非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、 非 線 性 電 子 電 路 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書王寶忠 編寫適用專業(yè)：通信工程 電子信息工程 電子信息科學(xué)與技術(shù) 南徐學(xué)院電子信息工程電工電子實(shí)驗(yàn)中心2007年7月江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書前 言非線性電子電路實(shí)驗(yàn)是與非線性電子電路理論課相配的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，也是電子信息各專業(yè)的主要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其目的是通過本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生鞏固、深化非線性電子電路的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的通信電子線路實(shí)驗(yàn)研究能力，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求可歸納為以下幾個方面：1、 熟練使用常用高頻電子儀器，如高頻信號發(fā)生器、模擬示波器、頻率特性測試儀等。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，能擬定實(shí)驗(yàn)

2、方案、測試方法。掌握電路調(diào)試的基本技能，能正確測量、讀取、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，并能準(zhǔn)確分析原因。3、 根據(jù)課題要求，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)基本非線性電子電路，測試其性能指標(biāo)達(dá)到課題的要求。培養(yǎng)學(xué)生善于把理論和實(shí)際問題相結(jié)合的能力。4、 正確撰寫實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)報告的要求在指導(dǎo)書中給出。在本實(shí)驗(yàn)箱中設(shè)置了十個實(shí)驗(yàn)，它們是：高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)、二極管開關(guān)混頻器實(shí)驗(yàn)、高頻諧振功率放大器實(shí)驗(yàn)、正弦波振蕩器實(shí)驗(yàn)、集電極調(diào)幅及大信號檢波實(shí)驗(yàn)、變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)、集成模擬乘法器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、模擬鎖相環(huán)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計和調(diào)頻接收機(jī)設(shè)計。其中前八個實(shí)驗(yàn)是為配合課程而設(shè)計的，主要幫助學(xué)生理解

3、和加深課堂所學(xué)的內(nèi)容。后兩個實(shí)驗(yàn)是系統(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。- 1 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目 錄實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器 3實(shí)驗(yàn)二 二極管開關(guān)混頻器實(shí)驗(yàn) 12實(shí)驗(yàn)三 高頻諧振功率放大器 19實(shí)驗(yàn)四 正弦振蕩實(shí)驗(yàn) 30實(shí)驗(yàn)五 集電極調(diào)幅與大信號檢波 39實(shí)驗(yàn)六 變?nèi)荻O管調(diào)頻 47實(shí)驗(yàn)七 集成電路模擬乘法器的應(yīng)用 56實(shí)驗(yàn)八 模擬鎖相環(huán)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 72實(shí)驗(yàn)九 小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計 80實(shí)驗(yàn)十 調(diào)頻接收機(jī)設(shè)計 84附錄一：高頻電子線路簡易調(diào)試說明書附錄二：高頻C4電子實(shí)驗(yàn)箱總體介紹 97附錄三：實(shí)驗(yàn)電路原理圖- 2 -

4、87 99江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)學(xué)時： 2學(xué)時實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求： 必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康男⌒盘栒{(diào)諧放大器是高頻電子線路中的基本單元電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大。在本實(shí)驗(yàn)中，通過對諧振回路的調(diào)試，對放大器處于諧振時各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測試（電壓放大倍數(shù)，通頻帶，矩形系數(shù)），進(jìn)一步掌握高頻小信號調(diào)諧放大器的工作原理。學(xué)會小信號調(diào)諧放大器的設(shè)計方法。二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理1、原理

5、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和相位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)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- 3 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書放大器在高頻情況下的等效電路如圖1-2所示，晶體管的4個y參數(shù)yie，yoe，yfe及yre分別為輸入導(dǎo)納 yie1+rbbgbe+jwc1+rbbgbe+jwcgmrbbjwcbegbe+j

6、wcbebe（1-1）輸出導(dǎo)納 yoebe+jwcbe（1-2）正向傳輸導(dǎo)納 yfe1+rbbgbe+jwc-jwc1+rbbgbe+jwcgmbe（1-3）反向傳輸導(dǎo)納 yrebebe（1-4）圖1-2 放大器的高頻等效回路式中，gm晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射極電流的關(guān)系為 gm=IEmA26S （1-5）gbe發(fā)射結(jié)電導(dǎo)，與晶體管的電流放大系數(shù)及IE有關(guān)， 其關(guān)系為 gbe=1rbe=IEmA26S （1-6）rbb基極體電阻，一般為幾十歐姆；Cbc集電極電容，一般為幾皮法；Cbe發(fā)射結(jié)電容，一般為幾十皮法至幾百皮法。由此可見，晶體管在高頻情況下的分布參數(shù)除了與靜態(tài)工作電流IE，電流放大系數(shù)有關(guān)

