综合课程设计---调幅电路测试与FUT电路设计.doc

大学课程设计专业综合课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 综合课程设计 课程设计目的：1. 通过对thex-1型综合实验平台的使用，较深入了解通信电路的原理；2. 掌握通信电路的测试方法和设计实验的方法；3. 学习利用ewb仿真设计简单通信系统的方法；4. 练习利用protel绘制pcb电路的方法；5. 提高正确地撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求1. 电路测试：测试osc，am1，amdem1，amdem2，fut，clk实验电路板。要求详细分析实验电路的工作原理（说明每个元器件的作用和功能），写出测试项目，并对测试结果作出详细分析；如果电路板不能测出所需要的结果，要分析原因，找出电路板损坏的部位。2. 用ewb做出fut的仿真电路，并测试各点的波形；要求详细分析电路原理（说明每个元器件的作用和功能），对测试结果作出详细分析。3. 用protel绘制fsk2的pcb电路。4. 查阅不少于6篇参考文献。初始条件：1. thex-1型综合实验平台及实验指导书；2. 示波器，万用表。3. ewb和protel软件。时间安排：第18周，安排设计任务；第19周，完成实验测试和仿真电路的设计与测试；第20周，完成pcb电路绘制；撰写设计报告，答辩。指导教师签名： 2011 年 7 月 5 日系主任（或责任教师）签名： 2011 年 7 月 5 日目录1电路测试41.1 模拟乘法器幅度调制实验 am41.1.1、实验目的41.1.2、实验仪器与设备41.1.3、实验原理4 1.1.4、实验步骤71.1.5、实验结果101.2 模拟乘法器同步检波实验 amdem1111.2.1、实验目的111.2.2、实验仪器与设备111.2.3、实验原理11 1.2.4、实验步骤131.2.5、实验结果141.3 晶体二极管检波实验 amdem2141.3.1、实验目的141.3.2、实验仪器与设备141.3.3、实验原理14 1.3.4、实验步骤181.3.5、实验结果191.4 时钟与三级伪码发生实验 clk191.4.1、实验目的191.4.2、实验仪器与设备191.4.3、实验原理19 1.4.4、实验步骤21 1. 4. 5、实验结果211.5 函数信号发生实验 fut241.5.1、实验目的241.5.2、实验仪器与设备241.5.3、实验原理241.5.4、实验步骤271.5.5、实验结果271.6 lc与晶体振荡（本振）实验 osc281.6.1、实验目的281.6.2、实验仪器与设备281.6.3、实验原理291.6.4、实验步骤311.6.5、实验结果322 函数信号发生实验 fut332.1 实验原理332.1.1 icl8038管脚功能图342.1.2 实验电路352.2 实验仿真362.2.1实验仿真电路图362.2.2 实验仿真内容以及波形图363 fsk数字频率解调实验pcb制作 （fsk2）383.1电路原理图383.2电路板pcb制作384设计心得体会411电路测试 1.1 模拟乘法器幅度调制实验 am1.1.1、实验目的1学习幅度调制的原理。2掌握用集成模拟乘法器构成调幅电路的方法。3掌握集成模拟乘法器mc1496用于调幅电路的方法。1.1.2、实验仪器与设备1thex-1型实验平台、模拟乘法器幅度调制实验（am）220mhz双踪示波器、万用表1.1.3、实验原理（一）幅度调制原理调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅呈调制信号的规律变化；而检波则是从调幅波中取出低频信号。振幅调制信号按其不同频谱的结构分为普通调幅（am）信号，抑制载波的双边带调制（dsb）信号，抑制载波和一个边带的单边带调制（ssb）信号。把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上（例如晶体二极管和晶体三极管），经过非线性变换电路，就可以产生新的频率成分，再利用一定带宽的谐振回路选出所需的频率成分来实现调幅。设载波信号为，调制信号为，则调幅信号的表达式为error! no bookmark name given.式中，m为调幅系数，；为载波信号；为上边带信号；为下边带信号。它们的波形及频谱如图2-1所示。