FFT 功能觀測TP8 的頻譜）5、 調(diào)節(jié)本振信號幅度，重做步驟 34。6、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求一、 寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)二、 計(jì)算 MIX 混頻增益 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 31 頁 共 130 頁實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻模擬乘法混頻一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解集成混頻器的工作原理2、 了解混頻器中的寄生干擾二、二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)

47、內(nèi)容1、 研究平衡混頻器的頻率變換過程2、 研究平衡混頻器輸出中頻電壓 Vi與輸入本振電壓的關(guān)系3、 研究平衡混頻器輸出中頻電壓 Vi與輸入信號電壓的關(guān)系三、三、 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 1 號板 1 塊2、 6 號板 1 塊3、 3 號板 1 塊4、 7 號板 1 塊5、 雙蹤示波器 1 臺四、四、 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說明實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說明在高頻電子電路中，常常需要將信號自某一頻率變成另一個頻率。這樣不僅能滿足各種無線電設(shè)備的需要，而且有利于提高設(shè)備的性能。對信號進(jìn)行變頻，是將信號的各分量移至新的頻域，各分量的頻率間隔和相對幅度保持不變。進(jìn)行這種頻率變換時，新頻率等于信號原來的頻率與某一參

48、考頻率之和或差。該參考頻率通常稱為本機(jī)振蕩頻率。本機(jī)振蕩頻率可以是由單獨(dú)的信號源供給，也可以由頻率變換電路內(nèi)部產(chǎn)生。當(dāng)本機(jī)振蕩由單獨(dú)的信號源供給時，這樣的頻率變換電路稱為混頻器。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 32 頁 共 130 頁混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應(yīng)管和乘法器。本振用于產(chǎn)生一個等幅的高頻信號 VL，并與輸入信號 VS經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號經(jīng)帶通濾波器濾出。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬相乘器作混頻電路實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槟M相乘器的輸出頻率包含有兩個輸入頻率之差或和，故模擬相乘器加濾波器，濾波器濾除不需要的分量，取和頻或者差頻二者之一，即構(gòu)成混頻器。 JC-G

49、P-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 33 頁 共 130 頁圖 4-1 所示為相乘混頻器的方框圖。設(shè)濾波器濾除和頻，則輸出差頻信號。圖 4-2 為信號經(jīng)混頻前后的頻譜圖。我們設(shè)信號是：載波頻率為的普通調(diào)幅波。本機(jī)振蕩頻率為。SfLf設(shè)輸入信號為，本機(jī)振蕩信號為tVvSSScostVvLLLcos由相乘混頻的框圖可得輸出電壓tVtVVKKvSLSLSLMF)cos()cos(2100式中 SLMFVVKKV210定義混頻增益為中頻電壓幅度與高頻電壓之比，就有MA0VSV JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 34 頁 共 130 頁LMFSMVKKVVA210圖 4-3 為

50、模擬乘法器混頻電路，該電路由集成模擬乘法器 MC1496 完成。圖 4-3 MC1496 構(gòu)成的混頻電路MC1496 可以采用單電源供電，也可采用雙電源供電。本實(shí)驗(yàn)電路中采用12V，8V供電。R12（820） 、R13（820）組成平衡電路，F(xiàn)1為 4.5MHz 陶瓷濾波器。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號頻率為4.2MHz(由三號板晶體振蕩輸出)，本振頻率8.7MHz。SfLf為了實(shí)現(xiàn)混頻功能，混頻器件必須工作在非線性狀態(tài)，而作用在混頻器上的除了輸入信號電壓 VS和本振電壓 VL外，不可避免地還存在干擾和噪聲。它們之間任意兩者都有可能產(chǎn)生組合頻率，這些組合信號頻率如果等于或接近中頻，將與輸入信號一起通過中頻

