高频电路实验指导书.doc

高频电路实验济南大学信息科学与工程学院电子信息实验中心实 验 要 求1、 如果条件许可，实验前将实验内容进行EWB仿真。2、 必须充分预习，完成指定的任务。预习要求如下：1） 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。2） 预习各实验内容及步骤。3） 熟悉实验所用仪器的使用方法及注意事项。3、 使用仪器和学习机前必须了解其性能、操作方法和注意事项，在使用时应严格遵守操作规程，并根据实验指导书中的常见问题自查，以保证实验顺利进行。4、 实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误后才能接通电源，初学或没有把握者应经指导老师审查同意后再接通电源。5、 高频电路实验注意：1） 将实验板插入主机插座后，即已接通地线，但实验板所需的正负电源则要另外使用导线进行连接。2） 由于高频电路频率较高，分布参数感应的影响较大。所以在接线时连接线应尽可能短。接地点必须接触良好，以减少干扰。3） 做放大器实验时，如发现削顶失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否准确，输入信号是否过大。6、 实验时应注意观察，如发现有破坏异常性现象应立即关断电源，保护现场，报告指导老师。找出原因、排除故障，经指导老师同意后再继续实验。7、 实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。8、 实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果。所记录的实验数据经指导老师审阅签字后再拆除实验线路。9、 实验结束后必须关断仪器电源、并将仪器、工具、导线等按附录七的要求归类整理好，检查完毕方可离开，否则扣实验操作分。10、 实验前每个同学必须写预习报告,实验中记录数据,老师签字后才可以带走,实验后写实验报告(实际实验操作报告)。实验报告写法见最后一页。11、 实验前必须详细阅读本实验指导书！目 录目 录III实验一 熟悉实验仪器3实验二 利用二极管函数电路实现波形转换7实验三 调谐放大器9实验四 高频功率放大器（丙类）13实验五 LC电容反馈式三点式振荡器19实验六 石英晶体振荡22实验七 振幅调制器与解调器（利用乘法器）24实验八 集成电路构成的频率调制器与解调器28附录一 BT3-D型频率特性测试仪36附录二 LSG-17型宽频带信号发生器38附录三 XD-22C型低频信号发生器技术说明书39附录四 DA22A型超高频毫伏表40附录五 示波器的原理及使用41附录六 NFC1000C1多功能计数器的使用43附录七 实验台仪器线缆整理图44实验一 熟悉实验仪器一、实验目的熟悉BT3D型频率特性测试仪、LSG-17型宽频带信号发生器、XD-22C型低频信号发生器、DA22A型超高频毫伏表、NFC-1000C-1型多功能计数器、XJ4339型双踪示波器、MY-65型万用表的，TPE-GP2高频电路实验学习机功能及具体使用方法。二、预习要求附录16中各仪器的说明及注意事项。三、实验仪器 通过附录学习下列仪器的使用方法和使用技巧。每次实验前所有仪器预热30分钟。1、LSG-17型宽频带信号发生器2、数字示波器3、XD-22C型低频信号发生器4、DA22A型超高频毫伏表（2个）5、NFC-1000C-1型多功能计数器6、MY-65型万用表8、TPE-GP2高频电路实验学习机四、实验内容1、对照图检查实验台抽屉里或实验台上仪器所接的线缆数量，类型，有问题报告老师2、熟悉各仪器的使用：每台仪器对应的连接线缆及正确连接方法和使用方法图1-1 实验台上仪器摆放实物图上图中左上方的仪器为高频信号发生器，其上插着的是高频信号发生器线缆，红正黑负，红接信号端，黑接地端。上图中左下方的仪器是低频信号发生器，其上插着的是高频信号发生器线缆，红正黑负，红接信号端，黑接地端。上图中中间两个仪器是毫伏表，测量高频信号幅度有效值，也有信号端，地端。上图中右上方的仪器是计数器（频率计），使用的线缆和低频信号发生器是一种类型，红正黑负，红接信号端，黑接地端。注意：每个仪器线缆是对应的，不要接错！正负端不要接错！图1-2 示波器的线缆是两根像笔一样的探头，笔上钮推在*1,不允许接错。每个实验台有9个仪器，分为3种类型：产生信号的信号发生器；处理信号的高频电路实验箱和电路板（电路板是每次实验发给同学们的）；测量输入输出信号的测量仪器。 