第2章射频收发系统实验任务书.doc

第2章 射频收发系统实验任务书“通信电子电路综合实验”是通信电子类专业的一门综合性实践课程，实验内容分为硬件实验和电路仿真实验二部分，目的在于巩固和加强通信电子电路理论的学习，着重提高学生的通信电子电路的实践技能，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，促进其工程应用。硬件实验采用第1章所介绍的射频收发系统实验箱为实验平台，每个实验团队或小组根据本章所规定的实验任务书完成所有实验。2.1射频收发系统实验的基本要求和流程一、实验的基本要求射频收发系统实验作为“通信电子电路综合实验”的硬件实验部分，其基本要求如下：1、了解射频收发系统实验箱的基本布局和使用说明，掌握射频收发系统的工作过程及各单元电路的工作原理；2、了解并比较各单元电路的原理图和PCB图，掌握各单元电路的调试方法并能查找故障，解决调试中出现的问题；3、掌握电子电路的分析方法，能画出相应电路的功能框图；4、掌握实验方法，能制定相应的实验步骤并撰写实验预习报告；5、能对实验结果归纳、分析和总结，并能撰写完整的综合实验分析报告；6、能根据要求作简单、流畅的答辩。二、实验的基本流程射频收发系统由团队或小组成员合作完成，因此，在实验开始前需上报团队或小组成员名单（不超出7人为宜）并选出负责人1名，实验开始后领取实验箱，在整个实验期间，各团队或小组的实验箱若无严重故障将不予变动。领取实验箱后，实验基本流程如下：1、选定实验工作台，清点仪器设备，熟悉并掌握仪器操作使用方法；2、确定本团队或小组的实验计划及人员分工安排，由负责人整理并上交书面材料；3、按个人实验分工安排，根据相应实验任务书的实验要求撰写预习报告，记录实验数据，并在规定的时间内完成个人实验和团队合作实验，最终实现验收；4、分析整理实验数据，撰写实验分析报告；5、进行实验考核或答辩并在规定时间内上交实验报告。2.2 FSK调制解调单元电路实验任务书2.2.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解FSK调制解调电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.2.2 FSK单元电路实验内容FSK单元电路由FSK调制电路和FSK解调电路组成，采用标准芯片设计， YC2是FSK调制音频输出，YC3是FSK解调音频输入，FSK 数据速率1200bps，数据接口为TTL。 FSK单元电路实验的目的是了解FSK调制与解调原理，掌握FSK调制信号的频谱特点，具体实验内容如下：一、FSK调制1、检查本单元电路工作是否正常，掌握FSK调制电路输入输出接口及各测试点分布；2、测试并记录输入不同直流电平下的调制输出频率及波形；3、输入TTL或方波信号，观察并记录输出波形及参数。 提示：（1）本单元电路接通电源后，正常状态下发光二极管V9、V10处于发亮状态，V15、V16处于熄灭状态。（2）由稳压源输入直流电平逻辑“1”或“0”时，应确定标准电压值(最高电平不超过5V)，可从FSK调制输入测试TP3点加入直流电压，在FSK调制输出测试TP2点用示波器或频率计可测试输出波形及输出频率。（3）将频率为20Hz以下的TTL信号（或方波信号）送入输入端TP3点后，TP2点应有调制波形输出，正常状态下指示灯V16应处于闪亮状态，V15处于熄灭状态，调节电位器RP4，可观察输出幅度变化。2FSK信号的典型时域波形如图2-2-1所示，图2-2-2为示波器上所见的FSK调制输出的参考波形。 图2-2-1 2FSK信号的典型时域波形 图2-2-2 示波器扫描的FSK调制输出波形二、FSK解调1、检查本单元电路工作是否正常，掌握FSK解调电路输入输出接口及各测试点分布；2、测试并记录输入不同频率（1300Hz或2100Hz）及幅度下FSK解调输出的直流电平；3、将FSK调制电路和FSK解调电路连接成调制解调系统，输入数字方波信号，观察并记录调制输入和解调输出波形，并比较之。提示：（1）解调输入端TP1点输入的正弦波信号的幅度一般设为峰峰值2V ，输出的直流电平可用万用表或示波器在TP6点测试；调节电位器RP3，可改变输入信号电平；（2）FSK调制解调系统可利用两个相同的FSK电路板，使其分别工作在调制或解调状态，并将调制板的输出与解调板的输入相连。