高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書釣魚島及其附屬島嶼自古以來就是中國(guó)的固有領(lǐng)土。主權(quán)不容侵犯，領(lǐng)土不容搶奪。上圖為美麗的釣魚島。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：航海西樓 308 室實(shí) 驗(yàn) 要 求1實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完指定的預(yù)習(xí)任務(wù)，預(yù)習(xí)要求如下： 1）。認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析，掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行必要的估算。 2）。完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容。 3）。熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。 4）。復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中使用各儀器的使用方法及注意事項(xiàng)。2使用儀器和實(shí)驗(yàn)儀前必須了解其性能，操作方法和注意事項(xiàng)。3實(shí)驗(yàn)時(shí)接線要認(rèn)真，相互仔細(xì)檢查，確定無誤后才能接通電源，初學(xué)或沒有把握應(yīng)經(jīng)指導(dǎo)老師審查同意后再接通電源。4高頻電路實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 1）。卡式高頻電路實(shí)驗(yàn)儀將實(shí)驗(yàn)板插入主機(jī)插座后，即已接通地線，但實(shí)驗(yàn)板所需的正負(fù)電源則要另外使用導(dǎo)線進(jìn)行連接。 2）。由于高頻電路頻率較高，分布參數(shù)及相會(huì)感應(yīng)的影響較大，所以在接線時(shí)連接線要盡可能短，接地點(diǎn)必須接觸良好，以減少干擾。 3）。做放大器實(shí)驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)波形失真甚至變成方波，應(yīng)檢查工作設(shè)置是否正確，或輸入信號(hào)是否過大。5實(shí)驗(yàn)中有焊接電路時(shí)注意事項(xiàng)： 1）。應(yīng)先提前給電烙鐵通電預(yù)熱，電烙鐵要遠(yuǎn)離儀器設(shè)備和各種測(cè)量線，以防燒壞儀器和測(cè)量線，導(dǎo)線等，做完實(shí)驗(yàn)要拔掉電烙鐵，關(guān)斷電源，防止火災(zāi)。 2）。老師分發(fā)的元器件，根據(jù)元件列表進(jìn)行清點(diǎn)，缺少的應(yīng)讓老師補(bǔ)齊。 3）。有運(yùn)算放大器電路，運(yùn)算放大器不能直接焊在電路板上，應(yīng)先焊上插座，等電路都焊接完成后，再插上運(yùn)算放大器，電路檢查無誤后，才能接通電源。 4）。焊接電路時(shí)要合理布局，地線和電源線要用不同顏色的導(dǎo)線，一般電源線要用紅線，這樣一來電源就不會(huì)接錯(cuò)。 5）。盡量節(jié)約使用導(dǎo)線，焊錫，勤儉節(jié)約，注意環(huán)境衛(wèi)生。 6）。實(shí)驗(yàn)中故意損壞儀器設(shè)備，要按原價(jià)賠償。6實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異?，F(xiàn)象（例如有元件冒煙，發(fā)燙或有異味）應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)老師。找出原因，排除故障，經(jīng)指導(dǎo)老師同意后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。7實(shí)驗(yàn)過程需要改接線時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆線，接線。8實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（數(shù)據(jù)，波形，現(xiàn)象）。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)老師審閱簽字后，方可拆除實(shí)驗(yàn)電路。9實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源，拔除電源插頭，并將儀器，設(shè)備，工具，導(dǎo)線等按規(guī)定整理。10實(shí)驗(yàn)后每組同學(xué)必須按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。高頻電子線路實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 題目： 信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)與測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）進(jìn)一步學(xué)習(xí)信號(hào)放大電路的工作原理。（2）掌握信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)參考電路見下圖。_+ _A1A2R1R2R3R4R5C1C274+5V-5V7+5V4-5VViV0RW1圖1-1 信號(hào)放大電路圖1-2。OP27引腳定義和連接圖電路參考參數(shù)：R1 =R3 =R4 =1k R2 =R5 =33k C1=C2=1F RW1=20K 運(yùn)算放大器選op27。電源5V。（2）信號(hào)放大電路元件參數(shù)選取條件： 在圖1-1 信號(hào)放大電路中，A1為反像放大器，A2為同相放大器。1）反相放大器的放大倍數(shù)：A1的放大倍數(shù)為：A1=-R2/R1。2）同相放大器的放大倍數(shù)：A2的放大倍數(shù)為： A2=（1+（R5+RW1）/R4） 3）總的放大倍數(shù)：V0=A1*A2*Vi三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）根據(jù)原理電路計(jì)算出放大倍數(shù)A1、A2。（2）測(cè)量出實(shí)際電路的放大倍數(shù)V0，與計(jì)算結(jié)果比較。