第一类：信号发生器：低频信号发生器，高频信号发生器 低频信号发生器可以产生1HZ1MHZ的正弦拨，脉冲，TTL电平 但是如果要产生300KHZ以上频率的信号，不要使用低频信号发生器，改用高频信号发生器，避免产生的信号不好；而且低频信号发生器的幅度读数是有效值，甚至不准，要用示波器测量读数。 高频信号发生器产生的信号频率范围：100KHZ150MHZ 第二类：高频实验箱：可以放上我们学习过的不同功能模块的实验电路板，对输入信号进行处理后并输出信号，并且自带函数发生器和波形变换器。 第三类：测量仪器：测量高频信号有效值超高频毫伏表；显示信号频率数值计数器；直观的，既能观察波形又能读出幅度大小和周期示波器！ 尤其熟悉示波器的读数方法。纵坐标，横坐标，一格的数值是多大3、用信号发生器（高、低频信号发生器）分别产生一个10KHZ,峰峰值为1V的低频正弦波信号和一个10MHZ,峰峰值为0.5V的高频正弦波信号。用示波器测量幅度，计数器测量频率,并记录数据.操作中的常见问题自检： （1）高频信号发生器：High钮是调节输出信号幅度的,Fine钮是幅度细调。调节幅度时，只有打在High上，幅度旋钮Fine（细调）才可用，否则幅度不变化；LOW是输出低电平。高频信号发生器黑色拨动开关打在EXT端即最右端，否则输出波形不对。另外，本实验室的高频信号发生器所产生的高频信号幅度最大可调到峰峰值为0.8-1V。 （2）计数器：如果按下Hold，计数器的示数将不变化，所以一般不要按下。如果测量的信号幅度太小，计数器将闪烁，不能正确显示读数。解决方法：把高频信号或低频信号的幅度通过调节旋钮加大幅度，直到显示频率值。而且，计数器的接入对信号波形影响很大，所以测量好频率后就去掉计数器，即使关机也会影响波形。去掉后，示波器上波形才不会失真。 （3）示波器：时间轴旋钮外轴和内轴必须都向右拧到底，这时的波形，读数才是正确的，否则波形与实际不符，读数不准 示波器的象笔一样的探头上面的拨钮必须打在1上，不能打在10上，否则显示的信号为实际信号衰减了10倍。 示波器面板下方的DC AC 不要按下，否则等于接地，没有信号波形了 使用示波器通道1测量信号，必须按下示波器面板上的CH1按钮。 使用示波器通道2测量信号，必须按下示波器面板上的CH2按钮。 锁定示波器波形的方法：如何把下面左图中的信号波形变成右图清晰波形 图1-3 未同步波形 图1-4 同步波形把LOCK钮向右拧到底，慢慢拧动t/div旋钮，观察示波器屏幕上的波形是否同步，即不再跑动，成为清晰稳定的波形。注意不要按下面板上其他的按钮，否则影响波形正确显示。如果还是调不出单个波形，则按下AUTO按钮，重复刚才的步骤直到调出波形。 （4）每台仪器有自己的对应线缆，不要乱派对，对照附图记牢，每根线缆至少一端有两个分头，这是信号连接端和地端，注意正确和其他仪器或电路板连接时，应该信号端接在一起，地端连接在一起。如图1-5，图1-6 所示。 图1-5 图1-6（5）高频信号发生器和低频信号发生器的线缆由于不正确的使用造成夹子附近线在绝缘皮内断开。线缆检查方法：使用万用表的二极管档位，测线缆的红头与金属端的内针头是否连接良好；再测线缆的黑头与金属端的外壁（地端）是否接触良好，万用表鸣叫即表示接触良好，不响表示已经断开，需要焊接。所以同学们再使用线缆过程中一定轻柔一些，不要用蛮力，否则线缆容易内伤，外表却看不出，耽误实验的时间。注意：如果后面的实验中遇到仪器使用的问题，请再回来复习仪器的使用及常见操作问题，提高自己解决问题的能力！ 图1-6 仪器接线示意图五、实验报告1整理数据，画出波形图，标上幅度和频率。2总结各仪器的使用注意事项 实验二 利用二极管函数电路实现波形转换一、实验目的利用二极管函数电路实现三角波正弦波的变换，从而掌握非线性器件二极管折线近似特性等进行非线性变换。二、预习要求1 三角波正弦波变换有关资料。2 三角波正弦波变换原理。三、实验仪器1双踪示波器2万用表3实验板G1四、实验内容实验电路见图2-1,在实验箱上。函数发生器示波器图2-1 三角波正弦波变换器 图2-2 仪器接线示意图仿真参数：R1=10K,R2=15K,R3=22K,R5=R10=470,R6=R9=750,R7=R8=820 R4=R11=1.2K(2K,5.1K) 1 电路板上下两端电阻R4、R11分别选1.2K，接至5V电源，用万用表直流档测量并记录A、B、C、D、E、F各点的分压电压。万用表表笔注意正负。2 选择实验箱的函数发生器输出的波形为三角波，频率调至2KHz（接频率计即计数器测量），峰峰值VP-P调至8V（接上示波器，在屏幕上观察，读数），然后把信号接入电路IN端，观察并记录OUT输出波形（读出并记录幅度和周期，频率）。3 R4、R11电阻分别改接成2K和5.1 K（即：R4=R11=2K，R4=R11=5.1K），测量并记录各点分压电压，观察并记录OUT输出波形（读出并记录幅度和周期，频率）。