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实验一 LC与晶体振荡器实验一、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。二、实验预习要求 实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。三、实验原理说明 三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡 器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。1 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，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， 图1-1 三点式振荡器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。2电容三点式振荡器 1）电容反馈三点式电路考毕兹振荡器 （a）考毕兹振荡器 （b）交流等效电路图1-2 考毕兹振荡器图1-2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1-3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1-3 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1-4 西勒振荡器 3晶体振荡器本实验箱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1-5所示。 图1-5 皮尔斯振荡器 四、实验设备 THKGP系列高频电子线路实验箱；双踪示波器：2040MHz；频率计：10MHz；繁用表。五、实验内容与步骤开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来切换电路的结构形式。 作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析；电阻R101R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101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R105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K101、K102、K103的1和2接点（以后简称“短接Kxxx -”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接 K101、K102、K103 2-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合作用，R111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L102（即短接K104 2-3）。三极管BG102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6MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。经过以上的分析后，可进入实验操作。接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。（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K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并在C107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TP102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K104 2-3（即短接电感L102），使振荡器停振，并测量三极管BG101的发射极电压Ueq；然后调整电阻R101的值，使Ueq=0.5V，并计算出电流Ieq（=0.5V/1K=0.5mA）。3量发射极电压和电流：短接K104 1-2，使西勒振荡器恢复工作，测量BG102的发射极电压Ue和Ie。4调整振荡器的输出：改变电容C110和电阻R110值，使LC振荡器的输出频率f0为1.5MHz输出幅度VLo为1.5VP-P。（二）观察反馈系数Kfu对振荡电压的影响： 由原理可知反馈系数Kfu=C106/C107。按下表改变电容C107的值，在TP102处测量振荡器的输出幅度VL（保持Ueq=0.5V），记录相应的数据，并绘制VL=f（C）曲线。