高频电子线路实验

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1、公用实验指导书实验结束后请放回原处实验一 高频小信号调谐放大器一. 实验目的1. 掌握高频小信号调谐放大器的工作原理;2. 掌握谐振放大器电压增益, 通频带, 选择性的定义, 测试及计算方法.二. 实验内容1. 测量高频小信号谐振放大器在谐振点的电压增益；2. 测量放大器的频率特性曲线；3. 分析放大器的通频带与矩形系数. 三. 实验器材1. 高频信号发生器1 台2. 示波器1 台3. 高频电子线路实验箱以及小信号谐振放大器实验模块.1 套 4. 导线4 根.四. 实验基本原理1. 单级单调谐放大器图11 单级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图11所示, 本实验的输入信号由高频信号源提供.

2、信号从TP5处输入, 从TT2处输出. 调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点, 调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性. 五. 实验步骤1, 计算选频回路的谐振频率范围若谐振回路的电感量为1.8uH2.4uH, 回路总电容为105 pF125pF(分布电容包括在内) , 根据公式, 按照 L=2uH, C=110pF 估算谐振回路谐振频率的范围.(注:由于反复调节磁芯或者可变电容容易导致器件失效, 故实测时不用调节可调器件)2, 单级单调谐放大器(1) 连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块, 开关 K1, K2, K3, K5 向左拨, 主板 GND 接模块 GND

3、, 主板电源 12V接模块 12V输入端. TP9 接地, TP8 接TP10. 检查连线正确无误后, 打开实验箱左侧的船形开关, K5向右拨. 若正确连接, 则模块上的电源指示灯LED4亮. (2) 静态工作点调节K5向右拨打开模块电源. 用示波器测三极管 Q2 发射极对地的直流电压, 调节 W3 使此电压为 2.5V. 用示波器测量静态工作点电压时, 探头耦合方式用 DC 方式, 探头衰减开关置于 X10 位置, 通道选单设定衰减倍率为X10.(3) 测量小信号谐振放大器在谐振频率附近的频率特性.小信号谐振放大器频率特性的测量可以利用频率自动变化的扫频仪完成, 也可以用手动调节信号源频率的

4、方法进行逐点测量. 我们采用手动调节信号源的方法.逐点法用幅度恒定但是频率可以调节的信号源作为输入信号, 逐点记录相应输出信号的大小, 然后描绘出放大器的频率特性曲线, 并根据所得的频率特性曲线分析小信号谐振放大器通频带, 矩形系数, 增益等参数.高频信号发生器的输出信号接到小信号放大器模块的 TP5端, 信号电压峰峰值设为 50mV, 频率按照下表依次变化, 测量输出信号的峰峰值并记入对应的栏目中.示波器探头耦合方式选择 AC, 探头衰减开关置于 X10, 通道选单设定衰减倍率为X10. 灵敏度与时基选择自动. 将探头接到输出负载电阻 R31 的上端 TT2 处测量.填表11. 表 1-1信

5、号频率(f)/MHz输出电压峰峰值(Vp-p)/V7.247.597.968.358.779.219.6810.1810.7011.2511.8212.4213.0513.7014.3815.0815.80六. 实验报告1. 按步实验并完成表 11.2. 根据表 1-1 的数据绘制小信号谐振放大器的归一化频率特性曲线.3. 根据测量数据计算在谐振频率处的高频小信号放大器的电压增益.实验二 三点式LC振荡器及压控振荡器一. 实验目的1. 了解三点式LC振荡器的基本原理; 2. 了解反馈系数对幅度与频率的影响; 二. 实验内容1. 测量振荡器的信号幅度与频率. 2. 观察反馈系数对输出强度与频率的

6、影响; 3. 测量振荡器的频率稳定度. 三. 实验仪器(略)四. 实验原理 1. 三点式LC振荡器三点式LC振荡器的实验原理图如图21所示. 图 21 三点式LC振荡器实验原理图图中, T2为可调电感, Q1组成振荡器, Q2组成隔离器, Q3组成放大器. C6=100pF, C7=200pF, C8=330pF, C40=1nF. 通过改变K6. K7. K8的拨动方向, 可改变振荡器的反馈系数. 设C7. C8. C40的组合电容为C, 则振荡器的反馈系数FC6/ C. 反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡, 而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端. F大, 使等效负载电阻

