西北工业大学_高频实验报告_2013新版

1、高 频 实 验 报 告（电子版）班级： 班级： 学号： 学号： 姓名： 姓名： 201 3 年 12 月实验1、 调幅发射系统实验一、 实验目的与内容：通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。2、 实验原理：1、 LC三点式振荡器电路：原理图工作原理：通过以三极管5BG1为中心所构成的电感三点式LC振荡电路产生所需的30MHz高频信号，再经下一级晶体三极管5BG2进行放大处理后输出至下一级电路中；2、 三极管幅度调制电路：原理图工作原理输入30MHz的高频信号和1KHz的调制信号分别经隔直电容7C9，7C8加于三极管的基极上，经

2、幅度调制电路调幅后，得到所需的30MHz的已调幅信号，并输出至下一级电路中。3、 高频谐振功率放大电路：原理图工作原理：输入经上一级晶体三极管调幅后的30MHZ调幅信号，分别通过两级三极管6BG1和6BG2进行放大；得到所需的放大信号。4、 调幅发射系统：系统框图工作原理通过振荡电路输出30MHz高频信号，经放大后与本振信号在三极管幅度调制电路中进行调幅处理，经滤波后再通过高频谐振功放完成放大处理，再经检波后输出所需信号。3、 实验步骤：1、 LC三点式振荡器电路：1、接通12V直流电源，调整静态工作点：调节静态工作点使Ic1=3mA，用万用表的电压档位测其两端电压，调节5W2，使电压表之示数

3、达到3V左右；2、验证振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值U L的影响关系：保持上述静态工作点，通电后，将示波器接至5-1端，在示波器上即有相应的参数呈现，之后调节5K1的几个档位，并分别用示波器读出其对应的峰峰值Vp-p并记录；3、验证振荡管工作电流和振荡幅度的关系保持静态工作点不变，调节5K1至一固定位置并保持不变；万用表置电压档并接至5R8两端，示波器接至5-1，通过调节5W2，使万用表电压值与步骤（2）所测值尽量一致，此时通过示波器测出相应的峰峰值Vpp和频率f并记录数据和对应波形；2、 三极管幅度调制电路：1、 接通12V直流电源，调整静态工作点：调节静态工作点使Ic1=3mA，调节7W

4、1，使7R3两端电压约等于0.3V；2、7K1打至高频输入端，调节信源幅值和频率：30MHz 100mVpp,此时用示波器检测并观察7-2的波形，同时调节7C10使波形达到最大不失真；3、 调节信源输出，使7K1接30MHz 100mVpp 之正弦信号，同时7K2接入1000Hz的调制信号;4、验证IC值变化对调制系数m的影响关系：将万用表打至电压档接至7R3两端，调节7W1，使其示数为0.1V，同时用示波器测出此时的V(A)和V(B)的大小；之后再用同样的方式，调节7W1，使得静态工作点电流值分别为0.1mA，0.2mA，0.3mA，0.4mA，0.5mA，0.6mA，0.7mA，0.8mA

5、，并分别用示波器测出它们各自对应的V(A)和V(B)的值并记录；5、 验证调制信号U幅度变化对调制系数m的影响关系：由于上个步骤改动了静态工作点，现在应该改回到先前的Ic1=3mA上来，然后输入调制信号：1000Hz 0.1Vpp 电源电压V1=12V和U1：30MHZ 0.1Vpp，记录此时的波形，然后调节调制信号的幅值，使得万用表电压值分别为：0.1V，0.2V，0.3V，0.4V，0.5V，0.6V，0.7V，0.8V ，并同时用示波器测出此时对应V(A)和V(B)的大小并加以记录；3、 高频谐振功率放大电路：1、 将电流表串联入电路中，打开开关6C3，调节输入信源为：30MHz 300

6、mVpp通电，用示波器观察6-2处的波形，同时调节6C570，以使波形达到最大不失真；2、 验证谐振功率放大器的激励特性：将示波器接至6-3，调节信源输入由300mVpp每次加上100mVpp，同时观察电流表示数变化，当电流表示数发生跳变时为止，并记录此时的峰值；3、调节6CB70，使波形达到最大不失真；4、 调幅发射系统：1、级联各板，7K2接上1000Hz的调制波，示波器接到6-3端，打开6K2，调节7W2使信号输出大于起振电压；2、调节6K1的几个档位，使输出调制波达到最好，记录波形和其分别对应的Uo值和Ic值；4、 测试指标与测试波形：1 LC三点式振荡器电路：1.1、 振荡器反馈系数

