高頻實驗指導書

1、實驗1 單調(diào)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：l 放大器靜態(tài)工作點l LC并聯(lián)諧振回路l 單調(diào)諧放大器幅頻特性2做本實驗時所用到的儀器：l 單調(diào)諧回路諧振放大器模塊l 雙蹤示波器l 萬用表l 頻率計l 高頻信號源二、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掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器靜態(tài)工作點的測量方法； 4熟悉放大器靜態(tài)工作點和集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性（包括電壓增益、通頻帶、Q值）的影響；5掌握測量放大器幅頻特性的方法。三、實驗內(nèi)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用示波器測量單

2、調(diào)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(diào)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(diào)諧放大器幅頻特性的影響。四、基本原理1單調(diào)諧回路諧振放大器原理小信號諧振放大器是通信接收機的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大和選頻。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。為了減輕晶體管集電極電阻對回路Q值的影響，采用了部分回路接入方式。圖1-1 單調(diào)諧回路放大器原理電路圖

3、1-2 單調(diào)諧回路諧振放大器實驗電路圖2單調(diào)諧回路諧振放大器實驗電路單調(diào)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，1C2用來調(diào)諧，1K02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。1W01用以改變基極偏置電壓，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。1Q02為射極跟隨器，主要用于提高帶負載能力。五、實驗步驟1實驗準備（1）插裝好單調(diào)諧回路諧振放大器模塊，接通實驗箱上電源開關，按下模塊上開關1K01。（2）接通電源，此時電源指示燈亮。2單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量測量幅頻特性通常有兩種方

4、法，即掃頻法和點測法。掃頻法簡單直觀，可直接觀察到單調(diào)諧放大特性曲線，但需要掃頻儀。本實驗采用點測法，即保持輸入信號幅度不變，改變輸入信號的頻率，測出與頻率相對應的單調(diào)諧回路揩振放大器的輸出電壓幅度，然后畫出頻率與幅度的關系曲線，該曲線即為單調(diào)諧回路諧振放大器的幅頻特性。步驟如下：（1）1K02置“off“位，即斷開集電極電阻1R3，調(diào)整1W01使1Q01的基極直流電壓為2.5V左右，這樣放大器工作于放大狀態(tài)。高頻信號源輸出連接到單調(diào)諧放大器的輸入端（1P01）。示波器CH1接放大器的輸入端1TP01，示波器CH2接單調(diào)諧放大器的輸出端1TP02，調(diào)整高頻信號源頻率為6.3MHZ （

5、用頻率計測量），高頻信號源輸出幅度（峰峰值）為200mv（示波器CH1監(jiān)測）。調(diào)整單調(diào)諧放大器的電容1C2，使放大器的輸出為最大值（示波器CH2監(jiān)測）。此時回路諧振于6.3MHZ。比較此時輸入輸出幅度大小，并算出放大倍數(shù)。（2）按照表1-2改變高頻信號源的頻率（用頻率計測量），保持高頻信號源輸出幅度為200mv（示波器CH1監(jiān)視），從示波器CH2上讀出與頻率相對應的單調(diào)諧放大器的電壓幅值，并把數(shù)據(jù)填入表1-2。表1-2輸入信號頻率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1輸出電壓幅值U(mv)（3）以橫軸為頻率，縱軸

6、為電壓幅值，按照表1-2，畫出單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。3觀察靜態(tài)工作點對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。順時針調(diào)整1W01（此時1W01阻值增大），使1Q01基極直流電壓為1.5V，從而改變靜態(tài)工作點。按照上述幅頻特性的測量方法，測出幅頻特性曲線。逆時針調(diào)整1W01（此時1W01阻值減?。?Q01基極直流電壓為5V，重新測出幅頻特性曲線。可以發(fā)現(xiàn)：當1W01加大時，由于ICQ減小，幅頻特性幅值會減小，同時曲線變“瘦”（帶寬減?。欢?W01減小時，由于ICQ加大，幅頻特性幅值會加大，同時曲線變“胖”（帶寬加大）。4觀察集電極負載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響 當放大器工作于放大狀態(tài)下，按照

7、上述幅頻特性的測量方法測出接通與不接通1R3的幅頻特性曲線。可以發(fā)現(xiàn)：當不接1R3時，集電極負載增大，幅頻特性幅值加大，曲線變“瘦”，Q值增高，帶寬減小。而當接通1R3時，幅頻特性幅值減小，曲線變“胖”，Q值降低，帶寬加大。六、實驗報告要求1對實驗數(shù)據(jù)進行分析，說明靜態(tài)工作點變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應的幅頻特性。2對實驗數(shù)據(jù)進行分析，說明集電極負載變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響，并畫出相應的幅頻特性。3總結(jié)由本實驗所獲得的體會。實驗3 電容三點式LC振蕩器一、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點：l 三點式LC振蕩器l 西勒和克拉潑電路l 電源電壓、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q

8、值對振蕩器工作的影響2做本實驗時所用到的儀器：l LC振蕩器模塊l 雙蹤示波器l 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熟悉負載變化對振蕩器振蕩幅度的影響。三、實驗電路基本原理1.概述振蕩器實質(zhì)上是滿足振蕩條件的正反饋放大器。振蕩器是指振蕩回路是由元件組成的。從交流等效電路可知：由振蕩回路引出三個端子，分別接振蕩管的三個電極，而構(gòu)成反饋式自激振蕩器，因而又稱為三點式振蕩器。如果反饋電壓取自分壓電感，則稱為電感反饋振蕩器或電感三點式振蕩器