7、外，還與工作頻率有關(guān)。晶體管手冊中給出的分布參數(shù)一般是在測試條件一定的情況下- 4 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書測得的。如在f0=30MHz，IE=2mA，UCE=8V條件下測得3DG6C的y參數(shù)為：gie=1rie=2mS Cie=12pF goe=1roe=250mSCoe=4pF yfe=40mS yre=350uS如果工作條件發(fā)生變化，上述參數(shù)則有所變動。因此，高頻電路的設(shè)計計算一般采用工程估算的方法。圖1-2中所示的等效電路中，p1為晶體管的集電極接入系數(shù)，即P1=N1/N2 （1-7） 式中，N2為電感L線圈的總匝數(shù)。P2為輸出變壓器T的副邊與原邊的匝數(shù)比，

8、即P2=N3/N2 （1-8） 式中，N3為副邊（次級）的總匝數(shù)。gL為調(diào)諧放大器輸出負(fù)載的電導(dǎo)，gL=1/RL。通常小信號調(diào)諧放大器的下一級仍為晶體管調(diào)諧放大器，則gL將是下一級晶體管的輸入導(dǎo)納gie2。由圖1-2可見，并聯(lián)諧振回路的總電導(dǎo)g222的表達(dá)式為1jwL1jwLg=p1goe+p2gie+jwc+G=p1goe+p2gL+jwc+22（1-9） +G式中，G為LC回路本身的損耗電導(dǎo)。諧振時L和C的并聯(lián)回路呈純阻，其阻值等于1/G，并聯(lián)諧振電抗為無限大，則jwC與1/（jwL）的影響可以忽略。2、調(diào)諧放大器的性能指標(biāo)及測量方法表征高頻小信號調(diào)諧放大器的主要性能指標(biāo)有諧振頻率fo，諧

9、振電壓放大倍數(shù)Avo，放大器的通頻帶BW及選擇性（通常用矩形系數(shù)Kr0.1來表示）等。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fo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），fo的表達(dá)式為- 5 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書f0=12LC（1-10）式中，L為調(diào)諧回路電感線圈的電感量； C為調(diào)諧回路的總電容，C的表達(dá)式為C=C+P12Coe+P22Cie （1-11） 式中， Coe為晶體管的輸出電容；Cie為晶體管的輸入電容。 諧振頻率fo的測量方法是：用掃頻儀作為測量儀器，用掃頻儀測出電路的幅

10、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)fo。（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)Avo稱為調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)。Avo的表達(dá)式為u0ui-p1p2yfeg-p1p2yfepgoe+pgie+G2122AV0=-= （1-12）式中，g為諧振回路諧振時的總電導(dǎo)。因?yàn)長C并聯(lián)回路在諧振點(diǎn)時的L和C的并聯(lián)電抗為無限大，因此可以忽略其電導(dǎo)。但要注意的是yfe本身也是一個復(fù)數(shù)，所以諧振時輸出電壓u0與輸入電壓ui相位差為（180o+ 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RL兩端的電壓u0及輸入信

11、號ui的大小，則電壓放大倍數(shù)AV0由下式計算：AV0=U0i 或AV0=20lg(Uoi) dB (1-13)（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)式為BW=2f0.7=f0QL (1-14)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)Avo與通頻帶BW的關(guān)系為- 6 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書AV0BW=yfe2C (1-15)上式說明，當(dāng)晶體管選定即yfe確定，且回路總電容C為

12、定值時，諧振電壓放大倍數(shù)AV0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。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fo及電壓放大倍數(shù)Avo然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓uS不變），并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Avo。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1-3所示。由式（1-14）可得BW=fH-fL=2f0.7 (1-16)圖1-3 諧振曲線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，

13、同時又能提高放大器的電壓增益，由式（1-15）可知，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。（4）選擇性矩形系數(shù)調(diào)諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)Kv0.1時來表示，如圖（1-3）所示的諧振曲線，矩形系數(shù)Kv0.1為電壓放大倍數(shù)下降到0.1 AV0時對應(yīng)的頻率偏移與電壓放大倍數(shù)下降到0.707 AV0時對應(yīng)的頻率偏移之比，即KV0.1=2f0.12f0.7=2f0.1BW （1-17）- 7 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上式表明，矩形系數(shù)Kv0.

14、1越小，諧振曲線的形狀越接近矩形，選擇性越好，反之亦然。一般單級調(diào)諧放大器的選擇性較差（矩形系數(shù)Kv0.1遠(yuǎn)大于1），為提高放大器的選擇性，通常采用多級單調(diào)諧回路的諧振放大器?？梢酝ㄟ^測量調(diào)諧放大器的諧振曲線來求矩形系數(shù)Kv0.1。3、實(shí)驗(yàn)參考電路圖1-4 單級調(diào)諧放大器（1）主要技術(shù)指標(biāo)：諧振頻率fo=10.7MHz，諧振電壓放大倍數(shù)AV010-15 dB，通頻帶BW=1 MHz，矩形系數(shù)Kr0.110。因fT比工作頻率fo大（510）倍，所以選用3DG12C，選=50，工作電壓為12V，查手冊得rbb=70, CbC=3PF，當(dāng)IE=1.5mA時Cbe為25PF，取L1.8H，變壓器初級N

