調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接收機(jī)-高頻實(shí)驗(yàn)

1、高 頻 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 2014年11 月實(shí)驗(yàn)1、 調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容：通過實(shí)驗(yàn)了解與掌握調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)，了解與掌握LC三點(diǎn)式振蕩器電路、三極管幅度調(diào)制電路、高頻諧振功率放大電路。下圖為實(shí)驗(yàn)中的調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：本振功率放大調(diào)幅信源 2、 實(shí)驗(yàn)原理：1、 LC三點(diǎn)式振蕩器電路：LC三點(diǎn)式振蕩器由放大器加LC振蕩回路構(gòu)成，反饋電壓取自振蕩回路中的元件，與晶體管發(fā)射極相連的兩個(gè)回路元件，其電抗性質(zhì)必須相同，不與晶體管發(fā)射極相連的兩個(gè)回路元件，其電抗性質(zhì)相反。對(duì)于上圖LC三點(diǎn)式振蕩電路，由5BG1組成的振蕩電路，和由5BG2組成的放大電路構(gòu)成。5D2是一個(gè)變?nèi)莨埽?K1是控制端，控

2、制反饋系數(shù)的大小。V5-1為示波器測(cè)試點(diǎn)，接入掃頻器觀察波形。通過以三極管5BG1為中心所構(gòu)成的電感三點(diǎn)式LC振蕩電路產(chǎn)生所需的30MHz高頻信號(hào)，再經(jīng)下一級(jí)晶體三極管5BG2進(jìn)行放大處理后輸出至后面的電路中以進(jìn)行工作。2、 三極管幅度調(diào)制電路：圖T5-4為三極管基極幅度調(diào)制電路（幅度調(diào)制電路），能使高頻載波信號(hào)的幅度隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化的電路。調(diào)幅電路有多種形式，根據(jù)調(diào)制信號(hào)接入調(diào)制調(diào)制器電路位置的不同，調(diào)幅電路可以劃分為基極調(diào)幅電路、集電極調(diào)幅電路和發(fā)射極調(diào)幅電路。原理：輸入30MHz的高頻信號(hào)和1KHz的調(diào)制信號(hào)分別經(jīng)隔直電容7C9，7C8加于三極管的基極經(jīng)幅度調(diào)制電路調(diào)幅后，得到所需

3、的30MHz的已調(diào)幅信號(hào)并輸出至下一級(jí)電路中。3、 高頻諧振功率放大電路：高頻諧振功率放大電路，多用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)電路，是發(fā)射機(jī)的重要組成部分?？煞譃榧最愔C振功率放大器、乙類諧振功率放大器、丙類諧振功率放大器等幾種常用類型。上圖中輸入信號(hào)為經(jīng)上一級(jí)晶體三極管調(diào)幅后的30MHZ調(diào)幅信號(hào)，分別通過兩級(jí)三極管6BG1和6BG2進(jìn)行放大后得到所需的放大信號(hào)。4、 調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)：原理簡(jiǎn)要分析：信源產(chǎn)生信號(hào)經(jīng)放大電路放大后輸出并送至調(diào)制器；本振1產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的中頻信號(hào)，輸出也送至調(diào)制器；調(diào)制器輸出是已調(diào)制中頻信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)濾波后與本振2信號(hào)混頻；混頻器輸出信號(hào)經(jīng)帶通或低通濾波器濾波，功放級(jí)將載頻信號(hào)的