9、；如果反饋電壓取自分壓電容，則稱為電容反饋振蕩器或電容三點式振蕩器。在幾種基本高頻振蕩回路中，電容反饋振蕩器具有較好的振蕩波形和穩(wěn)定度，電路形式簡單，適于在較高的頻段工作，尤其是以晶體管極間分布電容構(gòu)成反饋支路時其振蕩頻率可高達幾百。2.振蕩器的起振條件一個振蕩器能否起振，主要取決于振蕩電路自激振蕩的兩個基本條件，即：振幅起振平衡條件和相位平衡條件。3.LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度表示：在一定時間或一定溫度、電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度，常用表達式：ff來表示（f為所選擇的測試頻率；f為振蕩頻率的頻率誤差，fff；f和f為不同時刻的f），頻率相對變化量越小，表明振蕩頻率的穩(wěn)定度越

10、高。由于振蕩回路的元件是決定頻率的主要因素，所以要提高頻率穩(wěn)定度，就要設法提高振蕩回路的標準性，除了采用高穩(wěn)定和高Q值的回路電容和電感外，其振蕩管可以采用部分接入，以減小晶體管極間電容和分布電容對振蕩回路的影響，還可采用負溫度系數(shù)元件實現(xiàn)溫度補償。4.LC振蕩器的調(diào)整和參數(shù)選擇以實驗采用改進型電容三點振蕩電路（西勒電路）為例，交流等效電路如圖3-1所示。圖3-1 電容三點式LC振蕩器交流等效電路(1)靜態(tài)工作點的調(diào)整合理選擇振蕩管的靜態(tài)工作點，對振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形的好壞，有一定的影響，偏置電路一般采用分壓式電路。當振蕩器穩(wěn)定工作時，振蕩管工作在非線性狀態(tài)，通常是依靠晶體管本身的非線性實現(xiàn)

11、穩(wěn)幅。若選擇晶體管進入飽和區(qū)來實現(xiàn)穩(wěn)幅，則將使振蕩回路的等效Q值降低，輸出波形變差，頻率穩(wěn)定度降低。因此，一般在小功率振蕩器中總是使靜態(tài)工作點遠離飽和區(qū)，靠近截止區(qū)。 （2）振蕩頻率f的計算 f=式中CT為C1、C2和C3的串聯(lián)值，因C1（300p）>>C3(75p),C2(1000P)>>C3(75p)，故CTC3，所以，振蕩頻率主要由L、C和C3決定。(3)反饋系數(shù)F的選擇F= 反饋系數(shù)F不宜過大或過小，一般經(jīng)驗數(shù)據(jù)F0.10.5,本實驗取F=5.克拉潑和西勒振蕩電路圖3-2為串聯(lián)改進型電容三點式振蕩電路克拉潑振蕩電路。圖3-3為并聯(lián)改進型電容三點式振蕩電路西勒振蕩

12、電路。圖3-2 克拉潑振蕩電路 圖3-3 西勒振蕩電路6電容三點式LC振蕩器實驗電路 電容三點式LC振蕩器實驗電路如圖3-4所示。圖中3K05打到“S”位置（左側(cè)）時圖3-4 LC振蕩器實驗電路為改進型克拉潑振蕩電路，打到“P”位置（右側(cè)）時，為改進型西勒振蕩電路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路電容的變化。調(diào)整3W01可改變振蕩器三極管的電源電壓。3Q02為射極跟隨器。3TP02為輸出測量點，3TP01為振蕩器直流電壓測量點。3W02用來改變輸出幅度。四、實驗內(nèi)容 1用示波器觀察振蕩器輸出波形，測量振蕩器電壓峰峰值VP-P，并以頻率計測量振蕩頻率。 2測量振蕩器的幅頻特性。 3

13、測量電源電壓變化對振蕩器頻率的影響。五、實驗步驟 1實驗準備插裝好LC振蕩器模塊，按下開關3K1接通電源，即可開始實驗。 2西勒振蕩電路幅頻特性的測量示波器接3TP02，頻率計接振蕩器輸出口3V01。電位器3W02反時針調(diào)到底，使輸出最大。開關3K05撥至右側(cè)，此時振蕩電路為西勒電路。3K01、3K02、3K03、3K04分別控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入電路，開關往上撥為接通，往下?lián)転閿嚅_。四個開關接通的不同組合，可以控制電容的變化。例如3K01、3K02往上撥，其接入電路的電容為10P+50P=60P。按照表3-1電容的變化測

14、出與電容相對應的振蕩頻率和輸出電壓（峰一峰值VP-P），并將測量結(jié)果記于表中。表3-1電容C（pf）1050100150200250300350振蕩頻率f(MHZ)輸出電壓VP-P(v)注：如果在開關轉(zhuǎn)換過程中使振蕩器停振無輸出，可調(diào)整3W01，使之恢復振蕩。 3克拉潑振蕩電路幅頻特性的測量將開關3K05撥至左側(cè)，振蕩電路轉(zhuǎn)換為克拉潑電路。按照上述方法，測出振蕩頻率和輸出電壓，并將測量結(jié)果記于表3-1中。 4波段覆蓋系數(shù)的測量波段覆蓋即調(diào)諧振蕩器的頻率范圍，此范圍的大小，通常以波段覆蓋系數(shù)K表示：測量方法：根據(jù)測量的幅頻特性，以輸出電壓最大點的頻率為基準，即為一邊界頻率，再找出輸出電壓下降至處