由图可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此，信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。双边带调幅波的表达式为单边带调幅波的表达式为或（二）集成模拟乘法器集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。由于采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件要简单得多，而且性能优越，因而广泛应用于无线通信、广播电视等领域。集成模拟乘法器的常见产品有mc1495/1496、lm1595/1596等。 图1-1 （a）调幅波波形 （b）调幅波频谱（三）mc1496应用介绍 1内部电路介绍 mc1496是双平衡四象限模拟乘法器，其内部电路如图1-2所示。其中，t1、t2与t3、t4组成双差分放大器，集成极负载电阻是rc1、rc2。t5、t6组成的单差分放大器用于激励t1t4。t7、t8及其偏置电路构成恒流源电路。引脚与接输入电压，和接另一输入电压，输出电压从引脚与输出。引脚与外接电阻re，对差分放大器t5、t6产生电流负反馈，可调节乘法器的信号增益，扩展输入电压的线性动态范围。引脚为负电源端（双电源供电时），引脚外接电阻r5，用来调节偏置电流i5及镜像电流i0的值。 图1-2 mc1496的内部电路及引脚图 2静态工作点设置（1）静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2v,小于或等于最大允许工作电压。对于图2-2所示的内部电路，在应用时，静态偏置电压应满足下列关系： (2)静态偏置电流的确定静态偏置电流主要由恒流源i0的值来确定。当器件为单电源工作时，引脚接地，脚通过一电阻r5接正电源+vcc(+vcc的典型值为+12v)，由于i0是i5的镜像电流，所以改变电阻r5可以调节i0的大小，即 静态偏置电流当器件为双电源工作时，引脚接负电源-vee（一般接-8v），脚通过电阻r5接地，因此，改变r5也可以调节i0的大小，即根据mc1496的性能参数，器件的静态电流应小于4ma，一般取左右。 器件的总耗散功率可由下式估算： （2-3） pd应小于器件的最大允许耗散功率（33mw）。 3实验电原理图分析实验电路如图2-3所示。其中，载波信号经高频耦合电容c2从脚（端）输入，c3为高频旁路电容，使脚交流接地。调制信号经低频耦合电容c1从脚（端）输入，c4为低频旁路电容，使脚交流接地。调幅信号从脚单端输出。采用双电源供电方式，所以脚的偏置电阻接地，可计算静态偏置电流i5或 i0，即ma。脚与间接入负反馈电阻r12以扩展调制信号的线性动态范围，r12增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。图1-3 模拟乘法器幅度调制电原理图1.1.4、实验步骤 1静态工作点的测量 电阻r6、r7、r8及r10、r11提供静态偏置电压，保证乘法器内部的各个晶体管工作在放大状态，所以阻值的选取应满足(2-1)(2-2)的要求。对于图2-3所示电路参数，静态时（），测量器件各引脚的电压如下：引脚 电压/v 6.0 6.0 0.0 0.0 8.6 8.6 -0.7 -0.7 - 6.8 0 -8.0 r1、r2与电位器rw1组成平衡调节电路，改变rw1的值可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。2抑制载波振幅调制 j2端输入载波信号，其频率fc=5mhz，峰-峰值vcp-p=40mv（可以根据器件性能，增大）。j1端输入调制信号，其频率，先使峰-峰值。调节rw1，使输出=0（此时v4=v1）。当逐渐增加，则输出信号的幅度也随之逐渐增大，当为几百毫伏时，出现如图1-4（a）所示的抑制载波的调幅信号；此时约几十毫伏。若继续增大音频输出幅度，则出现过调制波形，此时调节rw1仍可得到平衡调幅波（但此时v4v1）。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出波形出现载波漏信号。脚和分别接电阻r3和r4，以抑制载波漏信号和改善温度性能。如果的波形上、下不对称，则可在r3或r4或脚的支路中串入100电位器，调节该电位器即可改善波形对称性。图1-4 （a）抑制载波的双边带调幅波 （b）有载波调幅波 3有载波振幅调制j2端输入载波信号，fc=5mhz，vcp-p=40mv。