15、2=23匝，次級為10匝。P2=0.43, P1=0（2）確定電路為單級調(diào)諧放大器，如上圖1-4。（3）確定電路參數(shù)。a、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)由于放大器是工作在小信號放大狀態(tài)，放大器工作電流ICQ一般選取0.82mA為宜，現(xiàn)取IE=1.5mA，UEQ=2.25V，UCEQ=9.75V。則 RE=UEQIE=1.5K 則RA6=1.5K取流過RA3的電流為基極電流的7倍，則有：RA3=UBQ7IBQUBQ7IE17.6K 取18 K則RA2+WA1=12-3.73.71840K則取RA2=5.1K WA1選用50K的可調(diào)電阻以便調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。- 8 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

16、書b、計算諧振回路參數(shù)由式（1-6）得 gbe=IEmA26S1.15mS由式（1-5）得 gm=IEmA26S58mS由式（1-1）（1-4）得4個y參數(shù)yie=1+rbbgbe+jwcgbe+jwcbebe=1.37310-3S+j2.8810-3S 由于yie=gie+jcie則有g(shù)ie =1.373ms rie=1gie=728Cie=2.88mSw22.5pFyoe=jwc1+rbbgbe+jwcbbcbcgmbe+jwcbe0.216mS+j1.37mS因yoe=goe+jcoe 則有g(shù)oe=0.216ms coe=1.37ms10.2pFc、計算回路總電容C1，由（1-10）得

17、1123pF C=(2f0)2L=(23.1410.710)6221.810-6由（1-11） C=C+P1Coe+P2Cie得 -P1Coe-P2Cie=120-0.4322.5-010.2119pF 22222C=C則有CA3=119pF，取標(biāo)稱值120pFd、確定耦合電容及高頻濾波電容高頻電路中的耦合電容及濾波電容一般選取體積較小的瓷片電容，現(xiàn)取耦合電容CA2=0.01F，旁路電容CA4=0.1F，濾波電容CA5=0.1F- 9 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求采用集中授課形式五、實(shí)驗(yàn)儀器1、BT-3（G）型頻率特性測試儀（選項(xiàng)） 一臺2、20MH

18、z模擬示波器 一臺3、數(shù)字萬用表 一塊4、調(diào)試工具 一套六、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)中，用到BT-3和頻譜儀的地方選做。參考所附電路原理圖G6。先調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，然后再調(diào)諧振回路。1、按照所附電路原理圖G6，按下開關(guān)KA1，接通12V電源，此時LEDA1點(diǎn)亮。2、調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)：在不加輸入信號（即ui=0），將測試點(diǎn)TTA1接地，用萬用表直流電壓檔（20V檔）測量三極管QA1射極的電壓（即測P6與G兩焊點(diǎn)之間的電壓，見圖02所示），調(diào)整可調(diào)電阻WA1，使uEQ=2.25V（即使IE=1.5mA），根據(jù)電路計算此時的uBQ，uCEQ，uEQ及IEQ值。3、調(diào)諧放大器的諧振回路使它諧振在10.7MHz

19、方法是用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TTA1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f0=10.7MHz所對應(yīng)的幅值最大。如果沒有頻率特性測試儀，也可用示波器來觀察調(diào)諧過程，方法是：在TTA1處由高頻信號源提供頻率為10.7MHz的載波（參考高頻信號源的使用），大小為Vp-p-=20100mV的信號，用示波器探頭在TTA2處測試（在示波器上看到的是正弦波），調(diào)節(jié)變壓器磁芯使示波器波形最大（即

20、調(diào)好后，磁芯不論往上或往下旋轉(zhuǎn)，波形幅度都減小）。4、測量電壓增益Av0在有BT-3頻率特性測試儀的情況下用頻率特性測試儀測Av0測量方法如下：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AVO=(N2-N1)dB若用示波器測，則為輸出信號的大小比輸入信號的大小之比。如果AV01較小，可以通過調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)來解決（即IE

21、增大）。在無BT-3頻率特性測試儀的情況下，可以由示波器直接測量。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Uo。則小信號放大的- 10 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 電壓放大倍數(shù)為Uo/Ui。5、測量通頻帶BW用掃頻儀測量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(diǎn)在橫軸上占有的寬度，根據(jù)內(nèi)頻標(biāo)就可以近似算出放大器的通頻帶BW=B0.7=100KHZ(寬度)6、測量放大器的選擇性放大器選擇性的

22、優(yōu)劣可用放大器諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1表示用5）中同樣的方法測出B0.1即可得：Kr0.1=B0.1B0.7=2f0.12f0.7由于處于高頻區(qū)，分布參數(shù)的影響存在，放大器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計要求后的元件參數(shù)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。七、思考題1引起小信號諧振放大器不穩(wěn)的原因是什么？2如果實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)自激現(xiàn)象，應(yīng)該怎樣消除？八、實(shí)驗(yàn)報告整理好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用方格紙畫出幅特性曲線并回答思考題。- 11 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)二 二極管開關(guān)混頻器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時： 2學(xué)時實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