C107(pF)5001000150020002500VL(p-p)（三） 测量振荡电压VL与振荡频率f之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数f max/ f min： 选择测试点TP102，改变C110值，测量VL随f的变化规律，并找出振荡器的最高频率fmax和最低频率fmin 。f (KHz)VL(p-p)f max = 和fmin= ，f max/ f min= （四）观察振荡器直流工作点Ieq对振荡电压VL的影响：保持C107=1000pF，Ueq=0.5V，fo=1.5MHz不变，然后按以上调整静态工作点的方法改变Ieq，并测量相应的VL，且把数据记入下表。Ieq(mA)0.250.300.350.400.450.500.55VL(p-p)（五）比较两类振荡器的频率稳定度：1LC振荡器保持C107=1000pF，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不变，分别测量f1在TP101处和f2在TP102处的频率，观察有何变化？2晶体振荡器 短接K101、K102、K1032-3，并去除电容C107，再观测TP102处的振荡波形，记录幅度VL和频率f0之值。波形： 幅度VL = 频率f0= 。然后将测试点移至TP101处，测得频率f1 = 。 根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度f/ f0 ：六、预习思考题1静态和动态直流工作点有何区别？如何测定？2本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响？3试分析C103、L102对晶振电路的影响？4射极跟随电路有何特性？本电路为何采用此电路？七、实验注意事项 1本实验箱提供了本课程所有的实验项目，每次实验通常只做其中某一个单元电路的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。2用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以免影响后续实验的正常进行。3在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机动性箱的零部件。4实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。八、实验报告1整理实验数据，绘画出相应的曲线。2总结对两类振荡器的认识。3实验的体会与意见等。实验二 通频带展宽实验一、实验目的1）掌握通频带测量方法。 2）掌握电流、电压负反馈法展宽通频带的工作原理和方法。 3）掌握混合连接法展宽通频带的工作原理和方法。二、实验预习要求 实验前，预习教材“电子线路非线性”的附录：选频网络；“高频电子线路”第二章：小信号谐振放大器；“高频电子技术”第六章：高频小信号放大电路分析基础的有关章节。三、实验原理说明晶体三级管放大电路由于极间电容，分布电容等因素的影响，对不同信号频率具有不同的放大倍数，致使频带变窄。展宽通频带有多种方法，其中常用的两种方法如下：1 电流负反馈法：基本电路如图2-1所示，共发电路的射极电阻Re具有电流负反馈作用，当Re两端不接入电容Ce时，Re既有直流负反馈（起稳定直流工作点作用），又有交流负反馈作用（减小放大量，展宽频带）当Re两端接入大容量电容Ce时，Re只有直流反馈，而没有交流负反馈的作用：当Re两端接入一定容量的Ce时，由于容抗Xc=1/c，随着频率的增加而下降，因而对频率中因极间电容和分布电容而损失的高频成分的放大有一定的补偿作用，Ce可称为高频补偿电容。 图2-1 共发电路电流反馈2共发共基混合连接电路：单级共射放大电路因受发射结BE间等效电容Cn的影响，从信号源电压到发射结传输系数的上截止频率为fh=RCn，利用共发共基混合连接电路，客观上是在单级共发电路的集电极与集电极负载之间插入一个共基电路，其交流等效电路如图2-2所示。这种电路利用共基电路输入阻抗很小，电流放大系数近似为1的特点，可以减小Cn的密勒电容分量CM，等效到BE之间的密勒电容为CM=（1+qmRC）*Cbc。将原来接在共发集电极的负载电阻改接至共基电路的输出端。使整个电路的电压放大倍数维持不变。由于共基电路的上截止频率fa= o* ff，因而它的通频带比共发电路要宽得多。 图2-2 共发共基混合连接电路的交流等效电路四、实验设备THKGP系列高频电子线路实验箱；BT5扫频仪；双踪示波器；AS1051S高频信号发生器。五、实验内容与步骤按实验一启动实验箱电源的方法接通电源，在实验板上找出本次实验的单元电路，熟悉各元器件的作用，然后按下+12V总电源开关K1和本实验单元的电源开关K200，电源指示发光二极管D4和D201点亮。图2-3 通频带展宽实验 1实际线路分析1）电路原理图的上半部分取自黑白电视机的视放电路，它是一个典型的电流负反馈通频带展宽线路。06MHz的视频信号从输入端J201输入，由C213滤去残留的中频（38MHz）信号；BG201为预视放级，R201R203为BG201的偏置电阻，C213、L201为串联谐振吸收回路，吸收全电视信号中的6.5MHz第二伴音中频。