时，调节平衡电位器rw1,使输出信号中有载波输出，此时，约十几毫伏（此时v4v1）。再从j1端输入调制信号，其中，当由零逐渐增大时，则输出信号的幅度也随之发生变化，当为几百毫伏时，出现如图1-4（b）所示的有载波调幅信号的波形，调幅系数m为 。 式中，vmmax为调幅波幅度的最大值；vmmin为调幅波幅度的最小值。在做高频大系统实验时，应将输入载波改换成频率fc=10mhz。1.1.5、实验结果图1.5 am高频载波信号 图1.6 am输入高频信号 图1.7 am波和其解调波 图1.8 am波1.2 模拟乘法器同步检波实验 amdem11.2.1、实验目的 1学习同步检波的工作原理。 2掌握同步检波的工作方法。 3掌握模拟乘法器mc1496同步检波的方法。1.2.2、实验仪器与设备1thex-1型实验平台、模拟乘法器幅度调制实验（am）、模拟乘法器同步检波实验（amdem1）220mhz双踪示波器、万用表1.2.3、实验原理 振幅调制信号的解调过程称为检波。常用的方法有包络检波和同步检波两种。有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。当然，有载波振幅调制信号亦可以用同步检波的方法进行解调。 （一）抑制载波的双边带的同步检波原理 利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一个输入端输入抑制载波的双边带信号，另一输入端输入同步信号（即载波信号）,经乘法器相乘，可得输出信号=(条件为大信号)式中，第一项是所需要的低频调制信号分量；后两项为高频分量，可用滤波器滤掉。从而实现了双边带信号的解调。 （二）单边带振幅调制信号的同步检波原理 若输入信号为单边带振幅调制信号，即,则乘法器的输出=式中，第一项是所需要的低频调制信号分量；第二项为高频分量，也可以被滤波器滤掉。 （三）有载波振幅调制信号的同步检波原理 如果输入信号为有载波振幅调制信号，同步信号为载波信号，利用乘法器的相乘原理，同样也能实现解调。设,则输出电压=+式中，第一项为直流分量；第二项是所需要的低频调制信号分量；后面三项为高频分量，利用隔直电容及滤波器可滤掉直流分量及高频分量，从而实现了有载波振幅调制信号的解调。 图1-9 同步检波解调器电路1.2.4、实验步骤 （一）静态工作点的测量：实测数据参考前面的“模拟乘法器调幅电路实验”。 （二）有载振幅信号的解调调节am模块输出为有载波的调幅波，联结am模块的j3和amdem1的j1（即输入调幅波的，这时乘法器的输出经低通滤波器后输出，经隔直电容c12后的输出为，调节电位器rw1可使输出波形的幅度增大，波形失真减小，其波形如图所示。（三）抑制载波振幅信号的解调 经为抑制载波的调幅信号，经mc1496同步检波后的输出波形如图1-10（b）所示。若的幅度较小，可以增加一级运算放大器电路放大信号。（a）有载波信号的解调 （b）抑制载波信号的解调图1-10 解调器输出波形1.2.5、实验结果 图1.11 am波和其解调波1.3 晶体二极管检波实验 amdem21.3.1、实验目的 1学习二极管峰值包络检波电路的性质。 2掌握产生惰性失真和负峰切割失真的原因，并在实验中观察这两种失真。 3掌握避免产生惰性失真和负峰切割失真的条件。1.3.2、实验仪器与设备1thex-1型实验平台、晶体二极管检波实验（amdem2）、二次变频与鉴频实验（mix3）220mhz双踪示波器、有源音源（选用）、有源音箱（选用）1.3.3、实验原理 （一）二极管峰值包络检波 从实验三可知，调幅信号的解调就是从调幅信号中恢复出低频信号的过程，又称为检波，它是调幅的逆过程。从频谱上看，调幅是利用模拟相乘器或其它非线性器件，将调制信号频谱线性搬移到频谱附近，并通过带通滤波器提取所需要的信号。检波作为调幅的逆过程，必然是再次利用相乘器或非线性器件，将调制信号频谱从载波频率附近搬回到原来位置，并通过低通滤波器提取所需要的信号。幅度解调的原理电路模型可以用图表示。图1-12幅度解调的电路模型 图1-13 幅度解调中的频谱搬移 图1-13所示为频谱搬移过程，其中（a）图为输入调幅信号的频谱（设为am信号），（b）图为解调输出信号的频谱。由图可见，输出信号频谱相对输入信号频谱在频率轴上搬移了一个载频频量（频谱线性搬移）。另外，应注意用于解调的相干载波信号必须与所收到的调幅波载波严格同步，即保持同频同相，否则会影响检波性能。因此这种检波方式称为同步检波（相干解调）。