4、功率放大到所需發(fā)射功率后通過天線進(jìn)行發(fā)射。3、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟：1、 LC三點(diǎn)式振蕩器電路：a. 調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)：調(diào)節(jié)5W2使5BG1管射極電流即流經(jīng)5R8的電流約為3mA。b. 調(diào)節(jié)5C4使輸出穩(wěn)定成正弦波且最大不失真。c. 從V5-1觀測(cè)到頻率約為28MHz的正弦波。2、 三極管幅度調(diào)制電路：a. 調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)；將7K1打開高頻信號(hào)源輸入端并接入30MHZ 100mVpp ，用示波器測(cè)試V7-2, 調(diào)節(jié)7C10直至使示波器波形最大且不失真;b. 從7K1輸入30MHZ 100mVpp的高頻載波。c. 從7K2接1KHZ的調(diào)制信號(hào)。d. 測(cè)數(shù)據(jù)并記錄。3、 高頻諧振功率放大電路：a. 將電

5、流表打到200mA檔串入電路，信源輸入處輸入30MHZ 400mVpp單載波。b. 在信號(hào)源處將幅度調(diào)到300mV，每次增加100mV，觀察電流表示數(shù)，當(dāng)電流突變到20mA以上時(shí)（小于等于60mA），可以調(diào)節(jié)波形。c. 將6K1打到50檔，調(diào)節(jié)6C5，用示波器觀測(cè)V6-2的波形，使之達(dá)到最大不失真。d. 調(diào)節(jié)6C13，使V6-3處示波器中的波形輸出最大且不失真。4、 調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)：連接各個(gè)電路板前檢查每部分的輸出無(wú)誤，然后逐次連接，需要注意的是I60mA.4、 測(cè)試指標(biāo)與測(cè)試波形：1 LC三點(diǎn)式振蕩器電路：1.1、 振蕩器反饋系數(shù)kfu對(duì)振蕩器幅值U L的影響關(guān)系：表1-1： 測(cè)試條件：V1

6、= +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名稱單位12345kfu5C6/(CN+5C6)U LV P-P振蕩器的反饋系數(shù)kfu-U L特性結(jié)論： 1.2、 振蕩管工作電流和振蕩幅度的關(guān)系： IcUL表1-2： 測(cè)試條件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 30MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA數(shù)據(jù)值 項(xiàng) 目5BG1電流 Ic （mA）0.512345ULV P-PfoMHz振蕩器的IcUL特性結(jié)論： 1.3、 LC三點(diǎn)式振蕩輸出波形：測(cè)試條件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mA實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)波形粘貼處波形特點(diǎn)與測(cè)

7、量值分析結(jié)論： 2 三極管幅度調(diào)制電路（基極）：2.1、 IC值變化對(duì)調(diào)制系數(shù)m的影響關(guān)系：“IC - m”表1-3 測(cè)試條件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名稱單位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA12345Usm (A)VP-PUsm (B)VP-Pm%IC值變化對(duì)調(diào)制系數(shù)m的影響的結(jié)論： 2.2、 三極管幅度調(diào)制電路（基極）輸出波形：測(cè)試條件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)波形粘貼處波形特點(diǎn)與測(cè)量值分析結(jié)

8、論： 3 高頻諧振功率放大電路：3.1. 輸入激勵(lì)信號(hào)與輸出信號(hào)電流/電壓之間的關(guān)系，輸出功率與工作效率表1-4 測(cè)試條件：V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、（Ic不得超過60mA）級(jí)別激勵(lì)放大級(jí)器(6BG1)末級(jí)諧振功率放大器(6BG2)測(cè)量項(xiàng)目注入信號(hào)Ui（V6-1）激勵(lì)信號(hào)Ubm（V6-2）輸出信號(hào)U0（V6-3）未級(jí)電流IC（mA）峰峰值V P-P有效值V電源輸入功率PD: Ic = mA、 PD = mW高頻輸出功率P0 : Uo = Vp-p RL = P0 = mW電路工作效率: %3.2. 諧振功率放大器的負(fù)載特性： RL- Uo表1-