23、要求： 必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步掌握變頻原理及開關(guān)混頻原理。掌握環(huán)形開關(guān)混頻器組合頻率的測試方法。了解環(huán)形開關(guān)混頻器的優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察環(huán)形混頻器輸出和陶瓷濾波器輸出各點(diǎn)的波形。2、 測量輸出回路。3、 觀察混頻器的鏡像干擾。三、實(shí)驗(yàn)原理1、環(huán)形開關(guān)混頻器的工作原理變頻器的原理方框圖如圖21所示。圖21 變頻原理方框圖圖中i 為信號電壓，L 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。根據(jù)所選用的非線性器件不同，可以組成不同的混頻器。如

24、二極管混頻器、晶體管混頻器、場效應(yīng)管混頻器和差分對管混頻器等。這些混頻器各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到由二極管組成的平衡混頻器和環(huán)形混頻器較之晶體管混頻器具有：動態(tài)范圍大、噪聲??；本地振蕩無輻射、組合頻率少等優(yōu)點(diǎn)，因而目前被廣泛采用。如果把本振電壓取得較大（約0.61伏），使二極管工作在導(dǎo)通、截止的開關(guān)狀態(tài)，則這種由二極管組成的混頻器性能會更好。二極管的開關(guān)作用可用以下單位開關(guān)函數(shù)式來描述：1S(t)=0則二極管的電流可表示成：- 12 - V00.6VV00.6V江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書i=gDs(t)Dg D 為二極管的導(dǎo)通電導(dǎo)，D 為加在

25、二極管上的電壓。下面就以圖22所示的環(huán)形混頻器為例，分析它工作在開關(guān)狀態(tài)的原理。圖2-2 環(huán)形混頻原理圖把本圖與典型的環(huán)形混頻器電路相比，本振輸出與中頻輸出的位置互換了；D1 D4 是經(jīng)挑選具有相同參數(shù)的二極管,則認(rèn)為它們都有相同跨導(dǎo)g D ；兩個高頻變壓器線圈匝數(shù)均為12，所以次級電壓為初級電壓的兩倍。由于本振電壓起著開關(guān)作用，在本振電壓的正半周，D2、D3導(dǎo)通；負(fù)半周，D1、D4 導(dǎo)通，其等效電路如圖23所示。（a）正半周 （b）負(fù)半周圖2-3 工作原理圖在本振電壓正半周的輸出電流為：i=i2-i3=2(s-0)s(t)gD負(fù)半周的輸出電流為：- 13 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電

26、子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書i=i4-i1=-2(S-0)s(t)gD*所以，總的輸出電流為： i=i+i=2gDs(t)-s(t)-2ogDs(t)+s(t) （2-1）*式中的S（t）也是受本振電壓控制的單位開關(guān)函數(shù)，只是S（t）的時間比S（t）落后*T0/2（相位落后）。它們的變化周期就是本振電壓L的周期，如圖24所示。圖2-4 S(t)與S*(t)的關(guān)系設(shè) s = Vsmsinst L = VLmsinLt (2-2) 則S(t)和 S*(t)可用付里葉級數(shù)展開為：s(t)=122+2sinLt+3sin3Lt+25sin5Lt+- 14 - (2-3)江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)

27、指導(dǎo)書s(t)=*1212+-212sin(Lt+)+-2sinLt-232sin(3Lt+3)+2525sin(5Lt+5)+（2-4）=3sin3Lt-sin5Lt+由（2-3）、（2-4）式可得：s(t)+s*(t)=1 （2-5）s(t)-s(t)=*4sinLt+443sin3Lt+45sin5Lt+（2-6）=nn=1sinLt(n為奇整數(shù))將（2-5）、（2-6）式代入（2-1）式得：i=2gDVsmsins(t)n=14nsinLt-2gDVomsino(t)(n為奇整數(shù))=4+gDVsmcos(L-S)t-cos(L+S)t(2-7)4gDVsmcos(3L-S)t-cos(

28、3L+S)tgDVsmcos(L-S)t-cos(L+S)t+ -2gDVomsinot345從（2-7）式可以看出：環(huán)形開關(guān)混頻器工作在開關(guān)狀態(tài)時，輸出電流中的組合頻率只有本振電壓的奇次諧波與信號電壓頻率的基波的組合，用一通式表示組合頻率為(2P+1)L其中p=0、1、2、。即使環(huán)形混頻器不工作在開關(guān)狀態(tài)時，它的輸出電流也只含有本振電壓的奇次諧波與信號電壓的奇次諧波的組合，也可用通式(2P+1)L(2q+1)s來表示，其中p=1、2、3、。較之其他的混頻器，組合頻率干擾少是其突出的優(yōu)點(diǎn)之一。從（2-7）式，我們還可以找出中頻電流分量為：式中第二項(xiàng)是負(fù)載電壓反作用所引起的中頻電流。同理，我們還