虽然图1-13所示的电路在原理上适用于am、dsb、ssb信号的解调，但对am信号而言，因为其载波分量未被抑制，不必另外加相干载波信号，而可以直接利用非线性器件的频率变换作用解调（例如二极管检波），这种解调称为包络检波，也可称为非同步检波或非相干解调。对于dsb、ssb信号，其波形包络不直接反映调制信号的变化规律，所以不能采用包络检波器解调，只能采用同步检波。二极管峰值包络检波电路主要的形式为二极管串联型，如图15-3所示。串联型是指二极管与信号源、负载三者串联，图中rlc为检波负载，同时也起低通滤波作用。一般要求输入信号的幅度为0.5v以上，所以二极管处于大信号（开关）工作状态，故又称为大信号检波器。图1-14 大信号检波电路当检波器输入高频信号时，载波正半周二极管导通，并对负载电容c充电，充电时间常数为(为二极管导通内阻)，c上电压即近似按指数规律上升。这个电压建立后通过信号源电路，又反向加到二极管两端，这时二极管上的电压为，当由最大位下降到时，二极管截止，电容c将通过rl放电，由于放电时间常数rlc远大于高频电压的周期，故放电很慢。电容c上电荷尚未放完时，下一个正半周的电压又超过，使二极管再次导通，c再次被充电。如此反复，直到在一个高频周期内电容充电电荷等于放电电荷，即达到动态平衡时，便在平均值上下按载波角频率作锯齿状等幅波动，只要，并且电容c放电速度能跟得上包络变化速度，那么检波器输出电压就能跟随调幅波的包络线变化，如图1-15所示。图1-15 调幅波的检波波形（二）大信号检波电路的失真检波电路除了具有与放大器相同的线性与非线性失真外，还可能存在两种特有的非线性失真。1惰性失真（对角切割失真） 这种失真是由于检波负载rlc取值过大而造成的。通常为了提高检波效率和滤波效果，希望选取较大的rlc值，但rlc取值过大时，二极管截止期间电容c通过rl放电速度过慢，当它跟不上输入调幅波包络线下降速度时，检波输出电压就不能跟随包络线变化，于是产生如图1-16所示的惰性失真。图1-16 惰性失真由图可见，在t1t2时间内，因，二极管总是处于截止状态。为了避免产生这种失真，必须保证在每一个高频周期内二极管导通一次，也就是使电容c的放电速度大于或等于调幅波包络线的下降速度。进一步分析表明，避免产生惰性失真的条件为 rlc 应当注意的是在多频调制的情况下，上式中应取调制信号的最高频率分量值max。2负峰切割失真实际上，检波电路总要和低频放大电路相连接。作为检波电路的负载，除了电阻rl外，还有下一级输入电阻ri2通过耦合电容cc与电阻rl并联，如图15-6所示。当检波器输入单频调制的调幅波时，如图1-17所示，检波器输出的低频电压全部加到ri2两端，而直流电压全部加到cc两端，其大小近似等于输入信号的载波电压振幅ucm。由于cc容量较大，在音频的一个周期内认为其两端的直流电压uc近似不变，可看成一直流电源。在rl上的压降为 图1-17 检波电路与低放图1-18 负峰切割失真此电压对二极管而言是反偏置，因而在输入调幅波正半周的包络小于url的那一段时间内，二极管被截止，使检波电路输出电压不随包络线的规律而变化，电压被维持在url电平上，输出电压波形被箝位，这种失真称为负峰切割失真，如图7所示。为避免负峰切割失真，应满足 即 上式中是检波器的低频交流负载，rl为直流负载。上式表明，为防止产生负峰切割失真，检波器的交、直流负载之比应大于调幅波的调制指数ma。当低放输入阻抗较低，对调制指数较大的信号难以满足时，解决办法有两个：一是将rl分成rl1和rl2，ri2通过cc并接在rl2两端，如图所示。这样，因rl=rl1+rl2一定，rl1越大，交、直流负载电阻相差越小，越不容易产生负峰切割失真，但是音频输出电压也随rl1增大而减小。通常取rl1/rl2=0.10.2，图15-8中c2是为进一步提高滤波能力而加的，常选c2=c1。二是在检波器与低放之间采用直接耦合方式。图1-19 检波器改进电路之一图1-20 晶体二极管检波电路电原理图1.3.4、实验步骤 （一）解调有载波调幅信号图为本实验的实验电原理图，从j1输入455khz调幅波（调制度30%，100mvp-p）短接k11-2调节t1104至tp2调幅波幅度最大。（然后再略为减小一些以防自激）短接k12-3，k21-2，k32-3，k42-3，在tp3和tp4观察正常输出波形与调制信号进行双踪比较。（二）观察隋性失真波形：保持以上调幅波输入，短接k22-3，检波直流负载电阻由3.3k变为100k，在tp3和tp4观察隋性失真波形（必要时可加大高讯仪输出），并与调制信号进行双踪比较。