15、的頻率，即為另一邊界頻率，如圖3-5、圖3-6所示，再由公式求出K。 圖3-5 圖3-6 5測量電源電壓變化對振蕩器頻率的影響分別將開關3K05打至左測（S）和右側(cè)（P）位置，改變電源電壓EC，測出不同EC下的振蕩頻率。并將測量結(jié)果記于表3-2中。其方法是：頻率計接振蕩器輸出3P01，電位器3W02反時計調(diào)到底，選定回路電容為50P。即3K02往上撥。用三用表直流電壓檔測3TP01測量點電壓，按照表3-2給出的電壓值Ec，調(diào)整3W01電位器，分別測出與電壓相對應的頻率。表中f為改變Ec時振蕩頻率的偏移，假定Ec=10.5V時 ,f=0，則f=f-f10.5V。表3-2串聯(lián)（S）EC（V）10.

16、59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ)并聯(lián)（P）EC（V）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ) 68.8MHZ頻率的調(diào)整在用各個模塊構(gòu)成無線收、發(fā)系統(tǒng)時，需要用到LC振蕩器模塊，作為接收系統(tǒng)中的本振信號。此時振蕩頻率需要8.8MHZ左右，如何得到8.8MHZ左右的頻率，其方法如下：（1）振蕩電路為西勒電路時（3K05往右），3K01、3K02、3K03、3K04四個開關全部往下?lián)埽藭r輸出的振蕩頻率為8.8MHZ左右。如果頻率高于8.8MHZ，可將3K01往上撥，這樣頻率可以降低。（2）振蕩電路為克拉潑電路時（3K05往左），3K02、3K03接通（

17、往上撥），此時輸出振蕩頻率為8.8MHz左右。如果頻率相差太大，可調(diào)整四個開關的位置。六、實驗報告1根據(jù)測試數(shù)據(jù)，分別繪制西勒振蕩器，克拉潑振蕩器的幅頻特性曲線，并進行分析比較。2根據(jù)測試數(shù)據(jù)，計算頻率穩(wěn)定度，分別繪制克拉潑振蕩器、西勒振蕩器的曲線。3對實驗中出現(xiàn)的問題進行分析判斷。4總結(jié)由本實驗所獲提的體會。實驗4 石英晶體振蕩器、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點：l 石英晶體振蕩器l 串聯(lián)型晶體振蕩器l 靜態(tài)工作點、微調(diào)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：l 晶體振蕩器模塊l 雙蹤示波器l 頻率計l 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

18、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、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(diào)的方法。三、實驗內(nèi)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。圖4-1 晶體振蕩器交流通路3觀察并測量靜態(tài)工作點、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4-1所示。圖中，若將晶體短路,則L1、C2、C3就構(gòu)成了典型的電容三點式振蕩器(考畢茲電路)。因此，圖4-1的電路是一

19、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，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， 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晶體振蕩器電路圖4-2 晶體振蕩器實驗電路晶體振蕩器電路如圖4-2所示。圖中，4R03、4C02為去耦元件，4C01為旁路電容，并構(gòu)成共基接法。4W01用以調(diào)整振蕩器的靜態(tài)工作點（主要影響起振條件）。4C05為輸出耦合電容。4Q02為射隨器，用以提高帶負載能力。實際上，圖4-2電路的交流通路即為圖4-1所示的電路。五、實驗步驟1實驗

20、準備在實驗箱主板上插好晶振模塊，接通實驗箱上電源開關，按下開關4K01，此時電源指示燈點亮。2靜態(tài)工作點測量改變電位器4W01可改變4Q01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（發(fā)射極電阻4R04=1K）。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(diào)4W01達到）。 調(diào)節(jié)電位器4W01以改變晶體管靜態(tài)工作點IE，使其分別為表4.1所示各值，且把示波器探頭接到4TP02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4.1。表4.1VEQ(V)2.02.22.42.6

21、2.83.0f(MHz)Vp-p(V)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(jié)果進行分析，總結(jié)靜態(tài)工作點、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(jié)由本實驗所獲得的體會。實驗8 集成乘法器幅度調(diào)制電路、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點：l 幅度調(diào)制l 用模擬乘法器實現(xiàn)幅度調(diào)制l MC1496四象限模擬相乘器 2做本實驗時所用到的儀器：l 集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊l 高頻信號源l 雙蹤示波器l 萬用表 二、實驗目的 1通過實驗了解

22、振幅調(diào)制的工作原理。 2掌握用MC1496來實現(xiàn)AM和DSB的方法，并研究已調(diào)波與調(diào)制信號，載波之間的關系。 3掌握用示波器測量調(diào)幅系數(shù)的方法。 三、實驗內(nèi)容 1模擬相乘調(diào)幅器的輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)。2用示波器觀察正常調(diào)幅波（AM）波形，并測量其調(diào)幅系數(shù)。3用示波器觀察平衡調(diào)幅波（抑制載波的雙邊帶波形DSB）波形。4用示波器觀察調(diào)制信號為方波、三角波的調(diào)幅波。 四、基本原理所謂調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號去控制高頻振蕩（載波）的幅度，使其成為帶有低頻信息的調(diào)幅波。目前由于集成電路的發(fā)展，集成模擬相乘器得到廣泛的應用，為此本實驗采用價格較低廉的MC1496集成模擬相乘器來實現(xiàn)調(diào)幅之功能。 1MC1496簡