并分别与接1.2 K时相比较，分析原因。操作常见问题： 1、8V的峰峰值达不到，原因是实验箱上的函数发生器的蓝色衰减按钮被按下了，应该再按一下，让按钮跳起，不衰减。 2、输出波形无法得到三角波，检查衰减按钮是否被按下，同1.五、实验报告1整理数据，画出波形图。2分析改变分压电阻对正弦波的影响。注意：实验完毕，不要把仪器线缆拔下来，整理好后，整齐放在桌面上。实验三 调谐放大器一、 实验目的1 熟悉电子元器件和高频电路实验箱。2 熟悉谐振回路的幅频特性分析通频带与选择性。3 熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。4 熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、 实验仪器1 双踪示波器2 扫频仪3 高频信号发生器4 超高频毫伏表（只有此实验使用超高频毫伏表！）5 万用表6 实验板G1三、 预习要求1 复习谐振回路的工作原理。2 了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。3 实验电路中，若电感量L=1h,回路总电容C=220pf(分布电容包括在内)，计算回路中心频率f0。四、 实验内容及步骤（一） 单调谐回路谐振放大器1 实验电路见图3-1图3-1 单调谐回路谐振放大器原理图仿真参数：C1=C3=1000pF,C2=0.1F,C4=C5=10nF,R1=15K,R2=6.2K,L2=330H, CT=1-20 pF, C= 200pF,R=10K,2K,470, Re=1K,2K,500L=1H,L=L=0.5H.2 静态测试把实验板四腿插入实验箱的四孔中，实验板的地就应和实验箱的地连接好了，共地了。也可以用一根导线将实验板和实验箱的地连接起来。实验板先不接仪器，按原理图3-1在实验板上用导线仅连接好电源（注意先测量实验箱的+12V电源电压，无误后，关断电源再接导线）。实验电路中选Re=1K，R=10K（在实验板上用导线连接好）。用万用表直流电压档测量各静态工作点，计算并填入表3-1。利用静态集电极电流约等于发射极电流，而发射极电流等于发射极电压除以发射极电阻。计算，填入表中。 表3-1实 测实测计算根据VCE判断V是否工作在放大区原 因VBVEICVCE是否 VB ，VE三极管的基极和发射极对地电压。3 动态研究 图3-2 动态测试接线示意图（1）测放大器的动态范围ViV0(在振荡频率点) 电路板上选R=10K, Re=1K，用导线连接至相应点。关闭电源。对照图3-2接仪器。在信号输入端连接好四种仪器：高频信号发生器，毫伏表1，示波器通道1和频率计（计数器）。这样，高频信号发生器产生的信号，直接可以读出在频率计上读出频率，可以在示波器上观察到波形，还可以在毫伏表上读出信号电压有效值，非常方便。在信号输出端连接好示波器通道2和毫伏表2.打开实验箱和其他仪器的电源。先产生10.7MHZ的高频信号：调节高频信号发生器的频率档位，读计数器显示的频率，直到信号频率为10.7MHZ，在示波器屏幕上观察波形及幅度。不要读信号发生器上的频率，不准，要读频率计的读数。这一步常见问题：如果频率计不显示读数，可能因为信号幅度太小，要调节高频信号发生器幅度旋钮Fine(注意在HIGH档上才可以调)，直到稳定显示频率读数。然后去掉频率计不用。频率计对输入端波形影响很大，造成观测波形失真，即便不开频率计电源，只要线缆接在电路中，对波形影响也是很大的。所以在这一步中，可以用频率计单独测量出信号频率后就可以去掉频率计不用了。2）当产生出10.7MHZ频率的信号后，用螺丝刀缓慢旋转调节电路板上可变电容CT使回路谐振，如何判断谐振？示波器屏幕上通道2显示的输出波形幅度为最大并且不失真时即是。必须调节谐振，否则后面测量数据不对。选择正常放大区的输入电压Vi，调节Vi由0.02伏变到0.3伏（用毫伏表读数，如果毫伏表指针摆动，换量程再读数，各电路板略有不同，不能跳到0.3V的，以实际调到的幅度为准），逐点记录V0电压，并填入表3-2。输入输出波形可以同时在示波器屏幕上显示，可以更直观的看到波形，并进行比较。表3-2Vi(V)0.020.040.060.080.10.120.140.160.20.240.3V0(V)Re=1KRe=2K（2）当Re为2K时，在电路板上连接好后，重复过程（2），然后将结果填入表3-2。根据表3-2的数据在同一坐标纸上画出IC不同情况下的输入输出的动态曲线，并进行比较和分析。