9、5 測(cè)試條件：V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)Ic(mA)(V2)結(jié)論： 4 調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)波形粘貼處結(jié)論（給出實(shí)測(cè)波形以及各單元模塊接口信號(hào)參數(shù)并分析）： 實(shí)驗(yàn)2、 調(diào)幅接收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容：通過實(shí)驗(yàn)了解與掌握調(diào)幅接收系統(tǒng)，了解與掌握三極管混頻器電路、中頻放大/AGC電路、檢波電路。下圖為實(shí)驗(yàn)中的調(diào)幅接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：中放/AGC混頻低噪放本振檢波2、 實(shí)驗(yàn)原理：1、 晶體管混頻電路：信源信號(hào)和本振信號(hào)分別從2K1和2K3輸入，載波信號(hào)經(jīng)隔直電容2C5加于晶體三極管

10、2BG1的基極上，本振輸入（調(diào)制信號(hào)）經(jīng)隔直電容2C6 加于晶體三極管發(fā)射極，載波信號(hào)和本振信號(hào)經(jīng)三極管2C6混頻，得到固定頻率的中頻信號(hào)，再經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)濾波，得到所需的不失真混頻信號(hào)。 2、 中頻放大/AGC和檢波電路：分析中頻放大/AGC和檢波電路的原理圖，工作原理：輸入經(jīng)上級(jí)三極管混頻后的中頻電壓，利用晶體三極管3BG1和選頻網(wǎng)絡(luò)3B1組成的中頻放大器進(jìn)行放大；輸出放大信號(hào)輸入AGC反饋控制電路，利用AGC控制前級(jí)中頻放大器的輸出增益，使系統(tǒng)總增益隨規(guī)律變化；在經(jīng)過最后一級(jí)二極管檢波電路實(shí)現(xiàn)解調(diào)，將中頻挑夫信號(hào)變換為反映傳送信息的調(diào)制信號(hào)， AGC是自動(dòng)反饋增益控制器，

11、起作用時(shí)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)反饋電壓給輸入端，消除擾動(dòng)信號(hào)的干擾。AGC的特點(diǎn)是輸入一定范圍的信號(hào)，輸出一固定信號(hào)。主要指標(biāo)有動(dòng)態(tài)范圍和線性度。3、 調(diào)幅接收系統(tǒng)：從天線接收傳遞信息的載波信號(hào)，經(jīng)過低噪放完成初級(jí)放大送入混頻器，與本振信號(hào)混頻的到455kHz的中頻信號(hào)，再經(jīng)過中頻放大器和AGC反饋控制電路實(shí)現(xiàn)增益可控的信號(hào)放大，最后由二極管檢波器完成檢波，經(jīng)低頻放大后輸出要求的調(diào)制信號(hào)。3、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 晶體管混頻電路：a. 調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)：接入12V直流電源，調(diào)節(jié)2W1，2R4兩端電壓為0.51v，使之達(dá)到靜態(tài)工作點(diǎn)。b. 在V2-5輸入10.455MHz，200300mV的本振信號(hào),在V2-1輸

12、入10MHz、50mV的調(diào)幅信號(hào)，在V2-3處觀測(cè)，調(diào)節(jié)2C3和2B1測(cè)量中頻輸出，使輸出為455KHz的最大不失真穩(wěn)定正弦波。c. 完成子系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)要求測(cè)量數(shù)據(jù)：改變基極偏執(zhí)電阻2W1，使靜態(tài)工作點(diǎn)從0到3.0變化，測(cè)量不同靜態(tài)工作點(diǎn)下的中頻輸出的峰峰值，并計(jì)算混頻增益。2、 中頻放大/AGC和檢波電路：a 接通12V直流電源，調(diào)整3BG1靜態(tài)工作點(diǎn)： 利用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量3R7（即Re）兩端電壓，調(diào)整基極偏執(zhí)電阻3W1，使發(fā)射級(jí)電流Ie在0.5到0.8mA左右即可。b 利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，在V3-1處接入455kHz的中頻輸入信號(hào)；將開關(guān)3K2、3K3閉合，接入AGC。c 調(diào)節(jié)第一