29、可以從圖23中分析知道，總的輸入信號電流為：*ir=ir+ir=-i=2sgD-20gDs(t)-s(t)ii=4gDVsmcos(L-s)t-2VimgDsinit (2-8)從而可以得出信號電流成分為：- 15 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書把（2-8）、（2-9）兩式中的電流電壓寫成復(fù)數(shù)形式，得： 40i=2gv-gDvsDsi=4gv -2gDv 00DsiS=2VsmgDsinst-4gDVimcos(L-o)t (2-9)與它對應(yīng)的等效電路如圖（25）所示：圖2-5 等效電路圖圖中： g1= 2-42gD gD g2=網(wǎng)絡(luò)特性阻抗 g0=g1+2g1g2=2g

30、D-24根據(jù)等效電路，不難求得此混頻器的增益：KV0=VomVsm=g2g1+g2+gL當(dāng)環(huán)形混頻器的負(fù)載開路時，即RL，gL0這時KVC=g2g1+g20.64由此可見,環(huán)形混頻器沒有變頻增益，只有衰減，最大的KVC0.64，這也是它的缺點(diǎn)。在全匹配條件下，即gL=gc，gs=gc，功率增益最大為：KPC=KVC22g= g+g+g2C1(0.32)2=0.1 2- 16 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書KPC(dB)-10dB2、實(shí)驗(yàn)電路原理圖如附圖G7，圖中MIX41為集成環(huán)形開關(guān)混頻器，型號為HSPL1。其內(nèi)部電原理如圖2-6。圖2-6 集成環(huán)形開關(guān)混頻器內(nèi)部電路原

31、理圖封裝外引腳功能如下：其中，1腳為射頻信號輸入端，8腳為本振信號輸入端，3腳、4腳為中頻信號輸出端，2、5、6、7接地。本混頻器的本振輸入信號在+3dBm +13 dBm之間，用高頻信號源輸入本振信號，頻率選為10.7MHz，而射頻信號是由正弦振蕩部分產(chǎn)生的10.245 MHz的信號。輸出取差頻10.7-10.245=455KHz信號，經(jīng)過455KHz的陶瓷濾波器FL41進(jìn)行濾波，選取中頻信號，因信號較弱，經(jīng)Q41進(jìn)行放大。此放大電路的靜態(tài)工作電流為ICQ=7mA(VE=3.36V)。選R414=RE=470,取RC=R412=560。R411=3.6K。R410=5.1K。W41=5.1K

32、。其中R41，R42，R43；R45，R44，R46；R48，R47，R49組成隔離電路。因?yàn)轭l率較高，信號較強(qiáng)，且信號引入較長，存在一定感應(yīng)，在輸出可能存在一定強(qiáng)度的本振信號和射頻信號。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求采用集中授課形式五、實(shí)驗(yàn)儀器1、頻譜分析儀（選項(xiàng)） 一臺 2、20MHz雙蹤模擬示波器 一臺 3、萬用表 一塊- 17 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書4、調(diào)試工具 一套六、實(shí)驗(yàn)步驟因混頻器是一非線性器件，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來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(diǎn)：按下開關(guān)K41，調(diào)節(jié)

33、電位器W41使三極管Q41的UEQ=3.36V（即測P1與G兩焊點(diǎn)之間的電壓，見圖02所示）。3、 參照附圖G7，接通射頻信號（從IN42輸入），射頻信號選用10.245MHz，此信號由正弦振蕩部分產(chǎn)生（產(chǎn)生的具體方法是：參見正弦振蕩部分的原理圖G5，連接J54、J53；其余插鍵斷開，也就是說，由10.245MHz晶體產(chǎn)生該信號，信號從TT51輸出）。4、 輸入本振信號：從IN41注入本振信號, 本振信號由信號源部分提供，頻率為10.7MHz的載波信號（產(chǎn)生的方法參考高頻信號源的使用），大小為：用示波器觀測，Vp-p不小于300mV。5、 驗(yàn)證環(huán)形開關(guān)混頻器輸出組合頻率的一般通式（選做）。用頻

34、譜儀在TT41處觀察混頻器的輸出信號，驗(yàn)證環(huán)形開關(guān)混頻器輸出組合頻率的一般通式為(2P+1)f1fs （p=0、1、2）同時用示波器在TT41處觀察波形。6、測量輸出回路：用頻譜儀在TT43處（測量點(diǎn)參看總體測量分布圖0-1）觀察步驟5所測到的頻率分量，計算選頻回路對除中頻455KHz之外的信號的抑制程度，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。（輸出的中頻信號為信號源即IN41處信號和射頻信號IN42處信號的差值，結(jié)果可能不是準(zhǔn)確的455KHz，而在其附近）。7、觀察混頻器的鏡像干擾IN41處信號不變。由正弦振蕩單元的LC振蕩部分產(chǎn)生11.155MHz的信號（