23、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)制器時的外部連接如圖8-1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

24、乘器?？梢宰C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。圖8-1 MC1496內(nèi)部電路及外部連接 2MC1496組成的調(diào)幅器實驗電路用1496組成的調(diào)幅器實驗電路如圖8-2所示。圖中，與圖8-1相對應之處是：8R08對應于RT，8R09對應于RB，8R03、8R10對應于RC。此外，8W01用來調(diào)節(jié)（1）、（4）端之間的平衡，8W02用來調(diào)節(jié)（8）、（10）端之間的平衡。8K01開關控制（1）端是否接入直流電壓，當8K01置“on”時，1496的（1）端接入直流電壓，其輸出為正常調(diào)幅波（AM），調(diào)整8W03電位器，可改變調(diào)幅波的調(diào)制度。當

25、8K01置“off”時，其輸出為平衡調(diào)幅波（DSB）。晶體管8Q01為隨極跟隨器，以提高調(diào)制器的帶負載能力。五、實驗步驟 1實驗準備（1）在實驗箱主板上插上集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊。接通實驗箱上電源開關，按下模塊上開關8K1，此時電源指標燈點亮。（2）調(diào)制信號源：采用低頻信號源中的函數(shù)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：正弦波· 輸出峰-峰值：300mV（3）載波源：采用高頻信號源：· 工作頻率：2MHz用頻率計測量；· 輸出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器觀測。 2輸入失調(diào)電壓的調(diào)整（交流饋通電壓

26、的調(diào)整） 集成模擬相乘器在使用之前必須進行輸入失調(diào)調(diào)零，也就是要進行交流饋通電壓的調(diào)整，其目的是使相乘器調(diào)整為平衡狀態(tài)。因此在調(diào)整前必須將開關8K01置“off”（往下?lián)埽?，以切斷其直流電壓。交流饋通電壓指的是相乘器的一個輸入端加上信號電壓，而另一個輸入端不加信號時的輸出電壓，這個電壓越小越好。（1）載波輸入端輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié) 把調(diào)制信號源輸出的音頻調(diào)制信號加到音頻輸入端（8P02），而載波輸入端不加信號。用示波器監(jiān)測相乘器輸出端（8TP03）的輸出波形，調(diào)節(jié)電位器8W02，使此時輸出端（8TP03）的輸出信號（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）最小。（2）調(diào)制輸入端輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié) 把載波源輸出的載波

27、信號加到載波輸入端（8P01），而音頻輸入端不加信號。用示波器監(jiān)測相乘器輸出端（8TP03）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器8W01使此時輸出（8TP03）的輸出信號（稱為載波輸入端饋通誤差）最小。圖8-2 1496組成的調(diào)幅器實驗電路 3DSB（抑制載波雙邊帶調(diào)幅）波形觀察在載波輸入、音頻輸入端已進行輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)（對應于8W02、8W01調(diào)節(jié)的基礎上），可進行DSB的測量。（1）DSB信號波形觀察將高頻信號源輸出的載波接入載波輸入端（8P01），低頻調(diào)制信號接入音頻輸入端（8P02）。示波器CH1接調(diào)制信號（可用帶“鉤”的探頭接到8TP02上），示波器CH2接調(diào)幅輸出端（8TP03），即可觀察到調(diào)

28、制信號及其對應的DSB信號波形。其波形如圖8-3所示，如果觀察到的DSB波形不對稱，應微調(diào)8W01電位器。圖8-3 圖8-4（2）DSB信號反相點觀察 為了清楚地觀察雙邊帶信號過零點的反相，必須降低載波的頻率。本實驗可將載波頻率降低為100KHZ（需另配100KHZ的函數(shù)發(fā)生器），幅度仍為200mv。調(diào)制信號仍為1KHZ（幅度300mv）。 增大示波器X軸掃描速率，仔細觀察調(diào)制信號過零點時刻所對應的DSB信號，過零點時刻的波形應該反相，如圖8-4所示。（3）DSB信號波形與載波波形的相位比較 在實驗3（2）的基礎上，將示波器CH1改接8TP01點，把調(diào)制器的輸入載波波形與輸出DSB波形的相位進

29、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)制信號負半周期間，兩者反相。4AM（常規(guī)調(diào)幅）波形測量 （1）AM正常波形觀測 在保持輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)的基礎上，將開關8K01置“on”（往上撥），即轉(zhuǎn)為正常調(diào)幅狀態(tài)。載波頻率仍設置為2MHZ（幅度200mv），調(diào)制信號頻率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可觀察到正常的AM波形，如圖8-5所示。圖8-5調(diào)整電位器8W03，可以改變調(diào)幅波的調(diào)制度。在觀察輸出波形時，改變音頻調(diào)制信號的頻率及幅度，輸出波形應隨之變化。（2）不對稱調(diào)制度的AM波形觀察 在AM正常波形調(diào)整的基礎上，改變8W02，可觀察到調(diào)制