BG202为典型的共发射极电路，R204R210为BG202的偏置电阻，发射极电阻由R208R210三个电阻串联组成，C203、C204为高频补偿电容，与大电容C205串联并由切换开关K201切换的1K、330、0三个电阻，表示不同反馈量的三种典型状态。BG202集电极输出通过电容C206至输出端TP202。2）电原理图的下半部分取自彩电的三基色视放电路，它是一个典型的共发共基混合连接展宽通频带线路。视频信号从输入端J202输入，BG203为典型的共发电路，通过切换开关K202可选择不同的基极串联电阻。若短接K2031-2，测试点TP204为共发电路信号的输出；若短接K203 2-3，则TP204为共发共基电路的信号输出，R220为两者的公用负载电阻。由K204确定在共发共基之间是否串联电阻R221。 2用扫频法测量不同频率补偿量（电流负反馈）的频率响应特性曲线。1）置BT5扫频仪扫频输出信号衰减10dB，Y衰减10dB，Y增幅位置调节适中。2）扫频输出探头接测试点TP201，检波探头接TP202。3）调节电感线圈L201的磁芯，使曲线吸收点位移至6.5MHz处。 A高增益、无电容补偿电路频响特性的测试：短接K201 4-5，不接电容C203和C204，调节扫频仪Y 的增幅，使1MHz频标位于扫频仪屏幕的第8格处，并记录以下各频标的幅度，填入下表。频标1MHz2MHz3MHz4MHz5MHz6MHz6.5MHz幅度8格 B中增益、无电容补偿电路频响特性的测试：短接K2012-3，使C205与330电阻串接，C203、C204不插入电路，然后按上述步骤a的方式进行调节与记录数据。 C低增益、无电容补偿电路频响特性的测试：短接K2011-2，使C205与1K电阻串接，C203、C204不插入电路，实验步骤同上。D低增益、高端展宽电路频响特性的测试：短接K2011-2，使C205与1K电阻串接，C203不插、C204插入330P的电容，实验步骤同上。E低增益、中高端展宽电路频响特性的测试：短接K201 1-2，C203插入3300P电容、C204插入330P电容，实验步骤同上。作图：将以上5根曲线画出在同一频率幅度座标纸上，分别计算它们的频带宽度，同时结合电原理图加以分析。3输入正弦法测量不同频率补偿量（电流负反馈）的频率响应特性曲线。选择以上a，c，e三种结构电路，在TP201（或J201）处输入高频信号，幅度为0.4VP-P，频率分别调为1MHz、2MHz、3MHz、4MHz、5MHz、6MHz，在TP202处用示波器测量相应频率的输出幅度（Vp-p）。A高增益、无电容补偿电路频响特性测试：短接K201 4-5，C203、C204不插入电路，测量以下各点的电压值，并填入下表。频 标1MHz2MHz3MHz4MHz5MHz6MHz6.5MHz幅 度B低增益、无电容补偿电路频响特性测试：短接K201 1-2，C203、C204不插入电路，测量步骤同上。C低增益、有电容补偿电路频响特性测试：短接K2011-2，C203插3300p电容，C204插330p电容，测量步骤同上。作图：将以上三根曲线画在同一频率幅度座标纸上，分别计算带宽并与扫频测量的结果相比较。 4用扫频法测量共发电路基极串接不同电阻时的频率响应特性曲线。 将扫频仪输出探头改接到TP203，检波探头改接到TP204。1）共发电路，基极串接电阻8.2K，短接K202 2-3、K2031-2、K204 1-2，调节Y增幅，使1MHz频标位于扫频仪屏幕第8格处，然后记录以下各频标的幅度，填入下表中。频标1MHz2MHz3MHz4MHz5MHz6MHz幅度8格2）共发电路，基极其电阻4.7K，短接K2021-2、K2031-2、K204 1-2，实验步骤同上。作图：将以上二根曲线画在同一频率幅度座标纸上并加以比较。5用扫频法测量共发-共基电路之间串接不同电阻时的频率响应特性曲线。1）共发-共基电路，两三极管之间的串接电阻阻值为零，短接K202 1-2 ，K203 2-3，K204 1-2，调节Y增幅，使1MHz频标位于扫频仪屏幕第8格处，然后记录以下各标的幅度。频标1MHz2MHz3MHz4MHz5MHz6MHz幅度8格2）共发-共发电路，两三极管之间的串接620的电阻，短接K202 1-2，K203 2-3，K204 2-3，实验步骤同上。 作图：将以上两条曲线与步骤4所作的两条曲线画在同一座标纸上，并加以比较。 6输入正弦波法测量共发与共发-共基电路的通道频率响应曲线。 选择实验步骤4项中的（2）和5项中的（1）两项电路结构，在TP203（或J202）处输入高频信号，幅度为0.4VP-P，频率分别调为1MHz、2MHz、3MHz、4MHz、5MHz、6MHz，在TP204处测量以上各频率下的输出幅度（VP-P）。1）共发电路，基极串联电阻4.7K，短接K202 1-2、K203 1-2、K204 1-2，然后记录以下各频标的幅度。频标1MHz2MHz3MHz4MHz5MHz6MHz6.5MHz幅度(Vp-p)2）共发-共基电路，基极电阻4.7K，短接K202 1-2 ，K203 2-3，K204 1-2，实验步骤同上。