（3）测量放大器的频率特性 电路连接不变，Re=2K,选择正常放大区的输入电压Vi,保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，可以通过读计数器的数值获得频率，测得在不同频率f时对应的输出电压V0（读毫伏表），将测得的数据填入表3-3。频率偏离范围可根据（各自）实测情况来确定。表3-3f(MHz)9.09.810.310.410.710.911.311.512V0R=10KR=2K计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。（5）改变谐振回路电阻，即R为2K，重复上述测试，并填入表3-3。比较通频带情况。五、实验报告1 写明实验目的。2 画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。3 写明实验所用仪器、设备及名称、型号。4 放大器的动态范围是多少（放大倍数下降1dB的折弯点V0定义为放大器动态范围）,讨论IC对动态范围的影响。实验四 高频功率放大器（丙类）一、实验目的1 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的计算与设计方法。2 了解电源电压VC与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。二、预习要求1复习功率谐振放大器原理及特点。分析图4-1所示的实验电路，说明各元器件作用。三、实验仪器双踪示波器扫频仪高频信号发生器万用表实验板G2注意：本实验不使用超高频毫伏表图4-1 功率放大器（丙类）原理图仿真参数：R1=10K, R2=R7=6.2K, R51k，R622K,R9=30,R10=10L1=L2=1H，L3=10H ，L4=L5=L7=L8=330H ，L6=2.2H C1=C8=1000pF,C3=0.1F,C4=C6=470pF,C7=C10=C11=C12=C13=10n，L3=10H CT1=CT2=1-20 pF, R3=R8=1K RL=120,75,51;第一级和第二级为小信号调谐放大器，第3级为高频功率放大器，功放管 图4-2 电路板第3级高频功放四、实验内容及步骤实验电路见图4-1.高频功率放大器是发射机的一个重要组成部分。它的任务是：以高效率输出最大的高频功率。由于高频功放往往是放大高频窄带信号，用谐振回路作为集电极的负载，因此，高频功率放大器几乎都采用导通角 的丙类工作状态。虽功率增益比甲类和乙类小，但效率却比甲类和乙类高。 实验电路及公式介绍: 图4-2为高频功放，基极无直流偏置，基极为自给偏置方式。L5,C8,C9构成谐振回路，作为放大器的负载，谐振频率约为6.5MHz。L7、C11, L8、C12、C13组成电源退耦电路。输出功率：是指放大器负载RL上得到的最大不失真功率。即： （UL为有效值） 效率：是指输出功率和电源提供功率的比值。 即: （实验本可以直接为功放管即从电路板的B点输入：Uip-p2V的正弦信号来研究功放的状态，但由于实验室的高频信号发生器无法产生这么大的幅度。所以采用仍然利用电路板上一二级小信号调谐回路先放大信号的办法，使得B点输入幅度能达到Uip-p2V。）实验步骤：先调一二级小信号调谐回路谐振：（1） 先单独产生6.5MHZ的高频信号：按图4-3，高频信号发生器和频率计、示波器通道1线缆接好，调节信号发生器的频率档，使计数器频率示数为6.5MHZ；如果频率计不出数值或一直变化，不稳定，说明信号幅度太小了，无法测量出频率。此时应把高频信号发生器的High钮按下，调节幅度微调Fine，使信号幅度增大，直到频率计显示数值为6.5MHZ.。观察示波器显示波形保证产生信号正常。然后频率计放置一边不用，如果继续接在电路中，可能影响其他仪器读数准确性。（2） 把实验板四腿插入实验箱四孔中，按图4-1接好实验板所需+12V电源，将C、D两点短接，负载RL=75接至OUT（用导线连接）。利用实验三的方法先调一级谐振：按照图4-4把调好的6.5MHZ信号接到电路板的IN端，同时接上示波器通道1观察输入信号波形，幅度要小点，峰峰值为80mv左右，如果输入的高频信号幅度太大，后级输出的输出波形就会失真，具体可以多大以输出波形不失真为准。第一级输出端点A接示波器通道2。用螺丝刀调节CT1，通过观察示波器屏幕上通道2的波形，即波形幅度达到最大，即第一级调谐完成。注意：第一级调谐效果可能不太明显，但也要调到最大。 此步骤经常出现的操作问题： 示波器上显示的二级输出信号失真严重，原因：高频信号幅度太大 示波器上显示的输出信号虚晃失真，原因：高频信号幅度在10MV以下，太小 （3） 第一级调谐好后，将示波器通道2接在B点，观察点输出波形，调节CT2，同样输出波形幅度最大且不失真时，第2级调谐完成。