（三）观察负峰切割失真：增大调幅波调制度50%左右（采用外调制），短接k21-2，k41-2，检波交流负载电阻由22k变为390，在tp3和tp4观察负峰切割失真（必要时可加大高讯仪输出）并与调制信号进行双踪比较。1.3.5、实验结果实验结果：由于这部分的实验模块上缺少主要芯片，所以无法测得结果。1.4 时钟与三级伪码发生实验 clk1.4.1、实验目的 1了解多种时钟信号的产生方法。 2掌握用数字电路产生伪随机码的实现方法。 3了解pcm编码中的收、发帧同步信号的产生过程。1.4.2、实验仪器与设备1thex-1型实验平台、时钟与三级伪码发生实验（clk）220mhz双踪示波器1.4.3、实验原理时钟信号乃是数字通信各级电路的重要组成部分，在数字通信电路中，若没有时钟信号，则电路基本工作条件将得不到满足而无法工作。 （一）电路组成 时钟与三级伪码发生实验是供给pcm、psk、fsk、vco等实验所需时钟和基带信号，图1-21是实验电原理图，由以下电路组成： 1内时钟信号源。 2多级分频及脉冲编码调制系统收、发帧同步信号产生电路。3三级伪随机序列码产生电路。图1-21 时钟与三级伪码发生实验电原理图（二）电路工作原理 1内时钟信号源 内时钟信号源电路由晶振j1，电阻r1和r2，电容c1，非门u1a，u1b组成，若电路加电后，在u1a的输出端输出一个比较理想的方波信号，输出振荡频率为4.096mhz，经过d触发器u6b进行二分频，输出为2.048mhz方波信号。 2三级基准信号分频及pcm编码调制收发帧同步信号产生电路 该电路的输入时钟信号为2.048mhz的方波，由可预置四位二进制计数器（带直接清零）组成的三级分频电路组成，逐次分频变成1k方波，u2、u3、u4的第二引脚为各级时钟输入端，输入时钟分别为2.048mhz、p128k、8kh，由第一级分频电路产生的p128khz窄脉冲和由第二级分频电路产生的8kh窄脉冲进行与非后输出，即为pcm编译码中的收、发分帧同步信号p8k。 3伪随机码发生器电路 伪随机序列，也称作m序列，它的显著特点是：（a）随机特性；（b）预先可确定性；（c）可重复实现。 本电路采用带有两个反馈的三级反馈移位寄存器，示意图见图1-23。若设初始状态为111（q2q1q0=111），则在cp时钟作用下移位一次后，由q1与q0模二加产生新的输入q=q0q1=11=0，则新状态为q2q1q0=011。当移位二次时为q2q1q0=001；当移位三次为q2q1q0=100；移位四次后为q2q1q0=010；移位五次后为q2q1q0=101；移位六次后为q2q1q0=110；移位七次后为q2q1q0=111；即又回到初始状态q2q1q0=111。该状态转移情况可直观地用“状态转移图”表示。见图21-3。 图1-22左下图是实验系统中伪随机序列码发生器电原理图。从图中可知，这是由三级d触发器和异或门组成的三级反馈移存器。在测量点pn处的码型序列为1110010周期性序列。若初始状态为全“零”则状态转移后亦为全“零”，需增加u8a三输入与非门“破全零状态”。图1-22 具有两个反馈抽头的伪随机序列码发生器 图1-23 状态转移图1.4.4、实验步骤 电路通电后，用20mhz双踪示波器观察以下各点波形。在pn观察点观察三级伪随机码时，需在clk-in接入时钟方波。1.4.5、实验结果 图1.24 方波信号频率1.024m 图1.25 方波信号频率1k 图1.26 方波信号频率2.048m 图1.27 方波信号频率2k 图1.28 方波信号频率16k 图1.29 方波信号频率512k1.5 函数信号发生实验 fut1.5.1、实验目的1了解单片集成函数信号发生器xr-2206p的功能及特点。2掌握xr-2206p的应用方法。1.5.2、实验仪器与设备1thex-1型实验平台、函数信号发生实验（fut）220mhz双踪示波器1.5.3、实验原理（一）xr-2206p功能介绍xr-2206p芯片是单片函数信号发生集成电路，能产生高质量、高稳定度和高精度的正弦波、三角波、方波和锯齿波以及脉冲信号。输出波形的幅度和频率可受外部电压的控制。频率选择范围可达0.01hz1mhz。该电路很适合在通信、仪器和函数信号发生器等方面的应用，尤其是要求产生语音信号、am、fm和fsk的场合。它的典型温度漂移参数为20ppm/0c，典型的扫频范围可达2000：1，并且保持较低的失真度。（二）xr-2206p内部框图介绍xr-2206p内部框图如图20-1所示。图1-30 xr-2206p内部框图从图上可知，xr-2206p由vco、电流开关和正弦、复杂波形形成电路三部分组成，vco和电流开关接有定时电容和定时电阻，可决定函数信号输出频率，正弦和复杂波形形成电路接有波形调节电路，可修正波形。