7、kfu对振荡器幅值U L的影响关系：表1-1： 测试条件：V1 = +12V、 Ic1 3mA、 f0 28MHz kfu = 0.10.5 名称单位12345kfu5C6/(CN+5C6)0.20.40.60.81.0U LV P-P0.481.081.461.581.64拟合曲线：振荡器的反馈系数kfu-U L特性结论：振荡器幅值UL 随振荡器的反馈系数Kfu 增大而增大，且随Kfu 的增大，UL 的变化率减小。 1.2、 振荡管工作电流和振荡幅度的关系： IcUL表1-2： 测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 0.5 6 mA数据值 项 目5BG

8、1电流 Ic （mA）0.512345ULV P-P0.531.762.112.843.012.82foMHz27.7227.7627.8827.7127.6627.45拟合曲线：振荡器的IcUL特性结论： 振荡管幅度在一定范围内随振荡管工作电流增加而变大，超出该范围后振荡管的幅度随工作电流的增大而下降 1.3、 LC三点式振荡输出波形：测试条件：V1 =12V、 kfu 0.4、 fo 28MHz、 Ic1 = 3mA实验实测波形粘贴处2 三极管幅度调制电路（基极）：2.1、 IC值变化对调制系数m的影响关系：“IC - m”表1-3 测试条件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 V

9、p-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-p名称单位U= 1KHz/0.1VP-P Ui = 30MHz/0.1VP-PIcmA1234567Usm (A)VP-P0.3120.4000.4240.5000.5520.5760.624Usm (B)VP-P0.0960.1440.2400.3400.4080.4480.510m%52.947.127.719.015.013.310.1拟合曲线：IC值变化对调制系数m的影响的结论： 基极调幅电路中，调制器的调制系数m 值随晶体管工作电压Ic 的增大而减小。 2.2、 调制信号U幅度变化对调制系数m的影响关系： “ U- m”表1-4 测试条件：

10、V1 = +12V U= 1kHz/0.10.5 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA 数据值 (Vp-p) 项 目U(Vp-p)0.10.20.30.40.50.60.70.8（A）VP-P0.4520.5160.5560.6000.6350.6480.6740.452（B）VP-P0.2730.2040.1220.0450.0330.0250.0200.273（m）%22.541.366.683.290.792.593.722.5拟合曲线：调制信号U幅度变化对调制系数m的影响的结论： 基极调幅电路中，调制器的调制系数m 随调制信号U的增大而增大,最后接近1 2.3、

11、 三极管幅度调制电路（基极）输出波形：测试条件：V1 = +12V U= 1kHz/0.1 Vp-p Ui = 30MHz/0.1 Vp-pIc=3mA实验实测波形粘贴处3 高频谐振功率放大电路：3.1. 输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系表1-5 测试条件：V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8 Vp-p、RL=50、（Ic不得超过60mA）级别激励放大级器(6BG1)末级谐振功率放大器(6BG2)测量项目注入信号Ui（V6-1）激励信号Ubm（V6-2）输出信号U0（V6-3）未级电流IC（mA）峰峰值V P-P2.219.22.827.54有效值V0.7786.78

12、90.9909.738峰峰值V P-P2.620.82.829.54有效值V0.9197.3550.99010.4463.2. 谐振功率放大器的负载特性： RL- Uo表1-6 测试条件：V1=V2 =12V、 fo=30MHz Ubm= 34Vp-p RL= 50-150RL5075100125150Uo(Vp-p)(V6-3)26.921.820.218.213.9Ic(mA)(V2)14.814.113.713.112.8分析：谐振功率放大器的输出电压Uo 随放大器负载电阻RL 阻值增大而增大3.3. 谐振功率放大器的输出功率与工作效率电源输入功率PD: Ic = 3 mA、 V2 =

13、0.240 V、 PD = 0.72 mW高频输出功率P0 : Uo = 13.9 Vp-p RL = 150 P0 = 1.28 mW电路工作效率: 56.25 %分析: 只增大Vbm 时，使集电极电流脉冲的宽度和高度增加，Vbm 增加到一定程度后放大器工作状态由欠压进入过压，在即将达到临界电压时集电极电流急剧增加，进入过压状态后，集电极电流变化缓慢。4 调幅发射系统（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数）：本振信号高频载波信号线性放大器调幅电路检波电路混频电路本振信号检波电路功率放大器检波电路输出实验二、调幅接收系统实验一、 实验目的与内容：通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极