四實(shí)驗(yàn)儀器： （1）示波器 一臺(tái) （2）萬用表 一塊 （3）調(diào)試工具 一套 （4）雙路穩(wěn)壓電源 一臺(tái) （5）信號(hào)源 一臺(tái) 五實(shí)驗(yàn)器材： 1運(yùn)算放大器：OP27 二塊 2 8腳插座 二塊 31K電阻 三支 450K電位器 一個(gè) 5. 1F電容 (105) 二個(gè) 6 33K電阻 二個(gè)六、思考題：（1）信號(hào)放大電路與哪些電路參數(shù)有關(guān)？（2）電容C1、C2在電路中起什么作用？實(shí)驗(yàn)二 題目： 正弦波振蕩電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）進(jìn)一步學(xué)習(xí)RC正弦波振蕩電路的工作原理。（2）掌握RC正弦波振蕩頻率的調(diào)整和測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)參考電路見下圖。圖2-1 RC正弦波振蕩電路 圖2-2 OP37引腳定義和連接圖電路參考參數(shù)：R=10k R1=10k R2=15k R3=2.2k C=001F VD1、VD為IN4148 運(yùn)算放大器選op37。（2）RC正弦波振蕩電路元件參數(shù)選取條件1）振蕩頻率 在上圖電路中，則電路的振蕩頻率為2）起振幅值條件 應(yīng)略大于3，Rf應(yīng)略大于2R1式中Rf=RW+R2/Ro（Ro 為二極管導(dǎo)通電阻）。3）穩(wěn)幅電路 實(shí)際電路中，一般在負(fù)反饋支路中加入由兩個(gè)相互反接的二極管和一個(gè)電阻構(gòu)成的自動(dòng)穩(wěn)幅電路，其目的是利用二極管的動(dòng)態(tài)電阻特性，抵消由于元件誤差、溫度引起的振蕩幅度變化所造成的影響。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）繪制表格，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論值填入表中。（2）總結(jié)RC橋式振蕩電路的工作原理及分析方法。四實(shí)驗(yàn)儀器： （1）示波器 一臺(tái) （2）萬用表 一塊 （3）調(diào)試工具 一套 （4）雙路穩(wěn)壓電源 一臺(tái)五實(shí)驗(yàn)器材： 1運(yùn)算放大器：OP37 一塊 2 8腳插座 一塊 310K電阻 三支 410K電位器 一個(gè) 515K電阻 一支 62.2K電阻 一支 7. 0.01F電容 (103) 二個(gè) 8. 二極管 二個(gè) 六、思考題：（1）為保證振蕩電路正常工作，電路參數(shù)應(yīng)滿足哪些條件？（2）振蕩頻率的變化與電路中的哪些元件有關(guān)？附錄：附圖1 正弦振蕩的參考電路（僅供參考） 附圖1 正弦振蕩的參考電路實(shí)驗(yàn)三 題目：集成電路模擬乘法器的應(yīng)用一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解模擬乘法器（MC1496）的工作原理，掌握用集成模擬乘法器構(gòu)成調(diào)幅電路連接方法。2 通過實(shí)驗(yàn)掌握集成模擬乘法器的使用方法。二 實(shí)驗(yàn)原理及電路1 集成模擬乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等調(diào)制與解調(diào)的過程，都可以看成為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過程，采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越。所以在無線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器的常用產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。下面介紹MC1496集成模擬乘法器1）MC1496的內(nèi)部電路（a）內(nèi)部電路 (b) 引腳圖 圖3-1. MC1496內(nèi)部電路和引腳圖MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器，其內(nèi)部電路和引腳如圖1（a）(b)所示。其中VT1、VT2與VT3、VT4組成雙差分放大器，VT5、VT6組成的單差分放大器用以激勵(lì)VT1-VT4。VT7、VTS及其偏置電路組成差分放大器VT5、VT6的恒流源。引腳8與10接入電壓UX，1與4接入另一輸入電壓UY，輸出電壓U0從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻RE，對(duì)差分放大器VT5、VT6產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，以擴(kuò)展輸入電壓UY的線性動(dòng)態(tài)范圍。引腳14為負(fù)電源端（雙電源供電時(shí)）或接地端（單電源供電），引腳5外接電阻RS。用來調(diào)節(jié)偏置電流IS及鏡像電流I0的值。2）振幅調(diào)制振幅調(diào)制是使載波信號(hào)的峰值正比于信號(hào)的瞬時(shí)值的變換過程。通常載波信號(hào)為高頻信號(hào)，調(diào)制信號(hào)為低頻信號(hào)。它們的波形及頻譜如圖2所示： 圖3-2 波形調(diào)制MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制電路如圖3所示：圖3-3 MC 1496構(gòu)成的調(diào)幅器三 實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)圖3接好電路，接好電源，接入載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，用示波器測(cè)量輸出波形。調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的頻率觀察波形的變化。四 實(shí)驗(yàn)儀器1低頻信號(hào)源 一臺(tái)2高頻信號(hào)源 一臺(tái)3雙蹤示波器 一臺(tái)4實(shí)驗(yàn)工具（電烙鐵，萬用表，鑷子，螺絲刀，偏嘴鉗） 一套五實(shí)驗(yàn)器材： 1集成電路：MC1496 一塊 2 14腳插座 一塊 31K電阻 三支 450K電位器 一個(gè) 5750電阻 二支 63.3K電阻 二支 751 電阻 三支 86.8 K電阻 一支 9. 0.1F電容 (104) 五個(gè) 10. 