30、度不對稱的情形。最后仍調(diào)制到調(diào)制度對稱的情形。（3）過調(diào)制時的AM波形觀察 在上述實驗的基礎上，即載波2MHZ（幅度200mv），音頻調(diào)制信號1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03。調(diào)整8W03使調(diào)制度為100%，然后增大音頻調(diào)制信號的幅度，可以觀察到過調(diào)制時AM波形，并與調(diào)制信號波形作比較。（4）增大載波幅度時的調(diào)幅波觀察 保持調(diào)制信號輸入不變，逐步增大載波幅度，并觀察輸出已調(diào)波?？梢园l(fā)現(xiàn)：當載波幅度增大到某值時，已調(diào)波形開始有失真；而當載波幅度繼續(xù)增大時，已調(diào)波形包絡出現(xiàn)模糊。最后把載波幅度復原（200mv）。（5）調(diào)制信號為三角波和方波時的調(diào)幅波觀察 保

31、持載波源輸出不變，但把調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號改為三角波（峰峰值200mv）或方波（200mv），并改變其頻率，觀察已調(diào)波形的變化，調(diào)整8W03，觀察輸出波形調(diào)制度的變化。 5調(diào)制度Ma的測試我們可以通過直接測量調(diào)制包絡來測出Ma。將被測的調(diào)幅信號加到示波器CH1或CH2，并使其同步。調(diào)節(jié)時間旋鈕使熒光屏顯示幾個周期的調(diào)幅波波形，如圖8-6所示。根據(jù)Ma的定義，測出A、B，即可得到Ma。圖8-6六、實驗報告要求1整理按實驗步驟所得數(shù)據(jù)，繪制記錄的波形，并作出相應的結(jié)論。2畫出DSB波形和時的AM波形，比較兩者的區(qū)別。3總結(jié)由本實驗所獲得的體會。實驗9 振幅解調(diào)器（包絡檢波、同步檢波）、實驗準備

32、1做本實驗時應具備的知識點：l 振幅解調(diào)l 二極管包絡檢波l 模擬乘法器實現(xiàn)同步檢波2做本實驗時所用到的儀器：l 集成乘法器幅度解調(diào)電路模塊l 晶體二極管檢波器模塊l 高頻信號源l 雙蹤示波器l 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掌握用包絡檢波器實現(xiàn)AM波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對AM波解調(diào)影響；3理解包絡檢波器只能解調(diào)m100的AM波，而不能解調(diào)m100的AM波以及DSB波的概念；4掌握用MC1496模擬乘法器組成的同步檢波器來實現(xiàn)AM波和DSB波解調(diào)的方法；5了解輸出端的低通濾波器對AM波解調(diào)、DSB波解調(diào)的影響；6理解同步檢波器能解調(diào)各種AM波以及DS

33、B波的概念。三、實驗內(nèi)容1用示波器觀察包絡檢波器解調(diào)AM波、DSB波時的性能；2用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AM波、DSB波時的性能；3用示波器觀察普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)中的對角切割失真和底部切割失真的現(xiàn)象。四、基本原理振幅解調(diào)即是從振幅受調(diào)制的高頻信號中提取原調(diào)制信號的過程，亦稱為檢波。通常，振幅解調(diào)的方法有包絡檢波和同步檢波兩種。 1二極管包絡檢波二極管包絡檢波器是包絡檢波器中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號電平較大（俗稱大信號，通常要求峰一峰值為1.5V以上）的AM波。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。本實驗電路主要包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分，如圖9-1所

34、示。圖中，10D01為檢波管，10C02、10R08、10C07構(gòu)成低通濾波器，10R01、10W01為二極管檢波直流負載，10W01用來調(diào)節(jié)直流負載大小，10R02與10W02相串構(gòu)成二極管檢波交流負載，10W02用來調(diào)節(jié)交流負載大小。開關10K01是為二極管檢波交流負載的接入與斷開而設置的，10K01置“on”為接入交流負載，10K01置“off”為斷開交流負載。10K02開關控制著檢波器是接入交流負載還是接入后級低放。開關10K02撥至左側(cè)時接交流負載，撥至右側(cè)時接后級低放。當檢波器構(gòu)成系統(tǒng)時，需與后級低放接通。10BG01、10BG02對檢波后的音頻進行放大，放大后音頻信號由10P02

35、輸出，因此10K02可控制音頻信號是否輸出，調(diào)節(jié)10W03可調(diào)整輸出幅度。圖中，利用二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娐返某浞烹姇r間常數(shù)不同（實際上，相差很大）來實現(xiàn)檢波，所以RC時間常數(shù)的選擇很重要。RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真（又稱惰性失真）。RC常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：其中：為調(diào)幅系數(shù)，為調(diào)制信號角頻率。當檢波器的直流負載電阻R與交流音頻負載電阻不相等，而且調(diào)幅度又相當大時會產(chǎn)生底邊切割失真（又稱負峰切割失真），為了保證不產(chǎn)生底邊切割失真應滿足。圖9-1 二極管包絡檢波電路2同步檢波 同步檢波又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步（同頻、同相）的一個恢復載波