14、管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。2、 实验原理：1、 晶体管混频电路：原理图：工作原理：输入协调于30MHz的载波信号，经隔直电容2C5加于晶体三极管2BG1的基极上，本振输入（调制信号）经隔直电容2C6 加于晶体三极管发射极，载波信号和本振信号经三极管2C6混频，得到固定频率（455kHz）的中频信号，再经选频网络滤波，得到所需的455kHz不失真混频信号。2、 中频放大/AGC和检波电路：原理图：工作原理；输入经上级三极管混频后的中频电压，利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大；输出放大信号输入AGC反馈控制电路，利用AGC控制前级中频放大器的输出增益

15、，使系统总增益随规律变化；在经过最后一级二极管检波电路实现解调，将中频挑夫信号变换为反映传送信息的调制信号。3、 调幅接收系统：系统框图工作原理从天线接收传递信息的载波信号，经过低噪放完成初级放大送入混频器，与本振信号混频的到455kHz的中频信号，再经过中频放大器和AGC反馈控制电路实现增益可控的信号放大，最后由二极管检波器完成检波，输出要求的调制信号。3、 实验步骤：1、 晶体管混频电路：1、接通12V直流电源，调整2BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量2R4（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻2W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；2、 接入子系统输入：利用函数信号发

16、生器，分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号频率10MHz，峰峰值250mV，本振信号为10.455MHz的调制信号（利用函数信号发生器的调制模式将1000kHz和10.455MHz的正弦信号进行调制）；3、 调节选频网络，观测中频输出：在观测点V2-3接入示波器，用小螺丝刀调节选频网络2B1中的电容2C3，使输出中频信号尽量达到最大不失真（注意固定示波器的时基），并使中频输出信号固定在455KHz左右；4、 完成子系统调试，根据要求测量数据：改变基极偏执电阻2W1，使静态工作点从0到3.0变化，测量不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，计算公式

17、如下：5、 中频放大/AGC和检波电路：1、接通12V直流电源，调整3BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量3R7（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；2、接入子系统输入：利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合，接入AGC；4、 调节第一级中频放大电路：以V3-2为观测点，调节选频网络中的电容3C4，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；5、 调节第二级AGC电路：以3BG2为中心的AGC反馈控制电路调节方式与步骤4一样，调节选频网络中的电容3C7，使中频放大输出信号最大不失真且

18、保持455kHz；6、 完成子系统调试，根据要求测量数据：改变出入中频信号的峰峰值，使之从1mV到1V变化，测量不同峰峰值输入信号Uin下，中频放大器输出Vo1（即AGC输入）和AGC输出Vo2以及AGC控制电压；6、 调幅接收系统：1、 接入系统输入：分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号频率10MHz，峰峰值250mV，本振信号为10.455MHz的调制信号（利用函数信号发生器的调制模式将1000kHz和10.455MHz的正弦信号进行调制）；2、 二系统级联：晶体管混频电路与中频放大/AGC和检波电路通过试验箱内部连接；4、 测试指标与测试波形：1、 晶

19、体管混频电路：混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系表2- 1 测试条件：EC1 = +12V、 载波信号Us = 5mv UL=250 mVp-p Ic = 0.13mA电流 Ic（mA）0.00.51.01.52.02.53.0中频U2mVp-p30.151.362.068.074.078.086.0混频增益Kuc(dB)15.5919 20.2229 21.8684 22.6708 23.4052 23.8625 24.71062、 中频放大/AGC和检波电路：2.1、 AGC动态范围测试表2-2 V1=+12V, Uin=1mVp-p1Vp-p/455kHz

20、输入信号UinmVp-p123910一中放Vo1（AGC输入）（mV）p-p4856408082AGC输出Vo2（mV）p-p567280152176AGC控制电压VcV0.670.680.670.670.67输入信号UinmVp-p1002003009001V一中放Vo1（AGC输入）（mV）p-p296456544840896AGC输出Vo2（mV）p-p408436536664728AGC控制电压VcV0.670.680.670.660.67AGC动态范围测试曲线图粘贴处AGC动态范围结论 AGC利用其自动反馈功能，自动控制系统的总增益，减小了原中频放大器的输出波动范围，从而也降低了系统

21、波形的失真。 2.2、 AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图特性曲线图粘贴处AGC检波输出线性动态范围结论 从拟合曲线图可以看出，经过AGC电路的调整， AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压近似成线性关系，大大减小了中频输出信号的线性失真。 2.3、 检波失真观测测试条件：输入信号Vin：455KHz、10mVp-p，调制1kHz信号，调制度50%调幅信号检波无失真输出波形实测波形选贴实测波形 粘贴处 对角线失真输出波形实测波形选贴实测波形 粘贴处 负峰切割失真输出波形实测波形选贴实测波形 粘贴处 3、 调幅接收系统（给出各单元模块接口信号参数）：三极管混频电路本振信号10.