第二级调谐中，能观察到输出B点波形幅度变化会非常明显，幅度也很大，如果1、2 通道的幅度旋钮都打在同样的如50mv档上，明显看出输入与输出波形的幅度比例，看到放大作用。以下步骤可以不做。（4） 把示波器通道2接OUT，如果波形不失真，就不用做（5）。如果波形不好，最好做（5）。（5） 第3级调谐：示波器通道2接至输出端OUT处，微调高频信号发生器的频率，在示波器屏幕上观察输出波形幅度为最大的不失真波形。此时对应的频率即为谐振频率点（记录该频率值）。 图4-3 产生信号示意图 图4-4 一二级回路调谐仪器连接示意图2. 第3级高频功放三种工作状态的观测并在数据纸上画波形。三种工作状态是指：欠压、临界和过压。仪器连接：把示波器通道1接到第3级功放管的输入B点处测试条件：UCC = 12V，RL=75，B点为功放输入，Uip-p2.0V。 示波器通道2接在发射极电阻R10两端（因发射极电压波形与集电极电流波形相同）。逐渐增大激励电压（即逐渐增大高频信号发生器的幅度，调FINE），即可观察到欠压、临界和过压时的集电极电流余弦波波形，并在数据纸上记录实际波形。图4-5 三种工作状态波形3.导通角C、输出功率Po及效率的测量测试条件：UCC = 12V，RL=75，回路谐振，并在临界状态下进行（临界状态通过改变输入信号Ubm的值并观察波形改变情况判断是否为临界状态）。1)C的测量： 用示波器测量发射极电阻R10上的电压波形（临界状态），测量结果如下图所示。根据时间轴每格读数，记录T2和T1数值，计算C图4-6 发射极电阻R10上的电压波形（临界状态） 2）输出功率Po的测量： （Uo为有效值） 3）效率C的测量： 4）PE=PD电源功率的测量PD = ICOUCCICO测量方法：先关掉实验箱电源，在集电极回路中C、D两插孔串入万用表。 注意：测量Ic0 时使用万用表直流电流档，量程打在直流档10上，红色表插入10A插孔内，黑色表笔插入com插孔内，两只表笔千万不能短接，接错会烧表！使用完毕务必把档位打回电压档上！4.负载特性的测试负载特性曲线如下图所示：图4-7 负载特性曲线 测试条件：UCC = 12V，RL先用751） 关掉实验箱电源，在集电极回路中C、D两端插孔串入万用表并置于直流10档。负载电阻RL接75。注意：测量Ic0 时使用万用表直流电流档，量程打在直流档10上，红色表插入10A插孔内，黑色表笔插入com插孔内，两只表笔千万不能短接，接错会烧表！使用完毕务必把档位打回电压档上！2） 示波器通道1接B点，示波器通道2接OUT。打开电源后，记录万用表此时读书，调入表4-1 Ic0中。用短路线连接C、D.用万用表直流电压档测量第3级管的 VB ,VE, VCE,填入下表。在示波器屏幕上同时观察B点和OUT波形，将输入和输出波形的幅度数值填入表中，注意单位。电路板的B点输入的信号应为：f 6.5MHz或调好的3级谐振频率，此频率值填入下表。B点的信号电压峰峰值为Uip-p2V的正弦信号。提示：示波器可以同时观察两个波形 图 4-8 示波器同时显示两个通道波形3） 分别改变RL的值，填表4-1. 表4-1f= MHz实 测 (第3级功放管)实 测 计 算VBVEVCEViV0Ic0PDPOPCVC=12VRL=51RL=75RL=120其中： Vi：B点输入电压幅度V0：输出电压幅度Ic0：电源给出总电流PD：电源给出总功率（PD=VCI0） （VC为电源电压）P0：输出功率 Pc：管子损耗功率五、实验报告要求记录相关数据和波形2. 根据实验测量结果，计算各种情况下IC、P0、PD、。3.说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。实验五 LC电容反馈式三点式振荡器一、实验目的1 掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。2 掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3 掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求1复习LC振荡器的工作原理。2分析图5-1电路的工作原理及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流IC的最大值（设晶体管的值为50）。3实验电路中，L1=3.3h，若C=120pf，C=680pf，计算当CT=50pF和CT=150pF时振荡频率各为多少？