将数字方波信号送入FSK调制电路，得到FSK已调信号并送入FSK解调电路后，在示波器上看到的FSK解调输出的方波信号如图2-2-3所示。 图2-2-3示波器显示的FSK解调输出波形2.2.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析FSK调制与解调电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、在FSK调制实验中，输入的数字信号“0”和“1”的电平值设置为多少？为什么？2、本实验中如何验证FSK解调功能？3、实验过程中有何故障？如何解决？2.3 锁相振荡单元电路实验任务书2.3.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解锁相振荡电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.3.2 锁相振荡单元电路实验内容锁相振荡板主要由VCO、锁相环电路、输出缓冲电路和调制电路组成；VCO工作频率200MHz230MHz之间，振荡电平输出大于+5dBm；锁相环电路鉴相频率为25kHz，采用PLL标准电路芯片设计，压控电压约1V6V；输出缓冲电路接在VCO输出级，起到隔离作用；调制电路采用变容二极管调频方案，可以实现音频信号对射频信号的调频调制。锁相振荡单元电路实验的目的是掌握VCO的压控特性，了解调频输出频谱；了解锁相环的锁定状况；掌握锁相调频的工作原理。具体实验内容如下：一、压控振荡器（VCO）1、记录VCO自由振荡频率；2、调试并确定VCO输出频率范围；3、绘制VCO调制（压控）特性；4、记录VCO输出调频信号的载波频率和功率、调制频率及调制频偏；5、观察记录VCO输出调频信号频谱的变化规律，分析调频指数与调制频谱的变化规律，理解贝塞尔函数与所观测的频谱线的关系；提示：（1）以上实验应在VCO与锁相环断开（即开环）状态下进行。VCO自由振荡频率的测试应在不接入直流控制电压和调制基带信号的状态下进行，即K2、K3均不接短路块，且K8连接后，可在VCO输出端BC1点测试频率；（2）将K3与电位器RP5相连，可将VCO的直流控制电压接入，调节电位器RP5，可改变VCO的输出频率，将TP5点的直流电压控制在0.56V之间变化，最小控制电压时对应的输出频率应小于200MHz，最大控制电压时对应的输出频率应大于230MHz，若小于规定范围内则调整L10线圈间距；VCO的直流控制电压与频率之间的关系曲线即为调制（压控）特性 (一般情况下都能满足以上条件，不需要大幅调整L10，在闭环失锁的情况下可轻微调整) ；（3）VCO作为调频电路，音频调制信号可从YR4口经K2送入运放放大后可控制VCO的变容管，从而得到调频信号，在TP2点可用示波器检查语音信号是否接入，改变信号发生器输出的音频信号幅度（建议最大幅度值不超过2V p-p）或调整RP6均可改变音频控制信号幅度，也即改变了调频指数及频偏；（4）频率计、频谱仪、无线电综合测试仪等仪器均可测试VCO输出频率，DR200T2发射调试专用设备及无线电综测仪不仅可测得相应频道载波频率，还可测得输出功率、调制频偏、输出信噪比等参数，实验中应根据实验要求选择相应仪器；仪器使用中应注意输入信号的频率及幅度量程，若超出仪器的测试量程范围，读数将不准确。图2-3-1显示了VCO直流控制电压为6V时，专用仪器所测得的输出射频参数，第一行显示了载波频率和功率，第二行显示的是调制频率及频偏。 图2-3-1 VCO调频输出信号参数二、锁相环1、参考频率检查；2、改变参考振荡信号频率，测试并记录锁相环同步范围及鉴相器相应输出的鉴相电压；3、观察调试并记录锁相环锁定相应频道状况，使实验电路闭环后锁定在相应频道上。提示：（1）锁相环的参考频率由有源晶体振荡器通过K1连接提供，正常情况下，接通电源后TP1点应可测试到频率为12.8MHz参考信号；本实验电路设置的锁相环片内鉴相频率为固定的25kHz，即片内参考分频系数R=512；（2）锁相环实验一般在环路闭环时进行，为了改变参考振荡信号频率，由信号发生器提供的参考信号可从X3口经K1接入，以取代电路板上固定频率的有源晶体振荡器；（3）LED长亮时说明环路失锁，环路锁定时改变锁相环参考频率，VCO输出频率也将改变，并可在TP5点测得相应直流控制电压（即鉴相电压）；环路失锁瞬间VCO输出的最低频率和最高频率之间的范围即为锁相环同步范围。