36、與已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)出調(diào)制信號。本實驗采用MC1496集成電路來組成解調(diào)器，如圖9-2所示。圖中，恢復載波vc先加到輸入端9P01上，再經(jīng)過電容9C01加在、腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上，再經(jīng)過電容9C02加在、腳之間。相乘后的信號由（6）腳輸出，再經(jīng)過由9C04、9C05、9R06組成的P型低通濾波器濾除高頻分量后，在解調(diào)輸出端（9P03）提取出調(diào)制信號。需要指出的是，在圖9-2中對1496采用了單電源（+12V）供電，因而腳需接地，且其它腳亦應偏置相應的正電位，恰如圖中所示。五、實驗步驟（一）實驗準備1選擇好需做實驗的模塊：集成乘法器幅度調(diào)

37、制電路、二極管檢波器、集成乘法器幅度解調(diào)電路。2接通實驗板的電源開關，使相應電源指示燈發(fā)光，表示已接通電源即可開始實驗。注意：做本實驗時仍需重復實驗8中部分內(nèi)容，先產(chǎn)生調(diào)幅波，再供這里解調(diào)之用。 （二）二極管包絡檢波1AM波的解調(diào)（1）的AM波的解調(diào) AM波的獲得與實驗8的五、4中的實驗內(nèi)容相同，低頻信號或函數(shù)發(fā)生器作為調(diào)制信號源（輸出300mVp-p的1kHz正弦波），以高頻信號源作為載波源（輸出200mVp-p的2MHz正弦波），調(diào)節(jié)8W03，便可從幅度調(diào)制電路單元上輸出的AM波，其輸出幅度（峰-峰值）至少應為0.8V。 AM波的包絡檢波器解調(diào)先斷開檢波器交流負載（10K01=off），把

38、上面得到的AM波加到包絡檢波器輸入端（10P01），即可用示波器在10TP02觀察到包絡檢波器的輸出，并記錄輸出波形。為了圖9-2 MC1496 組成的解調(diào)器實驗電路更好地觀察包絡檢波器的解調(diào)性能，可將示波器CH1接包絡檢波器的輸入10TP01，而將示波器CH2接包絡檢波器的輸出10TP02（下同）。調(diào)節(jié)直流負載的大?。ㄕ{(diào)10W01），使輸出得到一個不失真的解調(diào)信號，畫出波形。 觀察對角切割失真保持以上輸出，調(diào)節(jié)直流負載（調(diào)10W01），使輸出產(chǎn)生對角失真，如果失真不明顯可以加大調(diào)幅度（即調(diào)整8W03），畫出其波形，并記算此時的值。觀察底部切割失真當交流負載未接入前，先調(diào)節(jié)10W01使解調(diào)信號

39、不失真。然后接通交流負載（10K01至“on”，10K02至左側(cè)），示波器CH2接10TP03。調(diào)節(jié)交流負載的大?。ㄕ{(diào)10W02），使解調(diào)信號出現(xiàn)割底失真，如果失真不明顯，可加大調(diào)幅度（即增大音頻調(diào)制信號幅度）畫出其相應的波形，并計算此時的。當出現(xiàn)割底失真后，減?。p小音頻調(diào)制信號幅度）使失真消失，并計算此時的。在解調(diào)信號不失真的情況下，將10K02撥至右側(cè)，示波器CH2接10TP04，可觀察到放大后音頻信號，調(diào)節(jié)10W03音頻幅度會發(fā)生變化。（2）的AM波的解調(diào)調(diào)節(jié)8W03，使=100%，觀察并記錄檢波器輸出波形。（3）的AM波的解調(diào)加大音頻調(diào)制信號幅度，使>100%,觀察并記錄檢波器

40、輸出波形。（4）調(diào)制信號為三角波和方波的解調(diào)在上述情況下，恢復，調(diào)節(jié)10W01和10W02，使解調(diào)輸出波形不失真。然后將低頻信號源的調(diào)制信號改為三解波和方波（由K101控制），即可在檢波器輸出端（10TP02、10TP03、10TP04）觀察到與調(diào)制信號相對應的波形，調(diào)節(jié)音頻信號的頻率（低頻信號源中W101），其波形也隨之變化。 2DSB波的解調(diào)采用實驗8中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大載波信號及調(diào)制信號幅度，使得在調(diào)制電路輸出端產(chǎn)生較大幅度的DSB信號。然后把它加到二極管包絡檢波器的輸入端，觀察并記錄檢波器的輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。 （三）集成電路（乘法器）構(gòu)成的同步檢波1.A

41、M波的解調(diào) 將幅度調(diào)制電路的輸出接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端(9P02)。解調(diào)電路的恢復載波，可用鉚孔線直接與調(diào)制電路中載波輸入相連，即9P01與8P01相連。示波器CH1接調(diào)幅信號9TP02，CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察并記錄當調(diào)制電路輸出為=30%、=100%、>100%時三種AM的解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。2DSB波的解調(diào)采用實驗8的五、3中相同的方法來獲得DSB波，并加入到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端，而其它連線均保持不變，觀察并記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。改變調(diào)制信號的頻率及幅度，觀察解調(diào)信號有何變化。將調(diào)制信號改成三角波和方波，再觀察解調(diào)輸出波形

42、。（四）調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實驗按圖9-3可構(gòu)成調(diào)幅與檢波的系統(tǒng)實驗。圖9-3 調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實驗圖將電路按圖9-3連接好后，按照上述實驗的方法，將幅度調(diào)制電路和檢波電路調(diào)節(jié)好，使檢波后的輸出波形不失真。然后將檢波后音頻信號接入低頻信號源中的功放輸入，即用鉚孔線將二極管檢波器輸出10P01（注意10K01、10K02的位置）與低頻信號源中的“功放輸入”P102相連，或?qū)⑼綑z波器輸出9TP03與“功入輸入”相連，便可在揚聲器中發(fā)出聲音。改變調(diào)制信號的頻率、聲音也會發(fā)生變化。將低頻信號源中開關K102撥至“音樂輸出”，揚聲器中就有音樂聲音。六、實驗報告要求 1由本實驗歸納出兩種檢波器的解調(diào)特性，以“能