35、產(chǎn)生的具體方法參見正弦振蕩部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容），作為IN42處的輸入信號。觀察TT42處的信號是否也為455KHz。此即為鏡像干擾現(xiàn)象。七、思考題1、說明鏡像干擾引起的后果，如何減小鏡像干擾？八、實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容1、整理本實(shí)驗(yàn)步驟5、6中所測得的各頻率分量的大小，并計算選頻電路對中頻以外的分量的抑制度。2、繪制步驟5、6中分別從TT41、TT42處用示波器測出的波形。- 18 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)三 高頻諧振功率放大器實(shí)驗(yàn)學(xué)時： 2學(xué)時實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求： 必修一、實(shí)驗(yàn)?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

36、、 掌握諧振功率放大器的調(diào)諧特性和負(fù)載特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 調(diào)試諧振功放電路特性，觀察各點(diǎn)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、 改變負(fù)載電阻值，觀察諧振功率放大器的負(fù)載特性。三、實(shí)驗(yàn)原理1、電路的基本原理利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，這是無線電發(fā)射機(jī)中的重要組成部分。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 90，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

37、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 高頻功率放大器圖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。1、甲類功率放大器- 19 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(1）靜態(tài)工作點(diǎn)如圖3-1所示，晶體管Q1組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)。其中RB1、RB2為基極偏置電阻；RE1為直流負(fù)反饋電阻，以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RF1為交流負(fù)反饋電阻，可以提高放大器的輸入阻抗，穩(wěn)定增益。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由下列關(guān)系式確定：

38、UEQ=IEQ(RF1+RE1)ICQRE1 （3-1） 式中，RF1一般為幾歐至幾十歐。ICQ=IBQ（3-2）UBQ=UEQ+0.7V （3-3） UCBQ=UCC-ICQ(RF1+RE1) （3-4） (2）負(fù)載特性 如圖3-1所示，甲類功率放大器的輸出負(fù)載由丙類功放的輸入阻抗決定,兩級間通過變壓器進(jìn)行耦合，因此甲類功放的交流輸出功率P0可表示為：P0=PHB （3-5）式中，PH為輸出負(fù)載上的實(shí)際功率，B為變壓器的傳輸效率，一般為B=0.750.85。圖3-2 甲類功放的負(fù)載特性圖3-2為甲類功放的負(fù)載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點(diǎn)Q應(yīng)選在交流負(fù)載線AB的中點(diǎn)，此時集電極的

39、負(fù)載電阻RH稱為最佳負(fù)載電阻。集電極的輸出功率PC的表達(dá)式為：- 20 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書PC=12uCmICm=1uCm2RH2(3-6)式中，ucm為集電極輸出的交流電壓振幅，Icm為交流電流的振幅，它們的表達(dá)式分別為 ucm = ucc - ICQRE1 - uCES （3-7） 式中，uCES稱為飽和壓降，約1VIcmICQ（3-8）如果變壓器的初級線圈匝數(shù)為N1，次級線圈匝數(shù)為N2，則N1N2=BRHRH(3-9)式中，RH為變壓器次級接入的負(fù)載電阻，即下級丙類功放的輸入阻抗。 （3）功率增益與電壓放大器不同的是功率放大器應(yīng)有一定的功率增益，對于圖3

40、.1所示電路，甲類功率放大器不僅要為下一級功放提供一定的激勵功率，而且還要將前級輸入的信號，進(jìn)行功率放大，功率增益Ap的表達(dá)式為AP=PoPi （3-10） 其中，Pi為放大器的輸入功率，它與放大器的輸入電壓uim及輸入電阻Ri的關(guān)系為 式中，Ri又可以表示為Rihie+(1+hfe)RF1 (3-12) 式中，hie為共發(fā)接法晶體管的輸入電阻，高頻工作時，可認(rèn)為它近似等于晶體管的基極體電阻rbb 。hfe為晶體管共發(fā)接法電流放大系數(shù)，在高頻情況下它是復(fù)數(shù)，為方便起見可取晶體管直流放大系數(shù)。 2、丙類功率放大器 （1）基本關(guān)系式如圖3-1所示，丙類功率放大器的基極偏置電壓uBE是利用發(fā)射極電流

41、的直流分量IEO（ICO）在射極電阻RE2上產(chǎn)生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。當(dāng)放大器的輸入信號ui為/uim=2RiPi(3-11)正弦波時，則集電極的輸出電流ic為余弦脈沖波。利用諧振回路L2C3的選頻作用可輸出基波諧振電壓uc1,電流ic1。圖3-3畫出了丙類功率放大器的基極與集電極間的電流、電壓波形關(guān)系。分析可得下列基本關(guān)系式：uclm=IclmRo (3-13)- 21 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖3-3 丙類功放的基極、集電極電流和電壓式中, uclm為集電極輸出的諧振電壓即基波電壓的振幅；Ic1m為集電極基波電流振幅；Ro為集電極回路的諧振阻抗。2