三、实验仪器1双踪示波器 2频率计 3万用表 4实验板G1四、 实验内容及步骤图5-1 LC电容反馈是三点式振荡器原理图实验电路见图5-1仿真参数：R1=R2=5.1K, R3=1K,R41k，Rp47K,L1=3.3H，L2330，C1=C2=C3=C4=10nF, C=100p、120p、680p，C=1200p，680p，120p，CT50p，100p，150p；R110k，10k，1k实验前根据图4-1所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。1 查静态工作点（1）实验板接入实验箱。在实验板+12V插孔接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。不接R，不接其他线。（2）按照图5-2接入仪器。反馈电容C不接，用示波器观察振荡器停振时的情况。（提示：停振应该没有正弦波）注意：连接C的接线要尽量短。（3）用螺丝刀缓慢旋转改变电位器RP，用万用表测晶体管V的发射极电压VE,VE可连续变化，记下VE的最大值，计算IE值 设Re1K 图5-2 仪器接线示意图2 振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：IC=2mA（如何保证？利用IC=IE,VE=IERE=2V）、C=120pf、C=680pf、R=110K（1）改变CT电容，当分别接为51pf、100pf、150pf时，记录相应的频率值，并填入表5-1。（2）改变CT电容，当分别接为51pf、100pf、150pf时，用示波器测量相应振荡电压的峰峰值VP-P，并填入表5-1。 表5-1CTf(MHz)VP-P（ V）51pf100pf150pf3 测试当C、C不同时，起振点、振幅与工作电流IER的关系（R=110K）（1）取C=100pf、C=1200pf，CT=150pf，调电位器RP使IEQ(静态值)分别为表5-2所标各值，用示波器测量输出振荡幅度VP-P（峰峰值），并填入表5-2。注意：仍然用测量发射极电压保证发射极电流的办法保证IEQ取值。例如，IEQ=0.8 mA，即测量VEQ=0.8 v，依次类推。 表5-2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0VP-P(V)f（MHz）（2）取C=680pf、C=120pf，分别重复测试表5-2的内容。4 频率稳定度的影响（1）回路LC参数固定时，改变并联在L1上的电阻R使等效Q值变化时，对振荡频率的影响。实验条件：C=100pf、C=1200pf 、IEQ=3mA，改变L1的并联电阻R，使其分别为1K、10 K、110 K，分别记录电路的振荡频率，并填入表5-3。注意：频率计后几位跳动的变化情况。（2）回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。实验条件：C=100pf、C=1200pf、R=110 K，改变晶体管IEQ使其分别为表5-3所示各值，测出振荡频率，并填入表5-4。 Rf 表5-3 IEQf 表5-4R1K10K110Kf(MHz)IEQ1mA2mA3mA4mAf(MHz)五、 实验报告1写明实验目的。2写明实验所用仪器。3画出实验电路的直流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果。4以IEQ为横轴，输出电压峰峰值VP-P为纵轴，将不同C、C值下测的得的二组数据，在同一坐标纸上绘制成曲线。5 本振荡电路有什么特点。实验六 石英晶体振荡一、实验目的1 了解晶体振荡器的工作原理及特点。2 掌握晶体振荡器的设计方法及参数设计方法。二、 预习要求1 查阅晶体振荡器的有关资料。阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。2 试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。三、实验仪器1双踪示波器 2频率计 3万用表 4实验板G1四、实验内容及步骤实验电路见图6-1图6-1 晶体振荡器原理图 仿真参数：R1=4.7K,R2=4.3K, R3=680,R41k，Rp47K,L1=3.3H，L2330，C1=C5=C6=C7=10nF,C2=1000p,C3=100p,C4=1500p，EX（晶振）=6MHZ，RL110k，10k，1k1.测量振荡器静态工作点：调图中RP，测得IEmin及IEmax。方法仍然是利用测量电压VE求电流IE。2按照实验五的仪器接法，在输出点接频率计和示波器。测量当工作点在上述范围时随便取某值时的振荡频率及输出电压并记录下来。