（4）专用仪器DR200-T2或无线电综合测试仪可用来检测BC1射频输出相应频道信号，用万用表检查TP5应有1V6V左右的直流电压(锁定时大约在3-4V左右)；锁定时，测试仪器上频率读数（显示相应频道频率）稳定，指示灯LED1熄灭；未锁定时，测试仪器显示频率读数会发生较大变化，指示灯LED1处于发亮状态。（5）实验中若改变频道或重新开机，都应将发射模块微机控制板上PPT重新插拔一次；如果电路未锁定，可轻微拨动L10线圈，观察是否有锁定现象（LED1灯熄灭），在未锁定时，查看短路器是否插正确；将微机控制板上的复位开关多插拔几次或重开电源；将K8的短路器拔下后再复位；如仍未锁定，则检查锁相振荡板VCO范围、锁相环内部参考、环路滤波器设置位置、微机控制板的锁相控制连接线等外围硬件。三、锁相调频1、画出本实验中锁相调频电路方框图，在相应频道上实现锁相调频；2、考察并分析记录锁相调频电路的输出信号状况；3、从锁相调频输出频谱图中检查振荡输出的寄生信号，分析产生的原因。提示：（1）由低频函数信号发生器提供音频调制信号，适当设置调制频率和幅度，信号的状况可以是调制频率、调制频偏、输出载波功率、输出频谱、信噪比、失真度等；发射信号过程中射频调制频率应大于2K频偏。若保持音频电平不变，改变音频输出频率，考察判断是否满足400Hz3.4kHz的发射调制带宽要求。（2）用频谱仪检查振荡输出频谱，要注意扫频带宽的设置，观看除主振荡信号外，若还有其它谱线存在，说明有寄生信号存在，将频谱仪中心频率调到振荡信号频率上，比较接入或断开环路滤波器两种情况下，频谱的变化情况。在载波频率基本相同条件下，调制信号幅度或调制频率不同时，调频指数也将不同，图2-3-2中的（a）和（b）是在不同调频指数时，由频谱仪测试所得的锁相振荡电路输出调频信号频谱图。 （a） （b） 图2-3-2 不同调频指数时的调频信号频谱图2.3.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析锁相振荡电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、在实验中，哪些参数会影响输出调频信号的频谱及调制频偏？结果如何？2、你采用的载波输出频率属于哪个频道？此时压控振荡器VCO与芯片内鉴相器PD之间分频器的总分频比是多少？3、实验调试过程中，主要遇到的问题是什么？实验电路板存在什么故障？如何解决的？2.4 发射功放单元电路实验任务书2.4.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解发射功放电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.4.2 发射功放单元电路实验内容 发射单元电路实验的目的是了解发射功放的增益和频响，了解天线阻抗匹配状况，具体实验内容如下：一、发射功放基本实验1、本单元电路检查；2、观察并记录末级功放集电极电流波形，分析电路的工作状态；3、测量功放电路增益和频响；4、在不同输入功率条件下，分析输出信号谐波。提示：（1）接通电源后，正常情况下TP3点直流电压应为12V，调节Rp7可改变电路直流供给电压，此时应使TP1点电压为7V；用短路器插上SPTT插座，LED3处于发光状态，拔下短路器应无信号输出；（2）实验中，若用频谱仪测量功率，输入端加入相应频道载波频率信号时，建议功率应大于-3dBm，记录输入功率读数A，而将功放输出功率记录读数B，本功放单元电路增益=B-A； （3）频谱仪是分析谐波的最便利的仪器；当然，增益也可用网络仪测量，用网络分析仪测得的功放电路频响特性如图2-4-1所示。 图2-4-1 网络分析仪测得的频响特性二、天线及匹配1、测试、记录并分析输入端、输出端及天线阻抗匹配情况；2、测试、记录并分析发射精度、天线驻波、天线方向性等状况。提示：（1）在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，建立了驻波比（SWR）这一概念，SWR=R/r=(1+K)/(1-K)，其中反射系数K=(R-r)/(R+r)，K为负值时表明相位相反，而R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1，这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。