7、减小, 放大倍数下降, 不易起振. 另外, F的大小还影响波形的好坏, F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重. 通常F约在0.010.5之间. 同时, 为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响, C6和C取值要大. 当振荡频率较高时, 有时可不加C6和C, 直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容, 使电路振荡. 忽略三极管输入输出电容的影响, 则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图 22所示. 图22 三点式LC振荡器交流等效电路图图22中, C5=33pF, 由于C6和C均比C5大的多, 则回路总电容C0可近似为： (21)则振荡器的频率f0可近似为： (22)实际中C6和C也往往不

8、是远远大于C5, 且由于三极管输入输出电容的影响, 在改变C, 即改变反馈系数的时候, 振荡器的频率也会变化. 五. 实验步骤1. 三点式LC振荡器(1)连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块, 开关K1, K9, K10, K11, K12向左拨, K2, K3, K4, K7, K8向下拨, K5, K6向上拨. 主板GND接模块GND, 主板12V接模块12V. 检查连线正确无误后, 打开实验箱左侧的船形开关, K1向右拨. 若正确连接, 则模块上的电源指示灯LED1亮. (2)测量LC振荡器的幅度与振荡频率稳定度. 用示波器(或高频毫伏表)在三极管Q2的发射极(军品插座处)观察反

9、馈输出信号的峰峰值(或有效值), 记录下来. 然后每隔 10秒记录一次频率计读数, 填表21. 表21时间/S0102030405060708090100110120频率/MHz(3)观察反馈系数对输出信号的幅度与频率的影响用示波器在三极管Q2的发射极观察并记录反馈输出信号Vo的波形. 改变反馈系数F的大小 (通过选择K6, K7, K8的拨动方向来改变), 测量Vo峰峰值Vop-p. 和有效值Vrms, 通过频率计测量振荡器频率的变化情况, 填表22. 表22反馈系数Vop-p/VVrms/V振荡器频率/MHzF=1/2F=1/3F=1/5F=1/10调试时, 先使反馈系数F=1/2, 记录

10、Q2发射极处信号的频率和峰峰值和有效值. 然后改变反馈系数的大小, 记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值和有效值, 直至F=1/2. F=1/3. F=1/5. F=1/10的情况都做完. 六. 实验报告1. 画出三点式LC振荡器和压控振荡器的交流等效电路图, 按步实验并完成表21. 22并对数据进行处理, 计算频率稳定度. 实验三 幅度调制 (AM, DSB)一. 实验目的1. 掌握 AM, DSB 调制的原理与性质; 2. 掌握模拟乘法器的工作原理及其调整方法; 二. 实验内容1. 产生并观察 AM, DSB 的波形; 2. 观察 DSB 波和过调幅时的反相现象. 三. 实验仪器1. 数字存

11、储示波器 1 台; 2. 信号发生器 1 台; 导线 2根.四. 实验原理实验原理图如图171所示. 图31 模拟乘法器调幅实验原理图调制信号从TP2输入, 载波从TP1输入. 合理设置调制信号与载波信号的幅度以及乘法器的静态偏置电压(调节W1), 可在TT1处观察普通调幅波(AM) 和抑制载波双边带调幅波(DSB). 五. 实验步骤1. 连接实验电路在主板上正确插好幅度调制与解调模块, 开关 K1. K2. K8. K9. K10. K11向左拨, 主板 GND 接模块 GND, 主板 12V 接模块 12V, 主板 12V 接模块 12V, 检查连线正确无误后, 打开实验箱右侧的船形开关,

12、 K1. K2 向右拨. 若正确连接, 则模块上的电源指示灯 LED1. LED2 亮. 2. 产生并观察 AM 波和 DSB 波(1) 输入调制信号 V调制信号V由信号发生器CH1通道产生. 频率 1kHz, 峰峰值 200mVpp, 正弦. 调制信号 V 接到 幅度调制与解调模块 的 TP2. (2) 输入载波信号 Vi载波信号Vi由信号发生器CH2通道产生. 频率 20kHz, 峰峰值 400mVpp, 正弦. 载波信号 Vi. 接到幅度调制与解调模块 的 TP1. (3) 产生并观察记录 AM 信号, DSB 信号, 过调幅信号. 示波器探头1选择衰减悉数为 X1, 接到 幅度调制与解