42、P112C=2uC1mIC1m=2IC1mRuC1m0=12R (3-14)式中，PC為集電極輸出功率PD=uccIco (3-15)- 22 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書式中，PD為電源ucc供給的直流功率； ICO為集電極電流脈沖ic的直流分量。電流脈沖ic經(jīng)傅立葉級數(shù)分解，可得峰值Icm與分解系數(shù)an()的關(guān)系式 Icm=Icma1() (3-16) Ic0=Icma0()a分解系數(shù)an()與的關(guān)系 如圖3-4所示。 放大器集電極的耗散功率PC為 PC=PD - PC （3-17） 放大器的效率為=PDPD1212=12Uc1mUCCa1(Ic1mIc0Uc1mU

43、CCa1()a0()(3-18)a0()式中：=Uc1m/Ucc稱為電壓利用系數(shù)。圖3-5 輸入電壓ube與集電極電流ic波形- 23 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖3-5為功放管特性曲線折線化后的輸入電壓ube與集電極電流脈沖ic的波形關(guān)系。由圖可得：cos=uj-uBubm（3-19）式中：uj為晶體管導(dǎo)通電壓（硅管約為0.6V，鍺管約為0.3V）ubm為輸入電壓（或激勵電壓）的振幅。 uB為基極直流偏壓。UB=-ICORE2 （3-20） 當(dāng)輸入電壓ube大于導(dǎo)通電壓uj時，晶體管導(dǎo)通，工作在放大狀態(tài)，則基極電流脈沖Ibm與集電極電流脈沖Icm成線性關(guān)系，即滿足I

44、cm=hfeIbmIbm （3-21） 因此基極電流脈沖的基波幅度Ib1m及直流分量Ibo也可以表示為 基極基波輸入功率Pi為Pi=放大器的功率增益Ap為 Ap=P0Pi或Ap=10lgP0PidB (3-24)12ub1mIb1m (3-23)Ib1m=Ibma1() （3-22）Ib0=Ibma0()丙類功率放大器的輸出回路采用了變壓器耦合方式，其等效電路如圖3-6- 24 -圖3-6 變壓器耦合電路江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書所示，集電極諧振回路為部分接入， 諧振頻率為w0=諧振阻抗與變壓器線圈匝數(shù)比為N3=2P0RLuc1mw0LRL=RLR0 (3-26) 1L

45、C或f0=12LC(3-25)N1N2N3=QL式中，N1為集電極接入初級匝數(shù)。 N2為初級線圈總匝數(shù)。N3為次級線圈總匝數(shù)。QL為初級回路有載品質(zhì)因數(shù)，一般取210。兩類功率放大器的輸入回路亦采用變壓器耦合方式，以使輸入阻抗與前級輸出阻抗匹配。分析表明，這種耦合方式的輸入阻抗Zi為Zi=rbb(1-cos)a1()(3-27)式中，rbb為晶體管基極體電阻rbb25。(2）負(fù)載特性當(dāng)功率放大器的電源電壓+ucc，基極偏壓ub，輸入電壓C或稱激勵電壓usm確定后，如果電流導(dǎo)通角選定，則放大器的工作狀態(tài)只取決于集電極回路的等效負(fù)載電阻Rq。諧振功率放大器的交流負(fù)載特性如圖3-7所示，由圖可見，當(dāng)

46、交流負(fù)載線正好穿過靜態(tài)特性曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)A時，管子的集電極電壓正好等于管子的飽和壓降uCES，集電極電流脈沖接近最大值Icm。圖3-7 諧振功放的負(fù)載特性- 25 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書此時，集電極輸出的功率Pc和效率都較高，此時放大器處于臨界工作狀態(tài)。Rq所對應(yīng)的值稱為最佳負(fù)載電阻值，用R0表示，即R0=(uCC-uCES)2P02(3-28)當(dāng)Rq R0時，放大器處于過壓狀態(tài)，如B點(diǎn)所示，集電極電壓雖然較大，但集電極電流波形有凹陷，因此輸出功率較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。判斷放大器是否為臨界工作狀態(tài)的條件

47、是：Ucc-Ucm=UCES （3-29） 式中，ucm集電極輸出電壓幅度。uCES晶體管飽和壓降。 3、主要技術(shù)指標(biāo)及測試方法 (1)輸出功率高頻功率放大器的輸出功率是指放大器的負(fù)載RL上得到的最大不失真功率。對于圖3-1所示的電路中，由于負(fù)載RL與丙類功率放大器的諧振回路之間采用變壓器耦合方式，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配，則集電極回路的諧振阻抗RO上的功率等于負(fù)載RL上的功率，所以將集電極的輸出功率視為高頻放大器的輸出功率，即PC=12uC1mIC1m=12I2C1mR0=1uC1m2R02測量功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)的連接電路如圖3-8所示，其中高頻信號發(fā)生器提供激勵信號電壓與諧振頻率，示波器監(jiān)測波