13、級(jí)中頻放大電路： 以V3-2為觀測(cè)點(diǎn)，調(diào)節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)中的電容3C4，使中頻放大輸出信號(hào)最大不失真且保持455kHz。d 調(diào)節(jié)第二級(jí)AGC電路： 以3BG2為中心的AGC反饋控制電路調(diào)節(jié)方式與步驟4一樣，調(diào)節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)中的電容3C7，使中頻放大輸出信號(hào)最大不失真且保持455kHz。e 完成子系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)要求測(cè)量數(shù)據(jù)： 改變出入中頻信號(hào)的峰峰值，使之從1mV到1V變化，測(cè)量不同峰峰值輸入信號(hào)Uin下，中頻放大器輸出Vo1（即AGC輸入）和AGC輸出Vo2以及AGC 控制電壓。3、 調(diào)幅接收系統(tǒng)：a 分別在V2-1和V2-5處接入高頻載波信號(hào)和本振信號(hào)。其中，高頻載波信號(hào)頻率10MHz，峰峰值250m

14、V，本振信號(hào)為10.455MHz的調(diào)制信號(hào)（利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制模式將1000kHz和10.455MHz的正弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)制）。b 晶體管混頻電路與中頻放大/AGC和檢波電路通過試驗(yàn)箱內(nèi)部連接。4、 測(cè)試指標(biāo)與測(cè)試波形：3.1. 晶體管混頻電路：混頻管靜態(tài)電流“Ic”變化對(duì)混頻器中頻輸出信號(hào)“U2”的影響關(guān)系表2- 1 測(cè)試條件：EC1 = +12V、 載波信號(hào)Us = 5mv UL=250 mVp-p Ic = 0.13mA電流 Ic（mA）0.00.51.01.52.02.53.0中頻U2 （mVp-p）混頻增益Kuc (dB)3.2. 中頻放大/AGC和檢波電路：2.1、 AGC動(dòng)態(tài)范

15、圍測(cè)試表2-2 V1=+12V, Uin=1mVp-p1Vp-p/455kHz 輸入信號(hào)UinmVp-p10201002001V一中放Vo1（AGC輸入）（mV）p-pAGC輸出Vo2（mV）p-pAGC控制電壓VcVAGC動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試曲線圖特性曲線圖粘貼處AGC動(dòng)態(tài)范圍結(jié)論 2.2、 AGC輸入信號(hào)峰峰值與AGC檢波輸出電壓關(guān)系曲線圖特性曲線圖粘貼處AGC檢波輸出線性動(dòng)態(tài)范圍結(jié)論 2.3、 檢波失真觀測(cè)測(cè)試條件：輸入信號(hào)Vin：455KHz、10mVp-p，調(diào)制1kHz信號(hào)，調(diào)制度50%調(diào)幅信號(hào)檢波無(wú)失真輸出波形實(shí)測(cè)波形選貼實(shí)測(cè)波形 粘貼處 對(duì)角線失真輸出波形實(shí)測(cè)波形選貼實(shí)測(cè)波形 粘貼處 負(fù)

16、峰切割失真輸出波形實(shí)測(cè)波形選貼實(shí)測(cè)波形 粘貼處 3.3. 調(diào)幅接收系統(tǒng)（給出各單元模塊接口信號(hào)參數(shù)并分析調(diào)幅接收系統(tǒng)性能）： 實(shí)驗(yàn)三、調(diào)頻接收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容：通過實(shí)驗(yàn)了解與掌握調(diào)頻接收系統(tǒng)，了解與掌握小信號(hào)諧振放大電路、晶體振蕩器電路、 集成混頻鑒相電路（虛框部分為所采用的集成混頻鑒相芯片MC3362P）下圖為實(shí)驗(yàn)中的調(diào)頻接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：鑒頻本振1混頻放大混頻本振2MC3362P2、 實(shí)驗(yàn)原理：2.1、 小信號(hào)諧振放大電路：分析上圖小信號(hào)諧振放大器電路，這是一個(gè)丙類諧振功率放大器，由晶體管，選頻回路二部分組成。它不僅對(duì)高頻小信號(hào)進(jìn)行放大，而且還有一定的選頻作用。對(duì)由天線輸入的信號(hào)