43、否正確解調(diào)”填入表中。輸入的調(diào)幅波AM波DSB=30%=100%>100%包絡檢波同步檢波 2觀察對角切割失真和底部切割失真現(xiàn)象并分析產(chǎn)生的原因。 3對實驗中的兩種解調(diào)方式進行總結(jié)。實驗10 高頻功率放大與發(fā)射實驗、實驗準備1做本實驗時應具備的知識點：l 諧振功率放大器的基本工作原理（基本特點，電壓、電流波形）l 諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)l 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：l 高頻功率放大與發(fā)射實驗模塊l 雙蹤示波器l 萬用表l 頻率計l 高頻信號源二、實驗目的1通過實驗，加深對丙類功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性。2掌握輸

44、入激勵電壓，集電極電源電壓及負載變化對放大器工作狀態(tài)的影響。3通過實驗進一步了解調(diào)幅的工作原理。三、實驗內(nèi)容 1觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，并分析其特點；2測試丙類功放的調(diào)諧特性；3測試負載變化時三種狀態(tài)（欠壓、臨界、過壓）的余弦電流波形；4觀察激勵電壓、集電極電壓變化時余弦電流脈沖的變化過程；5觀察功放基極調(diào)幅波形。四、基本原理 1丙類調(diào)諧功率放大器基本工作原理放大器按照電流導通角的范圍可分為甲類、乙類及丙類等不同類型。功率放大器電流導通角越小，放大器的效率則越高。丙類功率放大器的電流導通角<90°,效率可達80%，通常作為發(fā)射機末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的

45、效率。為了不失真地放大信號，它的負載必須是LC諧振回路。由于丙類調(diào)諧功率放大器采用的是反向偏置，在靜態(tài)時，管子處于截止狀態(tài)。只有當激勵信號足夠大，超過反偏壓及晶體管起始導通電壓之和時，管子才導通。這樣，管子只有在一周期的一小部分時間內(nèi)導通。所以集電極電流是周期性的余弦脈沖，波形如圖10-1所示。 圖10-1 折線法分析非線性電路電流波形根據(jù)調(diào)諧功率放大器在工作時是否進入飽和區(qū)，可將放大器分為欠壓、過壓和臨界三種工作狀態(tài)。若在整個周期內(nèi)，晶體管工作不進入飽和區(qū)，也即在任何時刻都工作在放大區(qū)，稱放大器工作在欠壓狀態(tài)；若剛剛進入飽和區(qū)的邊緣，稱放大器工作在臨界狀態(tài)；若晶體管工作時有部分時間進入飽和區(qū)

46、，則稱放大器工作在過壓狀態(tài)。放大器的這三種工作狀態(tài)取決于電源電壓、偏置電壓、激勵電壓幅值以及集電極等效負載電阻。（1）激勵電壓幅值變化對工作狀態(tài)的影響當調(diào)諧功率放大器的電源電壓、偏置電壓和負載電阻保持恒定時，激勵振幅變化對放大器工作狀態(tài)的影響如圖10-2所示。圖10-2 變化對工作狀態(tài)的影響由圖可以看出，當增大時，、也增大；當增大到一定程度，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進入過壓，電流波形出現(xiàn)凹陷，但此時還會增大（如）。（2）負載電阻變化對放大器工作狀態(tài)的影響當、保持恒定時，改變集電極等效負載電阻對放大器工作狀態(tài)的影響，如圖10-3所示。 圖10-3 不同負載電阻時的動態(tài)特性圖10-3表示在三種不同負

47、載電阻時，做出的三條不同動態(tài)特性曲線QA1、QA2、AQ3A3。其中QA1對應于欠壓狀態(tài)，QA2對應于臨界狀態(tài)，AQ3A3對應于過壓狀態(tài)。QA1相對應的負載電阻較小，也較小，集電極電流波形是余弦脈沖。隨著增加，動態(tài)負載線的斜率逐漸減小，逐漸增大，放大器工作狀態(tài)由欠壓到臨界，此時電流波形仍為余弦脈沖，只是幅值比欠壓時略小。當繼續(xù)增大，進一步增大，放大器進入過壓狀態(tài)，此時動態(tài)負載線A3Q與飽和線相交，此后電流隨沿飽和線下降到A3，電流波形頂端下凹，呈馬鞍形。（3）電源電壓變化對放大器工作狀態(tài)的影響在、保持恒定時，集電極電源電壓變化對放大器工作狀態(tài)的影響如圖10-4所示。圖10-4 改變時對工作狀態(tài)