作图：将以上二根曲线画在同一频率幅度座标纸上，并加以比较。六、实验注意事项1高频信号发生器与扫频仪均为第一次接触，实验前必须认真阅读这两种仪器的使用说明书，并熟悉它们的使用与操作方法。2 其它与实验一相同。七、预习思考题1分析电路中切换开关K201三种切换状态的含义与作用。2分析电路中并接电容C204的作用。3分析电路中电容C213与电感L201串联支路的作用。4分析电路中开关K202、K203、K204两种切换方式的含义与作用。八、实验报告1整理实验数据，并绘制相应的频率特性曲线。2总结不同频段所采用的通频带展宽方法。3比较两种通频带展宽电路的特点及其应用。实验三 非线性波形变换实验一、实验目的 1）了解二极管限幅器的组成与工作原理。 2）掌握用二极管限幅器实现非线性波形变换的原理与方法。 3）熟悉将三角波变换成正弦波的方法。二、实验预习要求实验前，预习“高频电子线路”第五章：频率变换电路分析基础；“高频电子技术”第8章：调幅、检波与混频频谱线性搬移电路等有关章节。三、实验原理说明 1二极管函数电路一个理想的二极管与一个线性电阻串联组合后的伏安特性可视为一条折线，如图3-1-1所示。若再与一个电源串联，组成为二极管限幅器，它生成另一条新的折线，如图3-1-2所示。同理，用具有不同电导的二极管支路分别与不同的电源相串联，可生成各种不同的折线，如图3-1-3所示。如将多条这种电路并联组合一起，则可生成一条由多个折点组成的具有特定函数功能的电路，并可以此来逼近某一特定的曲线，此即为二极管函数电路，如图3-1-4所示。 图3-1-1 二极管与电阻串联 图3-1-2 二极管限幅器图3-1-3 不同偏置电压下的二极管限幅器 图3-1-4 二极管函数电路实例及其伏安特性 2实际线路分析图3-2所示的电路,是一个由多个限幅器接在运放反馈支路中所构成的二极管函数电路。设置二极管D1D3和D4D6的偏置电路参数，使分压电阻的阻值对应相等。在选定适当的阻值后，当输入一个三角波信号时，两组二极管将分别在正负半周的不同电压下导通，则在电路的输出端可得到一个逼近于正弦波的折线组合。图3-3是图3-2所示电路的输出折线与输入三角波1/4周期的对应关系图，为使输出折线逼近于正弦波，在输入三角波 的1/4周期中，选定：当Vim为三角波的峰值时，t1t4对应的输入电压值分别为：图3-2 二极管正弦函数变换电路折线各段对应的斜率即传输系数的绝对值与电路参数的关系是： 而折线转折点电压与电路参数的关系是： 图3-3 正弦波折线与三角波间的对应关系 式中VD1、VD2和VD3表示三条支路的二极管在不同的工作电路情况下，导通电压所出现的明显差异。 四、实验仪器设备 THKGP系列高频电子线路实验箱；函数信号发生器；双踪示波器。五、实验内容与步骤在实验箱上找到“非线性波形变换”实验单元后，接通实验箱电源，然后依次按下+12V总电源开关K1，-12V总电源开关K3，函数信号发生单元电源开关K700及本实验单元电源开关K300，指示电源的三个红色发光二极管和三个绿色发光二极管点亮。1准备工作： 1）短接K301、K302、K303、K304、K305、K306的1-2接点，即断开电路中的六个2AP9二极管。 2）将函数发生器的输出（J701）接至本实验单元的输入端（J301），并分别接至双踪示波器的两个输入端CH1和CH2。3）使函数信号发生器输出为三角波信号，并调节其输出频率为1KHz，输出幅度为最大（约20V）。4）选择示波器两个接口CH1和CH2的幅度灵敏度为0.2V/div，并将三角波调至满8格，双踪要求精确等幅（示波器探头衰减10）。5）示波器CH1和CH2输入通道的幅度灵敏度调至0.1V/div，使屏幕8格内装入三角波正半周。2进行三角波变换为正弦波的测量：将示波器的一探头从测试点TP301移到TP302。以8格幅度为1，分别测量正弦波四个折点的幅度： 将K301的2-3短接，测得 VO1= Vi1= 。将K301的2-3短接，测得VO2= Vi2= 。将K302的2-3短接，测得VO3= Vi3= 。将K303的2-3短接，测得VO4= Vi4= 。用同样的方法测量负半周： 将K304的2-3短接， 测得VO5= Vi5= 。将K304的2-3短接，测得VO6= Vi6= 。 将K305 的2-3短接，测得VO7= Vi7= 。 将K306 的2-3短接，测得VO8= Vi8= 。将以上测量值与理论值进行比较。六、实验注意事项1测量信号幅度时，示波器两个输入通道的幅度细调旋钮必须置于测量状态，以保证双通道的精确测量。2其它同实验一。七、预习思考题1试述二极管的限幅作用原理与应用。2若增大或减小输入三角波的Vim，输出波形将有怎样的变化？ 3若接通或断开第一个二极管支路，对其它二极管支路的正常工作有无影响？ 4试根据二极管限幅作用的原理，试设计一个削波电路，将正弦波变为梯形波。八、实验报告1根据测量数据绘出一个周期内三角波变化为正弦波的波形图。2回答预习思考题。实验四 变容二极管调频器与相位鉴频器实验一、实验目的 1）了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。 