vco可直流输出方波，正弦和复杂波形形成电路可输出正弦波和三角波。另外xr-2206p还具有的功能是脚可输入调波形对输出信号进行调幅，脚可输入fsk信号进行vco跟踪。各引脚的性质如表格所示。图20-2 xr-2206各引脚的性质（三）xr-2206p试验电路介绍xr-2206p试验电路如图所示。图20-3 xr-2206p试验电路图中，c、r1、r2是定时电容和定时电阻，振荡频率 ，r3可改变输出幅度，25k电位器可进行方波的占空比调节，500欧可变电阻可对正弦波形进行修整，11脚上接有的10k电阻是方波输出的上拉电阻。电路采用单电源供电，偏置电平接近于vcc/2。（四）xr-2206p实际电路分析xr-2206p的实际应用电路如下图所示。图1-31 函数信号发生器实验电原理图图20-4中，电源采用双电源供电。定时电阻的变化范围为50k500k，因此，当k1的1-2联结时，频率输出的范围大致在20hz200hz,当k1的2-3联结时，频率输出的范围大致在200hz2khz,当k1的4-5联结时，频率输出的范围大致在2khz20khz。r3和r4是幅度调节电阻，输出信号的幅度与（r3+r4）成正比，正弦波的幅度大致是60mvp-p/k，三角波的幅度大致是160mvp-p/k。rw1调节方波的占空比，方波的占空比亦影响到正弦波和三角波的波形。k2和k3组合进行波形选择，当k21-2，k31-2时，输出正弦波；当k22-3，k31-2时，输出三角波；当k32-3时（k2任意）输出方波。rw2为幅度调节，和r3配合使用。u2为信号放大和射极跟随器输出。1.5.4、实验步骤取输出频率1k左右（一）内幅度r3的调整rw2顺时针输出最大，调节内幅度r3，使方波、正弦波、三角波均不限幅。（二）占空比rw1的调整波形选择方波，调整rw1，使占空比1：1，然后检查正弦波和三角波。1.5.5、实验结果图1.32 方波 图1.33 正弦波信号图1.34 三角波信号1.6 lc与晶体振荡（本振）实验 osc1.6.1、实验目的1了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。2比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。3测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。4比较lc与晶体振荡器的频率稳定度。1.6.2、实验仪器与设备1thex-1型现代通信原理与技术综合实验平台（后面将简称为thex-1型实验平台）、lc与晶体振荡（本振）实验（osc）220mhz双踪示波器、万用表1.6.3、实验原理（一）起振条件（1）相位平衡条件：xce和xbe必需为同性质的电 抗，xcb必需为异性质的电抗，如图1-1所示，且它们之间满足下列关系：（2）、幅度起振条件： 式中：qm晶体管的跨导，fu反馈系数，au放大器的增益，qie晶体管的输入电导，qoe晶体管的输出电导，ql晶体管的等效负载电导，fu一般在0.10.5之间取值。（二）电容三点式振荡器 （1）、电容反馈三点式电路考毕兹振荡器，考毕兹振荡器电路组成及交流等效电路如下图所示。（a） 考毕兹振荡器 （b） 交流等效电路 图1-35 考毕兹振荡器图是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容ci和输出电容co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。（2）、串联改进型电容反馈三点式电路克拉泼振荡器 电路如图1-36所示，其特点是在l支路中串入一个可调的小电容c3，并加大c1和c2的容量，振荡频率主要由c3和l决定。c1和c2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了ci和co对频率稳定度的影响，且使频率可调。（a） 克拉泼振荡器 （b） 交流等效电路图1-36 克拉泼振荡器（3）、并联改进型电容反馈三点式电路西勒振荡器电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在l1两端并联一个小电容c4，调节c4可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。本实验箱所提供的lc振荡器就是西勒振荡器。