48、形失真，直流毫安表mA測量集電極的直流電流，高頻電壓表V測量負(fù)載RL的端電壓。只有在集電極回路處于諧振狀態(tài)時才能進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測量。可以通過高頻電壓表V及直流毫安表mA的指針來判斷集電極回路是否諧振，即電壓表V的指示為最大，毫安表mA的指示為最小時集電極回路處于諧振。當(dāng)然用掃頻儀測量回路的幅頻特性曲線，使中心頻率處的幅值最大也可以。圖3-8 高頻功放的測試電路- 26 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書放大的輸出功率可以由下式計算： P0=式中，uL為高頻電壓表V的測量值。(2)效率高頻功率放大器的總效率由晶體管集電極的效率和輸出網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率決定。而輸出網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率通

49、常是由電感、電容在高頻工作時產(chǎn)生一定損耗而引起的。放大器的能量轉(zhuǎn)換效率主要由集電極的效率所決定。所以常將集電極的效率視為高頻功率放大器的效率，用表示，即=PCPDuL2RL(3-30)(3-31)利用圖3-8所示電路，可以通過測量來計算功率放大器的效率，集電極回路諧振時，的值由下式計算：=PCPD=uL/RLIC0uCC2(3-32)式中，uL為高頻電壓表的測量值；ICO為直流毫安表的測量值。 (3)功率增益放大器的輸出功率Po與輸入功率Pi之比稱為功率增益，用Ap（單位：dB）表示，見式（3-10）。4、電路的確定(1)本實(shí)驗(yàn)由兩級組成：激勵級由甲類功放組成，功放級由丙類功放組成，電源供電為

50、12V，功放管使用3DG12C。本實(shí)驗(yàn)主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率P0 125mw，工作中心頻率f0 = 10.7MHz，負(fù)載RL=50。(2)確定電路和參數(shù)激勵級QE1采用甲類放大，因此基極偏壓采用固定偏壓形式，靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ=7mA。直流負(fù)反饋電阻為300，交直流負(fù)反饋電阻為10，集電極輸出由變壓器耦合輸出到下一級。諧振電容取120P，根據(jù)前面的理論推導(dǎo)，變壓器TE1的參數(shù)為N初級N次級=2.56， 初級取18匝，次級取7匝。 功放級QE2采用丙類放大。導(dǎo)通角為70，基極偏壓采用發(fā)射極電流的直流分量IEO在發(fā)射極偏置電阻Re上產(chǎn)生所需要的VBB，其中直流反饋電阻為30，交直流反饋電阻為10，集

51、電極諧振回路電容為120P，負(fù)載為50，輸出由變壓器耦合輸出，采用中間抽頭，以利于阻抗匹配。它們的匝數(shù)分別為N3=6匝 N1=9匝 N2=23匝最終電路如附圖G1所示。- 27 -江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 非線性電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求采用集中授課方式五、實(shí)驗(yàn)儀器1、BT-3頻率特性測試儀（選項(xiàng)） 一臺2、高頻電壓表（選項(xiàng)） 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 一套六、實(shí)驗(yàn)步驟參看附圖G11、按下開關(guān)KE1，調(diào)節(jié)WE1，使QE1的發(fā)射極電壓VE=2.2V （即使ICQ=7mA，通過測量P5與G兩焊點(diǎn)之間的電壓，見圖02所示）。2、連接JE2、JE

52、3、JE4、JE5。3、使用BT3型頻率特性測試儀，調(diào)整TE1、TE2，使得TE1初級與CE7，TE2初級與CE4諧振均在10.7MHz，同時測試整個功放單元的幅頻特性曲線，使峰值在10.7MHz處（如果沒有BT-3型頻率特性測試儀，則這一步不作要求）。4、從INE1處輸入10.7MHz的載波信號（此信號由高頻信號源提供，參考高頻信號源的使用），信號大小為VP-P=250mV左右。用示波器探頭在TTE1處觀察輸出波形，調(diào)節(jié)TE1、TE2，使輸出波形不失真且最大。5、從INE1處輸入10.7MHz載波信號，信號大小從VP-P=0mV開始增加,用示波器探頭在TTE2上觀察電流波形，直至觀察到有下凹

53、的電流波形為止（此時如果下凹的電流波形左右不對稱，則微調(diào)TE1即可）。如果再繼續(xù)增加輸入信號的大小，則可以觀測到下凹的電流波形的下凹深度增加。（20Mhz示波器探頭，如果用1檔看下凹不明顯，則用10檔看。）6、觀察放大器的三種工作狀態(tài)輸入信號為Vp-p=250mV左右 （由高頻信號源提供10.7MHz的載波）。調(diào)中周TE1、TE2（此時負(fù)載應(yīng)為51，JE3、JE4、JE5均連上），使電路諧振在10.7MHz上（此時從TTE1處用示波器觀察，波形應(yīng)不失真，且最大）。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JE3、JE4、JE5的連接）使負(fù)載電阻依次變?yōu)?175168240560。用示波器在TTE2處能觀察到不同負(fù)載時的電流波形（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。20