2）掌握调频器的调制特性及其测量方法。 3）观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。二、实验预习要求实验前，预习“电子线路非线性部分”第5章：角度调制与解调电路；“高频电子线路”第八章：角度调制与解调；“高频电子技术”第9章：角度调制与解调非线性频率变换电路等有关章节的内容。三、实验原理 1变容二极管直接调频电路 变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图4-1所示。 变容二极管的结电容Cj与电容二极管两端所加的反向偏置电压之间的关系可以用下式来表示：式中，U为PN结的势垒电位差 图4-1 变容二极管的Cj-u曲线（硅管约0.7V，锗管约为0.20.3V）；Co为未加外电压时的耗尽层电容值；u为变容二极管两端所加的反向偏置电压；为变容二极管结电容变化指数，它与PN结渗杂情况有关，通常=1/21/3。采用特殊工艺制成的变容二极管值可达15。 直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。 若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。 若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图4-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。 2电容耦合双调谐回路相位鉴频器 图4-2 直接调频示意图相位鉴频器的组成方框图如4-3示。图中的线性移相网络就是频相变换网络，它将输入调频信号u1的瞬时频率变化转换为相位变化的信号 图4-3 相位鉴频器的组成框图u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。图4-4的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。为了扩大线 图4-4 耦合回路相位鉴频器性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。 图4-5（a）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图，它是由调频调相变换器和相位检波器两部分所组成。调频调相变换器实质上是一个电容耦合双调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电容Cc耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率fc上，二极管D1、D2和电阻R1、R2分别构成两个对称的包络检波器。鉴频器输出电压u由C5两端取出，C5对高频短路而对低频开路，再考虑到L2、C2对低频分量的短路作用，因而鉴频器的输出电压uo等于两个检波器负载电阻上电压的变化之差。电阻R3对输入信号频率呈现高阻抗，并为二极管提供直流通路。图（a）中初次级回路之间仅通过Cp与Cm进行耦合，只要改变Cp和Cm的大小就可调节耦合的松紧程度。由于Cp的容量远大于Cm，Cp对高频可视为短路。基于上述，耦合回路部分的交流等效电路如图4-5（b）所示。初级电压u1经Cm 耦合，在次级回路产生电压u2，经L2中心抽头分成两个相等的电压，由图可见，加到两个二极管上的信号电压分别为：uD1=和uD2= ，随着输入信号频率的变化。u1和u2之间的相位也发生相应的变化，从而使它们的合成电压发生变化，由此可将调频波变成调幅调频波，最后由包络检波器检出调制信号。 (a) （b）图4-5 电容耦合双调谐回路相位鉴频器 3实际线路分析电路原理理图上半部分为变容二极管调频器，下半部分为相位鉴频器。BG401为电容三点式振荡器，产生6.5MHz的载波信号。变容二极管D401和C403构成振荡回路电容的一部分，直流偏置电压通过R427、W401、R403和L401加至变容二极管D401的负端，C402为变容二极管的交流通路，R402为变容二极管的直流通路，L401和R403组成隔离支路，防止载波信号通过电源和低频回路短路。低频信号从输入端J401输入，通过变容二极管D401实现直接调频，C401为耦合电容，BG402对调制波进行放大，通过W402控制调制波的幅度，BG403为射级跟随器，以减小负载对调频电路的影响。从输出端J402或TP402输出6.5MHz调制波，通过隔离电容C413接至频率计；用示波器接在TP402处观测输出波形，目的是减小对输出波形的影响。J403为相位鉴频器调制波的输入端，C414提供合适的容性负载；BG404和BG405接成共集共基电路，以提高输入阻抗和展宽频带，R418、R419提供公用偏置电压，C422用以改善输出波形。BG405集电极负载以及之后的电路在原理分析中都已阐明，这里不再重复。四、实验仪器设备THKGP系列高频电子线路实验箱； 扫频仪；双踪示波器；频率计；繁用表。