3负载不同时对频率的影响，RL分别取110K、10K、1K，测出电路振荡频率，填入表6-1，并与LC振荡器比较。 表6-1RL110K10K1Kf(MHz)五、实验报告1画出实验电路的交流等效电路。2整理实验数据。3比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异，并分析原因。4你如何肯定电路工作在晶体的频率上。5根据电路给出的LC参数计算回路中心频率，阐述本电路的优点。实验七 振幅调制器（利用乘法器）与解调器一、实验目的1 掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程2 掌握测量调幅系数的方法。3 通过实验中波形的变幻，学会分析实验现象。二、预习要求1预习幅度调制器有关知识。2认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。3 分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。三、实验仪器1双踪示波器2高频信号发生器3万用表4实验板G3四、实验电路说明幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同，即载波的振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调制器即为产生调制信号的装置。图7-1 1496芯片内部电路图本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调制器，图7-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对，由V1V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差动对的恒流源又组成一对差动电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以次实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1V4的输入端，即引脚8、10之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间；2、3引脚外接1K电阻，以扩大调制信号动态范围；已调制信号取自双差动放大器的两集电极输出，即引脚6、12之间。用1496集成电路构成的调制器电路如图7-2所示。图中用RP1来调节引出脚1、4之间的平衡；RP2用来调节引出脚8、10之间的平衡；三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。五、实验内容实验电路见图7-2图7-2 1496构成的调幅器仿真参数：R1=R2=R8=1K, R3=R10=4.7K,R4=R5=820,R6=R7=56,R96.8k，R11=150K,R12=3.3K,Rp110K,Rp24.7k，C1=C2=C5=C6=0.1F, C=100F ，1直流调制特性的测量 首先，给电路板接上-8V和+12V的电源。（1）调RP2电位器使载波输入端平衡： 先产生一个1KHZ的低频信号：规定调制信号使用实验箱上自带的200HZ2KHZ的信号。调节实验箱上的信号频率，直到频率计读数为1KHZ。如果频率计不显示读数或闪烁不定，这是因为信号幅度太小，加大信号幅度，直到稳定显示数值。调好1KHZ后，不用再看频率计了，接下来调节信号幅度，在示波器上观察幅度，使振幅为0.1V。如果信号幅度过大，无法调至0.1V，可以使用实验箱上的衰减再调节达到要求。 图7-3 仪器接线图调平衡：在调制信号输入端IN2加振幅为100mV，频率为1KHz的正弦信号，调节RP2电位器使输出端信号最小，即在示波器上观察的波形应接近一条直线，幅度为0。然后去掉输入信号。这一步调平衡非常重要，如果后面产生的调幅波形上大下小，不对称，就是因为平衡没有调好造成的。 （2）按照图7-3在载波输入端IN1加振幅VC为10mV,频率为100KHz的正弦信号（此信号用高频信号发生器来产生，用频率计和示波器测量频率和幅度），用万用表的直流档测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，（注意：应该是等幅的振荡波形，否则平衡未调好。）以VAB=0.1V为步长，记录RP1由一端调到另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式V0=KVAB VC(t)，计算出系数K值，并填入表7-1。