（a） 西勒振荡器 （b） 交流等效电路图1-37 西勒振荡器（三）、晶体振荡器本实验提供的晶体振荡器电路为并联晶振b-c型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路如图1-38所示。 图1-38 皮尔斯振荡器（四）实验电原理图介绍 本实验电原理如下图所示。图1-39 lc与晶体振荡器实验电原理图本次实验的具体线路分析如下：电阻r1r6为三极管bg1提供直流偏置工作点，电感l1既为集电极提供直流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻r5上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关k1、k2、k3的1和2接点便成为lc西勒振荡电路，改变c7可改变反馈系数，短接k1、k2、k3 2-3，并去除电容c7后，便成为晶体振荡电路，电容c6起耦合作用，r11为阻尼电阻，用于降低晶体等效电感的q值，以改善振荡波形。在调整lc振荡电路静态工作点时，应短接电感l2（即短接k4 2-3）。三极管bg2等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。本实验中lc振荡器的输出频率约为1.5mhz，晶体振荡器的输出频率为16.455mhz，调节电阻r10，可调节输出的幅度。1.6.4、实验步骤（一）、调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流电压（ue、ueq）和直流电流（ie、ieq）：1组成lc西勒振荡器：短接k11-2、k21-2、k3 1-2、k41-2，并在c7处插入1000p的电容器，这样就组成了与图1-4完全相同的lc西勒振荡器电路。用示波器(探头衰减10)在测试点tp2观测lc振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。2调整静态工作点：短接k4 2-3（即短接电感l2），使振荡器停振，并测量三极管bg1的发射极电压ueq；然后调整电阻r1的值，使ueq=0.5v，并计算出电流ieq（=0.5v/1k=0.5ma）。3测量发射极电压和电流：短接k41-2，使西勒振荡器恢复工作，测量bg2的发射极电压ue和ie。1.6.5、实验结果图1-40 震荡输出2 函数信号发生实验 fut2.1 实验原理 1、 icl8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图2-1所示。它由恒流源i1和i2、电压比较器a和b、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。图2-1 icl8038原理框图 外接电容c由两个恒流源充电和放电，电压比较器a、b 的阈值分别为电源电压（指uccuee）的2/3和1/3。恒流源i1和i2的大小可通过外接电阻调节，但必须i2i1。当触发器的输出为低电平时，恒流源i2断开，恒流源i1给 c充电，它的两端电压uc随时间线性上升，当uc达到电源电压的2/3时，电压比较器a的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源i2接通，由于i2i1（设i22i1），恒流源i2将电流2i1加到c上反充电，相当于c由一个净电流i放电，c 两端的电压uc 又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器b的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源i2断开，i1再给 c充电，如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使i22i1， 则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚输出方波信号。c上的电压uc， 上升与下降时间相等，为三角波，经电压跟随器从管脚输出三角波信号。将三角波变成正弦波是经过一个非线性的变换网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆动时，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波，从管脚输出。2.1.1 icl8038管脚功