五、实验内容与步骤在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，然后按实验一的步骤接通实验箱的电源，并按下+12V总电源开关K1，-12V总电源开关K3，函数信号发生实验单元的电源开关K700和本单元电源开关K400，相对应的三个红色发光二极管和三个绿色二极管点亮。 （一）振荡器输出的调整1将切换开关K401的1-2接点短接，调整电位器W401使变容二极管D401的负极对地电压为+2V，并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。2调整线圈L402的磁芯和可调电阻R404，使R407两端电压为1.70.05V（用直流电压表测量），使振荡器的输出频率为6.50.02MHz。3调整电位器W402，使输出振荡幅度为 1.6 VP-P。 （二）变容二极管静态调制特性的测量输入端J401无信号输入时，改变变容二极管的直流偏置电压，使反偏电压Ed在05.5V范围内变化，分两种情况测量输出频率，并填入下表。 Ed（V）00.511.522.533.544.555.5f0MHz不并C404并C404（三）相位鉴频器鉴频特性的测试1相位鉴频器的调整 扫频输出探头接TP403，扫频输出衰减30dB，Y输入用开路探头接TP404，Y衰减10（20dB），Y增幅最大，扫频宽度控制在0.5格/MHz左右，使用内频标观察和调整6.5MHz鉴频S曲线，可调器件为L406，T401，C426，C428，C429五个元件。其主要作用为： T401、C428 调中心6.5MHz至X轴线。 L406、C426 调上下波形对称。 C429 调中心6.5MHz附近的的线性。2鉴频特性的测试 使高频信号发生器输出载波CW，频率6.5MHz, 幅度0.4 VP-P，接入输入端TP403，用直流电压表测量输出端TP404对地电压（若不为零，可略微调T401和C428，使其为零），然后在5.5MHz7.5MHz范围内，以相距0.2MHz的点频，测得相应的直流输出电压，并填入下表。f(MHz)5.55.75.96.16.36.56.76.97.17.37.5V0(mV) 绘制f-VO曲线，并按最小误差画出鉴频特性的直线（用虚线表示）。 3相位鉴频器的解调功能测量 使高频信号发生器输出FM调频信号，幅度为0.4VP-P，频率为6.5MHz，频偏最大，并接入电路输入端J403，在输出端TP404测量解调信号：波形： 波 频率： K 幅度： VP-P（允许略微调节T401）。 （四）变容二极管动态调制特性的测量在变容二极管调频器的输入端J401接入1K的音频调制信号Vi。将K401的1-2短接，令Ed=2V，连接J402与J403。用双踪示波器同时观察调制信号与解调信号，改变Vi的幅度，测量输出信号，结果填入下表。Vi(VP-P)00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.6V0(VP-P)六、实验注意事项1实验前必须认真阅读扫频仪和高频信号发生器的使用方法。2实验时必须对照实验原理线路图进行，要与实验板上的实际元器件一一对应。3其它同前。七、预习思考题1变容二极管有何特性？有何应用？2电容耦合双调谐回路是如何实现鉴频的？3相位鉴频器的频率特性为什么会是一条以载波频率为中心的S 曲线？试从原理上加以分析。八、实验报告1在同一座标纸上画出两根变容二极管的静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度S，说明曲线斜率受哪些因素的影响。2根据实验数据绘制相位鉴频器的鉴频特性f-VO曲线。3根据实验数据绘制相位鉴频器的动态调制特性曲线VO-Vi和VO-f，并分析输出波形产生畸变的原因。4根据实验步骤(四)的测量结果，并结合相频特性测试所得的S曲线，求出变容二极管输出调频波的频偏f。实验五 幅度调制与解调实验一、实验目的 1）加深理解幅度调制与检波的原理。 2）掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。 3）掌握集成模拟乘法器的使用方法。 4）了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真。二、实验预习要求实验前预习“电子线路非线性部分”第4章：振幅调制、解调与混频电路；“高频电子线路”第六章：调幅与检波；“高频电子技术”第8章：调幅、检波与混频频谱线性搬移电路有关章节。三、实验原理1调幅与检波原理简述： 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就可实现调幅。2集成四象限模拟乘法器MC1496简介：图5-1 集成电路MC1496电路原理理图本器件的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频动态增益控制等。它有两个输入端VX、VY和一个输出端VO。一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为：VO=K（VX +VXOS）（VY+VYOS）+VZOX。