（2）关于射频系统的阻抗匹配，特别要注意使驻波比达到一定要求，因为在宽带运用时频率范围很广，驻波比会随着频率而变化，应使阻抗在宽范围内尽量匹配。利用网络仪及网络仪电桥，可测试端口到电路中某点的驻波比，从而可得到电路的匹配状况；驻波比的测试方法可参看网络仪的使用介绍。 （3）发射精度是指输出发射信号频率与输入频率的差异度，只要能测试输入输出频率即可得到发射精度，改变输入电平将影响发射精度；通过无线电综测仪的双工测试可得到实验中功放电路的发射精度，图2-4-2为综测仪显示的测试界面。（4）发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射，天线方向性可用天线方向图描述，天线的方向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间角度关系的图形，若测量的是场强，则为场强方向图；测量功率，就得到功率方向图；测量极化，就得到极化方向图；测量相位，就得到相位方向图；立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性；利用网络仪可测试天线的方向性，调整收发天线的相对角度可测得不同角度下的场强。 图2-4-2 无线电综合测试仪显示的测试界面2.4.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析发射功放电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、本实验中，末级功放的集电极电流波形应从哪个测试点测量？为什么？2、如何测量天线驻波?3、如何测量天线的方向性？4、实验中遇到的主要问题是什么？实验电路板存在什么故障？如何解决的？2.5 接收变频单元电路实验任务书2.5.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解接收变频电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.5.2 接收变频单元电路实验内容接收变频单元电路采用超内差接收方案，由高放、混频、中频和滤波电路等组成。第一级场效应管作为前级低噪声放大管，第二级场效应管作为混频管，射频输入、本振输入和混频输出均有相应滤波器选择合适频率。中频滤波器采用晶体滤波器方案，提高相邻频道带外抑制能力。接收变频单元电路实验的目的是掌握中频滤波特性、低噪声放大器特性及混频特性，具体实验内容如下：一、中频滤波器1、分析并记录中频滤波器频率特性；2、考察滤波器插入损耗、通带宽度、带外抑制等指标。提示：（1）以混频管V32的2脚作为混频输出，同时也是本实验的中频输入点，通过K13与RB8接口相连，可使外接21.4MHz的中频信号接入， Z2、Z3、Z4是射频线圈，调节它们可以改变射频接收响应（实验中应尽量避免调节Z2、Z3、Z4）；（2）中频滤波器输出特性可在TP2、TP1及BC4各点分别观察，Z6是第一中频线圈，调节它可以改变中频响应，并可通过K9的连接变化考察滤波特性；（3）插入损耗是滤波器输入输出功率（dBm）的差值，单位为dB；带外抑制是指对通带以外的信号的抑制程度，用带外信号频率与带内中心频率相对衰减的dB值表示；实验中可分别采用基于信号源-频谱仪的测试和基于矢量网络分析仪的测试进行比较，分析误差；高频信号发生器、专用测试仪DR200R1、频谱仪、网络仪、无线电综测仪等均可作为实验仪器，可制定相应的实验方案。 二、低噪声放大器1、测试并记录低噪声放大器频响特性及射频段增益；2、考察并分析低噪声放大器的噪声系数。提示：（1）由于在接收系统中，BR6端与接收天线相连，接收的信号往往比较微弱，因此在实验中从仪器接入射频信号的参考电平应设置低一些，约-20dBm左右即可，若信号太大可另加衰减器；将K13与BR8接口相连，则BR8端为低噪声放大器的输出端；（2）低噪声放大器的增益不宜过大，一般为几个dB左右，调节Rp8可改变增益及输出电平。三、混频电路1、调试并分析射频输入频率对中频的影响；2、调试并分析射频输入信号电平及本振电平对中频的影响；3、考察混频器变频信号特性并测试混频增益；4、测试并分析混频器各端口的隔离度；5、测试并分析射频接收电路的邻道抑制指标；6、测试射频接收电路的镜频抑制指标；7、接收机场强测试。