48、的影響由圖可見，變化，也隨之變化，使得和的相對大小發(fā)生變化。當較大時，具有較大數(shù)值，且遠大于,放大器工作在欠壓狀態(tài)。隨著減小，也減小，當接近時，放大器工作在臨界狀態(tài)。再減小，小于時，放大器工作在過壓狀態(tài)。圖10-4中，>時，放大器工作在欠壓狀態(tài)；=時，放大器工作在臨界狀態(tài)；<時，放大器工作在過壓狀態(tài)。即當由大變小時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進入過壓， 波形也由余弦脈沖波形變?yōu)橹虚g凹陷的脈沖波。2高頻功率放大器實驗電路高頻功率放大器實驗電路如圖10-5所示。圖10-5 高頻功率放大與發(fā)射實驗圖本實驗單元由兩級放大器組成，11BG02是前置放大級，工作在甲類線性狀態(tài)，以適應較小的輸入信號

49、電平。11TP01、11TP02為該級輸入、輸出測量點。由于該級負載是電阻，對輸入信號沒有濾波和調(diào)諧作用，因而既可作為調(diào)幅放大，也可作為調(diào)頻放大。11BG01為丙類高頻功率放大電路，其基極偏置電壓為零，通過發(fā)射極上的電壓構(gòu)成反偏。因此，只有在載波的正半周且幅度足夠大時才能使功率管導通。其集電極負載為LC選頻諧振回路，諧振在載波頻率上以選出基波，因此可獲得較大的功率輸出。本實驗功放有兩個選頻回路，由11K03來選定。當11K03撥至左側(cè)時，所選的諧振回路諧振頻率為6.3MHZ左右，此時的功放可用于構(gòu)成無線收發(fā)系統(tǒng)。當11K03撥至右側(cè)時，諧振回路揩振頻率為1.9MHZ左右。此時可用于測量三種狀態(tài)

50、（欠壓、臨界、過壓）下的電流脈沖波形，因頻率較低時測量效果較好。11K04用于控制負載電阻的接通與否，11W02電位器用來改變負載電阻的大小。11W01用來調(diào)整功放集電極電源電壓的大?。ㄖC振回路頻率為1.9MHZ左右時）。在功放構(gòu)成系統(tǒng)時，11K02控制功放是由天線發(fā)射輸出還是直接通過電纜輸出。當11K02往上撥時，功放輸出通過天線發(fā)射，11TP00為天線接入端。11K02往下?lián)軙r，功放通過11P03輸出。11P02為音頻信號輸入口，加入音頻信號時可對功放進行基極調(diào)幅。11TP03為功放集電極測試點，11TP04為發(fā)射極測試點，可在該點測量電流脈沖波形。11TP06用于測量負載電阻大小。五、實

51、驗步驟1實驗準備在實驗箱主板上裝上高頻功率放大與射頻發(fā)射模塊，接通電源即可開始實驗。2激勵電壓、電源電壓及負載變化對丙類功放工作狀態(tài)的影響 （1）激勵電壓對放大器工作狀態(tài)的影響開關11K01置“on”，11K03置“右側(cè)”，11K02往下?lián)?。保持集電極電源電壓=6V（用萬用表測11TP03直流電壓，調(diào)11W01等于6V），負載電阻=8K（11K04置“off”，用萬用表測11TP06電阻，調(diào)11W02使其為8K，然后11K04置“on”）不變。高頻信號源頻率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰峰值），連接至功放模塊輸入端（11P01）。示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。調(diào)整高頻

52、信號源頻率，使功放諧振即輸出幅度（11TP03）最大。改變信號源幅度，即改變激勵信號電壓，觀察11TP04電壓波形。信號源幅度變化時，應觀察到欠壓、臨界、過壓脈沖波形。其波形如圖10-6所示（如果波形不對稱，應微調(diào)高頻信號源頻率）。圖10-6 三種狀態(tài)下的電流脈沖波形 （2）集電極電源電壓對放大器工作狀態(tài)的影響 保持激勵電壓（11TP01電壓為200mv峰峰值）、負載電阻=8K不變，改變功放集電極電壓（調(diào)整11W01電位器，使為510V變化），觀察11TP04電壓波形。調(diào)整電壓時，仍可觀察到圖10-6的波形，但此時欠壓波形幅度比臨界時稍大。 （3）負載電阻變化對放大器工作狀態(tài)的影響 保持功放集

53、電極電壓=6V，激勵電壓（11TP01點電壓、150mv峰峰值）不變，改變負載電阻（調(diào)整11W02電位器，注意11K04至“on”），觀察11TP04電壓波形。同樣能觀察到圖10-6的脈沖波形，但欠壓時波形幅度比臨界時大。測出欠壓、臨界、過壓時負載電阻的大小。測試電阻時必須將11K04撥至“off”，測完后再撥至”on”。 3功放調(diào)諧特性測試 11K01置“on”，11K02往下?lián)埽?1K03置“左側(cè)”。前置級輸入信號幅度峰峰值為200mv（11TP01）。頻率范圍從5.2MHZ7.2MHZ，用示波器測量11TP03的電壓值，并填入表10-1，然后畫出頻率與電壓的關系曲線。表10-1f（MHZ）5.2 5.55.86.06.26.46.77.07.3()4功放調(diào)幅波的觀察保持上述3的狀態(tài)，調(diào)整高頻信號源的頻率，使功放諧振，即使11TP03點輸出幅度最大。然后從11P02輸入音頻調(diào)制信號，用示波器觀察11TP03的波形。此時該點波形應為調(diào)幅波，改變音頻信號的幅度，輸出調(diào)幅波的調(diào)制度應發(fā)生變化。改變調(diào)制信號的頻率，調(diào)幅波的包絡亦隨之變化。六、