高频电子线路实验三.doc

电子科技大学中山学院学生实验报告系别：电子工程系 专业：信息工程 课程名称：高频电子线路实验班级：09电B 姓名；吴寒丰 学号：49 组别： 实验名称：实验三 集电极调幅与大信号检波 实验时间： 成绩： 教师签名： 批改时间：一、实验目的1、熟悉三极管集电极调幅和二极管大信号检波的工作原理；2、掌握调幅系数的测量方法；3、观察检波器电路参数对输出信号失真的影响。二、实验仪器1. 示波器 一台2. 高频信号发生器 一台3. 数字万用表 一块4. 无感起子 一把5. 实验箱及实验电路板 一套三，实验原理1. 集电极调幅电路集电极调幅原理电路如图3所示，它实际上是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器。等幅载波通过高频变压器Tr1输入到三极管的基极，调制信号通过低频变压器Tr2加到集电极回路且与电源电压VcT串联，因此放大器的有效集电极电源，图中和是高频旁路电容，且对调制信号相当于开路。在实验二中研究过谐振功放的电源特性，知道仅Vcc改变且功放工作在过压状态时，集电极脉冲电流的幅度与集电极电源成线性关系。因此，集电极电流的基波分量是包络与调制信号变化规律一样的高频振荡，从而在该电路的输出端得到普通调幅波u(t)。相应的电压电流波形如图4所示。2 二极管峰值包络检波器峰值包络检波器适用于普通调幅波的解调，它属于大信号检波，一般要求输入信号在0.5V以上。 工作原理图5(a)是二极管包络检波的原理电路，它是由输入回路、二极管和RC低通滤波器组成。假设电路在最初时，电容C上的电压为零。检波器输入调幅电压为，在信号的正半周，二极管D导通，对电容C充电，由于二极管的正向电阻很小，使得C很快被充电到接近输入信号的峰值。电容上的电压（即输出电压）建立起来后，二极管是否导通将由电容电压与输入信号电压共同决定。只有在输入调幅信号的峰值附近，才能满足的条件，使D导通，C充电，而在其它时间里，二极管D处于截止状态，C通过电阻R放电。由于放电时间常数RC远大于输入信号的周期T，因此电容两端电压下降不多。在输入调幅信号下一周期来到时，再次满足，使得二极管导通，电容C充电。如此不断循环重复下去，使电容两端的电压重现了输入调幅波包络的形状，完成了峰值包络检波，如图5（b）所示。（a）原理电路 (b) 波形图图5 二极管大信号包络检波器 检波失真. 惰性失真为了提高检波效率和滤波效果，RC值常选取得较大。但RC时间常数很大时，放电太慢，使输出电压在输入信号包络下降的区段内跟不上包络的变化，造成在这一段时间内，二极管始终截止，输出仍为RC放电波形而与输入无关。只有当输入信号振幅重新超过输出电压时，输出才恢复正常。这种失真是由于电容C放电太慢引起的，所以称为惰性失真，也叫做对角切割失真。其波形如图6所示。 图6 惰性失真 可以证明，不产生惰性失真的条件是 （7）式中，ma是最大调幅系数，为最高调制角频率。 . 负峰切割失真在实际电路中，检波器的输出常通过隔直电容Cc与下一级电路相连，如图7所示，RL为下级（如低频放大器）的输入电阻。为了有效地传送低频信号，要求Cc对低频信号阻抗很小，因此它的容量较大。在检波过程中，电容Cc两端建立起基本不变的直流电压，该电压通过R和RL分压，将会在R上形成电压UR。UR对二极管来说是反向电压，当输入普通调幅波的振幅的最小值附近电压数值小于UR时，二极管截止，在此期间，输出电压不能跟随输入信号包络变化，出现底部切割现象，直到输入信号振幅大于UR时，输出才恢复正常。这种失真叫做负峰切割失真，其波形如图8所示。 图7 检波电路 图8 负峰切割失真波形避免负峰切割失真的条件是 （8）其中，为交流电阻，在图7中 （9）从式（8）可知，要克服负峰切割失真，就应当减小交直流负载的差别。实际应用中常采用如图9所示电路。电路中的直流电阻为，而交流电阻，在R一定的条件下，R1越大， R2就越小，与R差别就越小，负峰切割失真也就不易产生，但检波输出电压也小。因此，兼顾失真和输出电压，一般取 。另外， 为了进一步滤除高频分量，在R2两端并接了电容C2。 图9 减少负峰切割失真的检波电路3. 实验电路实验电路如图10所示，其中Q1及其外围元件组成甲类放大器，Q2及其相关元器件组成集电极调幅电路，D1及其右边的元件构成二极管检波电路。图0实验电路四、实验内容与步骤 实验数据处理及结果分析在主箱上正确插好集电极调幅与大信号检波模块，正确连接电路电源线，主板12V孔接模块+12V，主板GND接模块GND，接上电源通电。若连接正确,模块上的电源指示灯将会亮。1、调整集电极调幅的工作状态。开关K1向左拨，连接好跳线J1、J2、J5，调W1使Q1的静态工作点为UEQ2.1V4V（即测其发射极对地的电压）。 2、用高频信号发生器(EE1051)从IN1处注入10.7MHz的载波信号，用示波器在TT1处观察输出波形，依此调节T1、T2中的磁芯及可变电容CC1和CC2使TT1处输出信号最大且不失真(暂时不加调制信号)。3、测试动态调制特性从IN3处输入1KHz的调制信号（调制信号由实验箱上的低频信号源提供，连接JD1、选择正弦波），调制信号的幅度由0V开始增加。此时用示波器在TT1处可以看到调幅信号。改变调制信号的大小，记下对应的A和B，计算调幅系数，填入表1。表1 调制特性记录表1.522.533.544.55/V22.833.32.62.22.42/V44.44.64.85.05.25.45.2/%33.322.22118.531.540.538.441.6注：。4、观察检波器的输出波形 （1）连接J2、J5，用示波器从