VABV0(P-P)K 表7-12实现全载波调幅（1）调节RP1使VAB=0.1V，用万用表直流档测，A、B点在电路板上。载波信号仍为VC(t)=10sin2*105t（mV），按照图7-3将低频信号VS(t)= VS sin2*103t（mV）加至调制器输入端IN2，画出VS=30mV和100mV时的调幅波形（标明峰峰值与谷谷值），并测出其调制度。M=(峰值-谷值)/( 峰值+谷值)（2）调节时间轴旋钮即加大示波器扫描速率，观察并记录m=100%和m100%两种调幅波在零点附近的波形情况。（3）载波信号VC(t)不变，将调制信号改为VS(t)= 100sin2*103t（mV）调节RP1观察输出波形VAM(t)的变化情况，记录m=30%和m=100%调制波所对应的VAB值。如何通过观察波形知道记录m=30%和m=100%？观察调幅波包络振幅与载波比值。3实现抑制载波调幅 先加好电源。（1）调RP1使调制端平衡：在载波信号输入端IN1加VC(t)=10sin2*105t（mV）信号，调制信号端IN2不加信号，调节RP1使输出端信号最小，然后去掉输入信号。 （2）载波输入端不变，调制信号输入端IN2加VS(t)= 100sin2*103t（mV）信号，观察记录波形，并标明峰峰值电压。 （3）加大示波器扫描的速率，观察记录已调波在零点附近波形，比较它与m=100%调幅波的区别。 六、实验报告1整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。2画出调幅实验中m=30%、m=100%、 m100%的调幅波形，在图上标明峰峰值电压。3画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。4画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。调幅波信号的解调一、实验目的1 进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。2 了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。3 掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、预习要求1复习课本中有关调幅和解调原理。2分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三、实验仪器1双踪示波器2高频信号发生器3万用表4实验板G3四、实验电路说明 调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方法由二极管包络检波器，同步检波器。1 二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程。它具有电路简单，易于实现等特点。本实验如图7-1所示，主要由二极管D和RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：图8-1 二极管包络检波器其中：m为调幅系数，f0为载波频率，为调制信号角频率。 仿真参数：R1=4.7K, R2=10K,R3=4.7K, C1=33nF, C2=0.1F ，2同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高通分量而获得调制信号。本实验如图8-2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号VC经过电容C1加在8、10引脚之间，调幅信号VAM经电容C2加在1、4引脚之间，相乘后信号由12引脚输出，经C4、C5、C6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。图8-2 1496构成的解调器仿真参数：R1=56，R2=R6=R8=R9=1K,R3=1.2K,R4=820,R5=R11=3.3K, R7=100,R10=10K,C1=C2=C3=0.1F, C4=C5=C7=4700F ,C6=1F ， ，五、实验内容及步骤注意：做此实验之前需利用实验七的实验内容2（1）的内容。（一）二极管包络检波器实验电路见图8-11 解调全载波调幅信号（1）m30%的调幅波的检波载波信号仍为VC(t)=10sin2*105t(mV)调节调制信号幅度，将调幅实验（实验七）中获得的调制度m100%的调幅波。将它们依次加至解调器VAM的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。2