51、放大器、解調(diào)器，對輸出級產(chǎn)生干涉，影響輸入信號的接收。干擾是由于混頻器不滿足線性時變工作條件而形成的，因此不可避免地會產(chǎn)生干擾，其中影響最大的是中頻干擾和鏡象干擾。五、五、 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟一、按照下面框圖進(jìn)行連線 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 35 頁 共 130 頁信號源（1號板）示波器P5P6本振輸入差頻輸出RF OUT1正弦波振蕩器（3號板）P4射頻輸入頻率計(jì)P2RFIN模擬乘法器混頻單元（7號板）陶瓷濾波器模擬乘法器TP5乘法器輸出TP6TP4TP7圖 4-4 模擬乘法器混頻連線框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明1 號板：RF OUT1（Vp-p

52、=600mV f=8.7M）7 號板：P5本振信號輸入3 號板：P2（fS=4.2M）7 號板：P4射頻信號輸入7 號板：P66 號板：P3混頻后信號輸出二、將 3 號板上 SW1 撥置成“LC” ，調(diào)節(jié) W2 和 CC1，使 7 號板 TP4 頻率為4.2M。三、用示波器觀測 7 號板 TP6 波形，微調(diào) 3 號板 W2，使 TP6 波形最大且不失真。四、用示波器對比觀察 TP5 和 TP6 處波形，并讀出頻率計(jì)上的頻率。五、改變本振信號電壓幅度，用示波器觀測，記錄輸出中頻電壓 Vi的幅值，并填入表 4-1。VLp-p（mV）200300400500600700Vip-p（mV）表 4-1六

53、、六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫表格 4-1。2、 繪制步驟 3、4 中所觀測到的波形圖，并作分析。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 36 頁 共 130 頁3、 歸納并總結(jié)信號混頻的過程。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 37 頁 共 130 頁實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 三點(diǎn)式正弦波振蕩器三點(diǎn)式正弦波振蕩器1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)?zāi)康膇.掌握三點(diǎn)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(jì)及電路參數(shù)計(jì)算。ii.通過實(shí)驗(yàn)掌握晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)變化對起振和振蕩幅度的影響。iii.研究外界條件（溫度、電源電壓、負(fù)載變化）對振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。

54、2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。2、 進(jìn)行 LC 振蕩器輸出信號頻率范圍測試。3、 研究 LC 振蕩器中靜態(tài)工作點(diǎn)振蕩器的影響。4、 測試 LC 振蕩器的頻率穩(wěn)定度。5、 改變變?nèi)荻O管的偏置電壓，觀察振蕩器輸出頻率的變化。3、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)儀器1、3 號模塊 1 塊2、頻率計(jì)模塊 1 塊3、雙蹤示波器 1 臺4、萬用表 1 塊注：如果采用數(shù)字示波器，則可以不用萬用表4、 基本原理基本原理 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 38 頁 共 130 頁312N1MMBT5551R72KC7220PL322uHR515KR610KC2104R101KC84

55、70PC947PA1K2D1BB91012CC15-25pC16102R225.1KC15102L233uHCRY14.5MR2151K123P3CON3R111K入入入入VtC4104C1110PR1100+12VE110uF/16VC5104312N2MMBT5551R1347KR1410KR15820R16470C3104R12510312N3MMBT5551C12103R1833KR1915KR17220R2051C13103E210uF/16VC6104R2100+12V123P2CON3R910KR85.1K+12VVt入入入入TP1TP2TP6TP4TP3TP5321N4SS85

56、50C1103R310K1P1CON1入入入入R410KTP8TP7L156uHC1447PC1047PSW11122W3W250K1122W3W150K圖 5-1 正弦波振蕩器（4.5MHz）圖中，將開關(guān) SW1 撥到左端時，由晶體管 N1 和電容 C7、C8、C9、可變電容 CC1、電感L3、變?nèi)荻O管 D1 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，電容 CC1和變?nèi)荻O管 D1 都可用來改變振蕩頻率，其中變?nèi)荻O管是通過電位器 W2 改變其偏置電壓從而改變等效電容。C16、D1 及 R22 支路相當(dāng)于在 CC1 旁并聯(lián)一個電容，電容值由電壓 Vt或 VTP8控制。該支路的電容值