为了得到好的精度，必须消除VXOS、VYOS与VZOX三项失调电压。集成模拟乘法器MC1496是目前常用的平衡调制/解调器，内部电路含有8个有源晶体管。本实验箱在幅度调制，同步检波，混频电路三个基本实验项目中均采用MC1496。 MC1496的内部原理图和管脚功能如图5-1所示： MC1496各引脚功能如下： 1）SIG+ 信号输入正端 2）GADJ 增益调节端 3）GADJ 增益调节端 4）SIG- 信号输入负端 5）BIAS 偏置端 6）OUT+ 正电流输出端 7）NC 空脚 8）CAR+ 载波信号输入正端 9）NC 空脚 10）CAR- 载波信号输入负端 11）NC 空脚 12）OUT- 负电流输出端 13）NC 空脚 14）V- 负电源 3实际线路分析 U501是幅度调制乘法器，音频信号和载波分别从J501和J502输入到乘法器的两个输入端，K501和K503可分别将两路输入对地短路，以便对乘法器进行输入失调调零。W501可控制调幅波的调制度，K502断开时，可观察平衡调幅波，R502为增益调节电阻，R509和R504分别为乘法器的负载电阻，C509对输出负端进行交流旁路。C504为调幅波输出耦合电容，BG501接成低阻抗输出的射级跟随器。 U502是幅度解调乘法器，调幅波和载波分别从J504和J505输入，K504和K505可分别将两路输入对地短路，以便对乘法器进行输入失调调零。R511、R517、R513和C512作用与上图相同。D503是检波二极管，R522和C521、C522滤去残余的高频分量，R523和R524是可调检波直流负载，C523、R525、R526是可调检波交流负载，改变R524和R526可试验负载对检波效率和波形的影响。U503对输入的调幅波进行幅度放大。四、实验仪器与设备 THKGP系列高频电子线路实验箱； 高频信号发生器； 双踪示波器； 繁用表。五、实验内容与步骤 在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，对照实验原理图熟悉元器件的位置和实际电路的布局，然后按下12V，12V总电源开关K1，K3，函数信号发生实验单元电源开关K700，本实验单元电源开关K500，与此相对应的发光二极管点亮。 准备工作：幅度调制实验需要加音频信号VL和高频信号VH。调节函数信号发生器的输出为0.2VPP、1KHz的正弦波信号；调节高频信号发生器的输出为0.4VPP、100KHz 的正弦波信号。 （一）乘法器U501失调调零将音频信号接入调制器的音频输入口J501，高频信号接入载波输入口J502或TP502, 用双踪示波器同时监视TP501和TP503的波形。通过电路中有关的切换开关和相应的电位器对乘法器的两路输入进行输入失调调零（具体步骤参考如下：K501的2-3短接，调整W501和W502，至TP503输出最小，然后将K501的1-2，K503的2-3短接，调整W503，至TP503输出最小）。 （二）观测调幅波 在乘法器的两个输入端分别输入高、低频信号，调节相关的电位器（W501等），短接K5021-2，在输出端观测调频波VO，并记录VO的幅度和调制度。此外，在短接K5022-3时，可观测平衡调幅波VO，记录VO的幅度。 （三）观测解调输出1参照实验步骤（一）的方法对解调乘法器进行失调调零。2在保持调幅波输出的基础上，将调制波和高频载波输入解调乘法器U502，即分别连接J503和J504，J502和J505，用双踪示波器分别监视音频输入和解调器的输出。然后在乘法器的两个输入端分别输入调幅波和载波。用示波器观测解调器的输出，记录其频率和幅度。若用平衡调幅波输入（K5022-3短接），在观察解调器的输出并记录之。 （四）观测二极管解调输出将调幅波的输出接至二极管检波电路的输入端（连接J503和J507）。在TP509处观察放大后的调幅波，在TP510观察解调输出信号VO。短接K5061-2，调节R524改变直流负载，观测二极管直流负载变化对检波幅度和波形的影响；固定R524，短接K5062-3，调节R526改变交流负载，观测二极管交流负载对检波幅度和波形的影响。记录表格自拟。六、实验注意事项1为了得到准确的结果，乘法器的失调调零至关重要，而且又是一项细致的工作，必须要认真完成这一实验步骤。2其它同前。七、预习思考题1三极管调幅与乘法器调幅各自有何特点？当它们处于过调幅时，两者的波形有何不同？2如果平衡调幅波出现下图所示的波形，是何缘故？ 3检波电路的电压传输系统Kd如何定义？八、实验报告1根据观察结果绘制相应的波形图，并作详细分析。2回答预习思考题。3其它体会与意见。实验六 锁相调频与鉴频实验一、实验目的 1）了解压控振荡器及其构成频率调制的原理。 2）掌握由集成锁相环电路构成频率调制器的工作原理。 3）掌握用锁相环构成调频解调器的工作原理。 4）掌握由集成电路组成频率调制器/解调器的工作原理。二、实验预习要求 实验前预习“电子线路非线性部分”第6章：反馈控制电路；“高频电子线路”第十章：反馈控制电路；“高频电子技术”第10章：反馈控制电