22、455MHz100mV Vpp高频载波信号10MHz250mV Vpp中频放大器输出455kHz中频载波信号AGC反馈控制电路二极管检波电路增益自动控制的中频信号输出455kHz幅度调制信号实验2、 调频接收系统实验一、 实验目的与内容：通过实验了解与掌握调频接收系统，了解与掌握小信号谐振放大电路、晶体振荡器电路、 集成混频鉴相电路2、 实验原理：1、 小信号谐振放大电路：原理图工作原理这是一个丙类谐振功率放大器，对由天线输入的信号进行前级小信号放大。其中，1R1、1R2为晶体三极管提供直流偏置。信号经过隔直电容1C7输入三极管基极，经过1C5和1L1组成的选频网络输出单谐振信号，通过1C5和

23、1L1组成的选频网络与1C9、1C10、1L2组成的选频网络输出双谐振信号。2、 晶体振荡电路：原理图工作原理晶体振荡电路采用石英晶体振荡器来控制与稳定频率。电路中，7805为三端集成稳压器，为晶体振荡电路提供稳定的5V电压，电路主体为并联型晶体振荡器，其中晶振可以作为高Q值的电感与电容构成LC谐振回路选频网络，输出频率固定的振荡信号经晶体三极管放大和选频网络滤波输出理想的振荡信号。3、 集成混频鉴相电路：原理图工作原理将两个频率相同，幅度一致的高频信号加在混频器的本振信号和载波信号输入端，中频端输出随两个输入信号之差变化而变化的直流电压。当输入信号为正弦信号时，鉴相输出随输入信号之差变化的正

24、弦波。4、 调频接收系统：系统框图工作原理天线接收载波信号，经前级低噪放进行初步放大后，被送入MC3362P集成混频鉴频电路，进行两次混频和一次鉴频操作，完成频率调制，最终输出所需的已调频信号。其中，MC3362P的本振信号由外部晶振电路提供。3、 实验步骤：1、 小信号谐振放大电路：1、接通12V直流电源，调整1BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量1R3（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻1W1，使发射级电流Ie在0.5mA到0.8mA左右即可；2、接入子系统输入：利用函数信号发生器，在天线输入处接入高频载波信号（30MHz，50mVpp）3、调试单谐振与双谐振网络：将Q值控制开关1K

25、2拨至1R5（100K），示波器由观测点V1-2（单谐振）接入，调整单谐振选频网络中的电容1C4，是输出波形达到最大不失真：再将示波器由观测点V1-3（双谐振）接入，调整双谐振选频网络中的串联谐振电容1C9和并联谐振电容1C10，使输出波形达到最大不失真；2、 晶体振荡电路：1、接通12V电源，为晶体振荡电路供电；2、示波器接入观测点V5-4；3、调整选频网络5B1：用小螺丝刀调整谐振电路中的电容5C22，观察示波器波形，使输出振荡信号稳定且达到最大不失真；3、 集成混频鉴相电路：1、接通12V电源，向7805三端稳压器和MC3362P供电；2、子系统信号输入：用函数信号发生器在载频输入端输入

26、30MHz，50mVpp正弦信号3、调整选频网络2B2：示波器接入观测点V2-8，用小螺丝刀调整谐振电路中的电容2C20，观察示波器波形，使输出调频信号达到最大不失真；4、 调频接收系统：1、接通12V直流电源，接入接收天线；2、小信号谐振放大电路：将开关1K1拨至双谐振端，开关1K3拨至高放输出2端；3、集成混频鉴相电路：用信号发生器将40.7MHz调频信号由V2-5接入系统；4、由鉴频输出端V2-8观测波形；4、 测试指标与测试波形：1 小信号谐振放大电路：放大器直流工作点对Uo的影响关系表1-1: 测试条件：V1 = +12V、 Ic1 0.54.5mA、 Ui 50mVP-P f0 30MHz 输入信号Ui(mVP-P)50mVP-P放大管电流Ic10.5mA1mA2mA3mA4mA4.5mA输出信号Uo(VP-P)0.2460.4300.7480.9201.0221.232分析：在一定范围内，放大器的放大倍数会随着直流工作点的升高而增大，当超过高范围后放大器的放大倍数随着直流工作点的升高而减小。阻尼电阻对放大器的影响关系 表1-2：测试条件：V1 = +12V、 Ic1 2mA、 f0 30MHz Ui =50mVP-P 输入信号Ui(mVP-P)50mVP-P阻尼电阻RZ(R11)R=100 (R7)R=1K(R6)R=10K(R5)R=10