提示：（1）无线电综测仪或DR200R1专用测试仪可提供接收频段射频信号及本振信号（或用锁相振荡单元电路为本单元电路提供本振信号），本振信号功率可设置0dBm左右（K12也可控制本振电平），改变射频输入频率或输入电平，用频谱仪等仪器观察中频信号的输出特性，频谱仪显示的输出中频信号如图2-5-1所示；根据输出频谱也可观察分析混频隔离度，如射频到中频的隔离度、本振到中频隔离度、本振到射频隔离度等指标；（2）测试邻道抑制指标时，选定某频道载频作为射频输入信号及相应本振为主通道，改变射频频率为邻道频率且本振频率不变时（即只改变信源频道），观察中频频谱的变化规律并分析对邻道的抑制情况；（3）测试镜频抑制指标时，选定某频道载频作为射频输入信号及相应本振为主通道，改变射频频率为镜频频率，即按照21.4MHz步长减小射频信号源的输出频率两次，观察记录中频频谱的变化规律并分析对镜频的抑制情况；（4）接收机场强测试时，混频电路的本振口接入某频道本振频率，射频信号用电缆引出放在本单元电路附近，用频谱仪观测混频板输出端口是否有中频信号混出，如果没有则继续移动信号电缆缩短与本单元电路射频输入端口BR6的位置或增大射频信号电平直到中频信号混出为止，记录实验数据。 图2-5-1 频谱仪显示的输出中频信号2.5.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析接收变频电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、滤波器插入损耗、带宽及带外抑制等指标实验中是如何测量得到的？2、低噪声放大器的增益为何不能太大？3、混频隔离度、邻道抑制及镜频抑制应如何测量？为什么？4、实验中遇到的主要问题是什么？如何解决的？2.6 中频解调单元电路实验任务书2.6.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解中频解调电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.6.2 中频解调单元电路实验内容中频解调单元电路由中频放大电路、二次变频电路、滤波电路、鉴频电路、静噪电路、音频放大电路等组成。由于前级晶体滤波器插损大，用一级晶体管做中频放大器弥补插损，采用标准射频接收芯片完成二次变频、鉴频和静噪功能，采用陶瓷滤波器作为第二中频滤波器，外接噪声滤波器作为静噪电平检测标准，用运放作为音频放大器。中频解调单元电路实验的目的是进一步掌握中频放大原理，掌握中频频响特性测试，了解鉴频特性，具体实验内容如下：一、测试第一中频放大器频率特性及增益提示：第一中频频率为21.4MHz，将网络仪接在实验板输入端和TP5点之间，可测得中频增益、带宽及频率特性。二、检查并测试第二混频输出中频信号频率及频谱提示：（1）接通电源后，检查G1晶体应有20.945MHz频率信号，即为TA31136片内第二混频的本振信号；（2）将频率为21.4MHz的第一中频信号接入输入端（建议设置为调频信号），利用K8、K9、K10的不同连接方式，将455kHz陶瓷滤波器接入芯片，检查TP1点应有中心频率为455kHz的第二中频信号。三、移相乘积（正交）鉴频器1、测试并记录鉴频特性；2、测试解调输出音频幅度及失真度；3、静噪电平调节；4、测试解调音频带宽。提示：（1）鉴频特性是鉴频器输入频率与输出直流电平之间的关系曲线，Z9是第一中频线圈，调节它可以调整中频响应，Z10是鉴频线圈，调节它可以改变鉴频效果（实验中应尽量避免调节Z9、Z10），能使输出解调音频波形良好并对称；测试鉴频特性时，可在断开455kHz陶瓷滤波器Z11或接入Z11二种条件下进行，K8是第二中频滤波器旁路选择，接入Z11时应从BR8端送21.4MHz附近信号，而断开Z11时应从TP1 端送入455kHz附近的信号，缓慢改变输入频率，测试并记录TP2（或TP3）处相应频率下的电压幅度，可绘制鉴频特性曲线。（2）调频波在进入鉴频前，可能会受到各种干扰或受前面各级电路的影响，使其振幅发生变化，这种变化称为调频波的寄生调幅。当调频器解调这类调频波时，会把寄生调幅的影响反映到输出电压上，引起解调失真，使输出信噪比下降，因此一般在鉴频器前都要加限幅器以消除寄生调幅。K11是去加重选择；RP10是静噪电位器，当输入信号接近本板灵敏度时，调节它得到静噪电平输出信号；RP11是音频电位器，调节它可以改变输出音频大小，RP12是音量电位器，调节可以改变喇叭音量，喇叭的是否接入取决于K3是否连接。