13、调模块 TP2 观察调制信号的波形. 示波器探头2选择衰减悉数为 X1, 接到 幅度调制与解调模块 TT1 观察乘法器的输出信号. 调节 W1 , 改变调制信号中直流分量的数值, 可以观察到不同调制度的 AM 信号, 如图 32 所示. 图32 普通调幅波(AM波)或者观察到形如图 33 所示的 DSB 信号. 图33 抑制载波双边带调幅波(DSB波) 在AM 和 DSB 信号之间还会观察到形如图 34 所示的过调幅信号. 图34 过调幅的波形用示波器的 FFT 功能观察上述各种信号的频谱. 并将所有观察到的信号波形与频谱通过 USB 接口保存到优盘中.3. 观察 DSB 波和过调制情况下的反

14、相现象调节电路使其输出 DSB 信号, 如图 3-3 所示. 调节扫描时基旋钮, 设定扫描速度为 5uS/div. 观察并记录在调制信号过零时刻前后的 DSB 信号的峰谷位置与屏幕刻度线之间的位置.注意:本实验所产生的普通调幅波和抑制载波双边带调幅波, 将作为实验四 调幅信号解调 的输入信号. 如果两个实验连续完成, 不要拆线. 六. 实验报告1. 按步实验并画出各种调幅波的波形图及频谱图;2. 对比实验所得的 DSB 信号频谱, 与理论上的 DSB 信号频谱有何不同? 不同的的原因可能是什么?实验四 同步检波一. 实验目的1. 掌握同步检波的原理; 2. 掌握用模拟乘法器实现同步检波的方法.

15、 二. 实验内容完成普通调幅信号和抑制载波双边带调幅信号的解调. 三. 实验仪器1. 数字存储示波器 1 台(两个示波器探头); 2. 信号发生器 1 台; 导线 2根.四. 实验原理实验原理图如图41所示. 图41 同步检波实验原理图调幅信号从 TP7 输入, 同步载波信号从 TP8 输入, 解调信号从 TT4 输出. 本实验所使用的调幅信号由实验三提供, 调制信号频率1KHz 不变, 载波信号频率变更为1MHz. 以便运放R34 和 C20 组成低通滤波器发挥作用.五. 实验步骤1. 连接实验电路在主板上正确插好幅度调制与解调模块, 开关 K1. K2. K8. K9. K10. K11

16、向左拨, 主板 GND 接模块 GND, 主板 12V 接模块 12V, 主板 12V 接模块 12V, 检查连线正确无误后, 打开实验箱左侧的船形开关, K1. K2. K8. K9向右拨. 若正确连接则模块上的电源指示灯 LED1. LED2. LED3. LED4亮. 2. 产生普通调幅波和抑制载波双边带调幅波.参考实验三步骤 2, 产生普通调幅波和抑制载波双边带调幅波. 调制信号从 CH1输出, 正弦, 峰峰值 200mV, 频率 1KHz. 载波信号从 CH2 输出, 正弦, 峰峰值 400mV, 频率 1MHz. 3. 普通调幅波和抑制载波双边带调幅波的解调连接 幅度调制与解调模块

17、的 TP1 与 TP8, 连接幅度调制与解调模块的 TP3 与 TP7, 示波器探头1依然接到 TP2 观测调制信号. 探头2接到 TT4观察解调信号. 调节 W2, 使 TT4 输出波形尽可能大. 将示波器上的波形保存到优盘中. 将探头1 接到 TP3, 让调幅信号与解调后的信号同时显示. 调节 W1, 让调幅波在普通调幅和DSB之间变化, 用探头2观察 TT4 的解调信号有何变化.六. 实验报告1. 画出幅度调制与解调整个过程的原理框图, 并画出框图中各电路的输出波形及频谱的示意图; 2. 画出 TT4 信号的波形示意图, 并说明当调幅波在普通调幅和DSB之间变化时, 解调输出信号的变化.7