17、進(jìn)行前級(jí)小信號(hào)放大。其中，1R1、1R2為晶體三極管提供直流偏臵。信號(hào)經(jīng)過隔直電容1C7輸入三極管基極，經(jīng)過1C5和1L1組成的選頻網(wǎng)絡(luò)輸出單諧振信號(hào)，通過1C5和1L1組成的選頻網(wǎng)絡(luò)與1C9、1C10、1L2組成的選頻網(wǎng)絡(luò)輸出雙諧振信號(hào)。2.2、 晶體振蕩電路：晶體振蕩電路采用石英晶體振蕩器來控制與穩(wěn)定頻率。電路中，7805為三端集成穩(wěn)壓器，為晶體振蕩電路提供穩(wěn)定的5V電壓，電路主體為并聯(lián)型晶體振蕩器，其中晶振可以作為高Q值的電感與電容構(gòu)成LC諧振回路選頻網(wǎng)絡(luò)，輸出頻率固定的振蕩信號(hào)經(jīng)晶體三極管放大和選頻網(wǎng)絡(luò)濾波輸出理想的振蕩信號(hào)。2.3、 集成混頻鑒相電路： 將兩個(gè)頻率相同，幅度一致的高頻

18、信號(hào)加在混頻器的本振信號(hào)和載波信號(hào)輸入端，中頻端輸出隨兩個(gè)輸入信號(hào)之差變化而變化的直流電壓。當(dāng)輸入信號(hào)為正弦信號(hào)時(shí)，鑒相輸出隨輸入信號(hào)之差變化的正弦波。3. 調(diào)頻接收系統(tǒng)：由天線接收載波信號(hào)，經(jīng)第一級(jí)低噪放大后送入MC3362P集成混頻鑒頻電路，進(jìn)行兩次混頻和一次鑒頻操作，完成頻率調(diào)制，最終輸出所需的已調(diào)頻信號(hào)。其中，MC3362P的本振信號(hào)由外部晶振電路提供。3、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 小信號(hào)諧振放大電路：a. 確定靜態(tài)工作點(diǎn)，使三極管Ic在0.5-1mA 左右，即調(diào)節(jié)1W1，測(cè)1R3兩端的電壓，使其在0.4-0.5V左右。 b. 天線輸入端不加天線，加一個(gè)30MHz，50mVpp的小正弦信號(hào)。開

19、關(guān)1K1置在雙諧振，用示波器測(cè)V1-3處的波形(雙諧振)。調(diào)節(jié)1C10和1C9，使該處波形最大不失真。 c. 采用逐點(diǎn)法測(cè)放大器的幅頻特性，頻率在27-33MHz（步長(zhǎng)為0.5MHz）之間,觀察幅度的變化。 d. 將掃頻儀的output接到“天線輸入”端，并將頻率調(diào)到20MHZ-40MHZ（此時(shí)中心頻率為30MHZ），將V1-3輸入接入掃頻儀的input，觀察掃頻儀的波形（紅色線條），正確的波形應(yīng)為電壓幅度隨調(diào)制信號(hào)變化的包絡(luò)波，若波形不對(duì)，調(diào)1c9，使其達(dá)到耦合。2、 晶體振蕩電路：a 接通電源，先調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)使5R15的電壓約為3V。b 示波器接V5-4處，調(diào)節(jié)5C19和5C22，使輸出的正弦振蕩信號(hào)在40.7MHz.50Vpp并記錄輸出波形。3、 集成混頻鑒相電路：a. 電路中接入30MHZ，50mVPP的調(diào)頻波和40