57、等效為 C16 與變?nèi)荻O管容值 CD1串聯(lián)，由 于 C16 值遠(yuǎn)大于 CD1，因此該支路的電容值近似于 CD1。)1(2111020DCCCCLf振蕩器的頻率約為 4.5MHz （計(jì)算振蕩頻率可調(diào)范圍）振蕩電路反饋系數(shù)F=47. 047022087CC振蕩器輸出通過耦合電容 C11（10P）加到由 N3組成的射極跟隨器的輸入端，因 C11容量很小，再加上射隨器的輸入阻抗很高，可以減小負(fù)載對振蕩器的影響。 JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 39 頁 共 130 頁5、 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟溫度對振蕩頻率的影響。溫度對振蕩頻率的影響。利用模塊在工作過程中所發(fā)出的熱量去影響振蕩器，從

58、而定性測得溫度對振蕩頻率的影響。i. 將 3 號模塊輸出口 P2 連接頻率計(jì)輸入 P3。ii. 打開實(shí)驗(yàn)箱電源，打開 3 號模塊和頻率計(jì)模塊電源。iii. 設(shè)置頻率計(jì)測量范圍為 1MHz50MHz。iv. 將 3 號模塊 SW1 撥到右邊“LC”端，將 W2 旋至中間位置。v. 記錄此時的頻率值 f1。vi. 等待大約 3 分鐘。再記錄此時的頻率值 f2。vii. 對比 f1和 f2，并思考溫度對與振蕩頻率有怎樣的影響。 實(shí)測值和理論值對比實(shí)測值和理論值對比1、 接上面的步驟。用萬用表或示波器測量 TP6 的直流電壓（即變?nèi)荻O管兩端的電壓） ，調(diào)節(jié) W2 使該電壓值為 5V。由下圖 5-3

59、可得變?nèi)荻O管的容值：CD1=15pF圖 5-3 變?nèi)荻O管壓控特性曲線2、 調(diào)節(jié) CC1 測得頻率 fmin1及 fmax1。 （此時保持 W2 不變）3、 由公式算得振蕩器理論頻率范圍 fmin2及)1(2111020DCCCCLffmax2。 （CC1 的可變范圍為 525P） JC-GP-V2.2 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第 40 頁 共 130 頁4、 思考，有哪些因素導(dǎo)致實(shí)際振蕩頻率與理論計(jì)算的振蕩頻率有偏差？研究三極管靜態(tài)工作點(diǎn)對振蕩的影響研究三極管靜態(tài)工作點(diǎn)對振蕩的影響1、 接上面的步驟。調(diào)節(jié) CC1 使振蕩器輸出頻率最小 fmin1。2、 用萬用表測量 TP1 點(diǎn)的電壓。調(diào)

60、節(jié) W1 使 TP1 的電壓變化，然后用示波器觀測TP7 的波形及幅度填入下表（觀測波形時將模塊與頻率計(jì)斷開，避免頻率計(jì)對輸出波形的影響） ，并計(jì)算 N1 發(fā)射級電流 Ieo=， （R10=1K) （將萬用表紅10RVe表筆接 TP2，黑表筆接地測量 VE）：VTP11.6V1.9V2.2V2.5V2.8V3.1V3.4V3.7V4.0V波形IeoVp-p表 5-13、 思考，三極管的工作點(diǎn)會對振蕩器產(chǎn)生怎樣的影響VCO 壓控特性曲線觀測壓控特性曲線觀測1、 接上面的步驟。將 TP1 點(diǎn)的電壓調(diào)回 1.8V。2、 調(diào)節(jié) W2 并用萬用表測量 TP6 的電壓。將電壓值和頻率值填入下表（電壓以0.