20F電解電容 /25 V 一個(gè) 六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出有關(guān)曲線和波形。2 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)四 題目：調(diào)幅波信號(hào)的解調(diào) 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 進(jìn)一步了解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。2 了解大信號(hào)二極管包絡(luò)檢波的主要指標(biāo)，檢波系數(shù)及波形失真。3 掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法。二 預(yù)習(xí)要求1 復(fù)習(xí)課本中有關(guān)調(diào)幅和解調(diào)原理。2 分析二極管包絡(luò)檢波產(chǎn)生波形失真的主要因素。三 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1 雙蹤示波器。2 高頻信號(hào)發(fā)生器。3 萬用表。4 高頻電路實(shí)驗(yàn)箱（G3實(shí)驗(yàn)?zāi)K）四 實(shí)驗(yàn)電路說明調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過程，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器，同步檢波器。1 二極管包絡(luò)檢波器適合于解調(diào)含有較大載波分量的大信號(hào)的檢波過程，它具有電路簡(jiǎn)單，易于，VAM INC0.1FR2R3C1C2outD 圖4-1 二極管包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)如圖4-1所示。主要由二極管D和低通濾波器組成，它利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的沖放電過程實(shí)現(xiàn)檢波。所以RC時(shí)間常數(shù)選擇很重要，RC時(shí)間常數(shù)過大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì)角切割失真。RC時(shí)間常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：其中：m為調(diào)幅系數(shù)，f0為載波系數(shù)，為調(diào)制信號(hào)角頻率。2 同步檢波器利用一個(gè)和調(diào)幅信號(hào)的載波同頻同相的載波信號(hào)與調(diào)幅波相乘，再通過低通濾波器濾除高頻分量而獲得調(diào)制信號(hào)，本實(shí)驗(yàn)如圖4-2所示，采用1496集成電路構(gòu)成解調(diào)器，載波信號(hào)Vc經(jīng)過電容C1加在8、10腳之間，調(diào)幅信號(hào)VAM 經(jīng)電容C2加在1、4腳之間，相乘后信號(hào)由12腳輸出，經(jīng)C4、C5、R6組成的低通濾波器，在解調(diào)輸出端，提取調(diào)制信號(hào)。圖4-2 MC1496 構(gòu)成的解調(diào)器五 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做此實(shí)驗(yàn)要用到實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果。集成電路（乘法器）構(gòu)成解調(diào)器實(shí)驗(yàn)電路見圖4-21 解調(diào)全載波信號(hào)（1）將圖4-2中的C4另一端接地，C5另一端接A，按調(diào)幅實(shí)驗(yàn)三中的條件獲得調(diào)制度分別為30%，100%及100%的調(diào)幅波。將它們依次加至解調(diào)器VAM 的輸入端，并在解調(diào)器的載波輸入端加上與調(diào)幅信號(hào)相同的載波信號(hào)，分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。（2）去掉C4，C5觀察記錄m=30%的調(diào)幅波輸入時(shí)解調(diào)器輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。然后使電路復(fù)原。2。解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)（1）從實(shí)驗(yàn)三種得到抑制載波調(diào)幅波，加至解調(diào)器VAM 的輸入端，其他連線均不變，觀察記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。（2）去掉濾波電容C4，C5觀察記錄解調(diào)輸出波形。六。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出有關(guān)曲線和波形。2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)五： 題目： 利用二極管函數(shù)電路實(shí)現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦枚O管函數(shù)電路實(shí)現(xiàn)三角波 正弦波的轉(zhuǎn)換，從而掌握非線性器件二極管折線近似特性等進(jìn)行非線性變換。 二、預(yù)習(xí)要求1。三角波 正弦波變化的有關(guān)資料。2三角波 正弦波變化原理。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1。雙蹤示波器2。萬用表3Dais 高頻電路實(shí)驗(yàn)儀（8GP，8G）R1R2R3D1D2D3D4D5D6R4R5R6R7R8R9R10R11-5V+5vOUTINR4=R11=1.2K(2K,5.1K) 圖5-1 二極管函數(shù)電路實(shí)現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換電路四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路圖見圖5-11 將上下兩端電阻R4、R11分別選1.2接至5V電源，測(cè)得A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的分電壓。選擇函數(shù)發(fā)生器輸出的波形為三角波，頻率調(diào)至2KHz,Vp-p 調(diào)12V，然后接