（3）输入的调频波，建议频偏为3kHz；当频偏不变时，改变调制音频信号频率，记录不同音频调制下的解调音频电平及失真度；改变频偏，记录解调音频电平及失真度。解调音频波形如图2-6-1所示，图2-6-2为无线电综测仪显示的失真度和幅度界面，此时显示音频信号失真度为2.3%，音频幅度为62.6mV。（4）在静噪电平调节过程中，将射频电平功率设为-40dBm以下，直到led5灯处于闪烁状态，再继续微调（调小）射频电平功率，直到led5灯为熄灭状态，然后调节电位器RP10直到led5灯闪烁为止，也可用示波器观测R150是有否高低电平变化。（5）测试解调音频带宽时，可利用无线电综测仪将调制音频信号频率在100HZ5kHz之间变化，频偏3kHz不变，记录不同音频调制下的解调音频电平，分析解调音频带宽。 图2-6-1解调音频信号波形 图2-6-2 解调音频的失真度、幅度显示界面2.6.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析中频解调电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、第一中放的幅频特性可以用哪些方法测试？为什么？2、若输入调频信号频偏或调制音频频率或幅度发生变化，对鉴频输出有何影响？3、输出信号的失真主要受哪些因素影响？4、实验中遇到的主要问题是什么？如何解决的？2.7 幅度调制单元电路实验任务书2.7.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解幅度调制电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.7.2 幅度调制单元电路实验内容幅度调制单元电路的实验的目的是掌握AM波、DSB波及SSB波的实现原理，了解电路参数、输入信号参数对调幅输出波形及频谱的影响，具体实验内容如下：一、调试并确定载波信号提示：接通电源后，根据X501的不同连接方式，并微调C518 或C503(正常状态下已调整好)，在TP1点可分别得到465kHz或455kHz信号；依次连接X502、X504，可在X503及载波输出端X505点得到载波信号；载波信号是否送入乘法器调制电路取决于X509是否连接，调节电位器RP502，使载波幅度峰峰值为300mV左右，考察各测试点波形、频谱及频率并记录。二、幅度调制1、调试并实现单音频调制信号的AM、DSB及SSB波，考察其波形及频谱；2、观察语音信号的调制结果，考察其波形及频谱。提示：（1）单音频正弦调制信号（建议频率10kHz，峰峰值电压约1V）可由低频信号发生器提供，从X506接入， 经X510连接可在X515点观察到单音频调制信号， 正常情况下， X507端可观察调幅波输出；（2）调试RP501可抑制载波得到DSB信号，接入陶瓷滤波器后，在X511端可得SSB信号(当载波为465kHz时)，记录相应波形或频谱。（3）使用频谱仪时，可将中心频率设置为465kHz，扫宽为100kHz，参考电平为10dBm，在X507端观察频谱仪，会在频率为455K和475K产生两个波峰，得到AM波频谱；调节RP501抑制载波，使465K的信号幅度最小，得到DSB波频谱；经455kHz滤波后，475K的信号被滤波器滤掉，得到SSB波频谱，调节RP503，可使其峰值最大。（4）语音信号可由语音板的话筒输入或由播放器从BNC口输入，经经本板X510的连接方式连接到本单元电路。2.7.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析幅度调制电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、单音频调制信号频率小于或大于10kHz时，输出AM、DSB及SSB波频谱有何变化？为什么？2、语音信号频谱有什么特点？3、实验中遇到的主要问题是什么？如何解决的？2.8 幅度解调单元电路实验任务书2.8.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解幅度解调电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.8.2 幅度解调单元电路实验内容 幅度解调单元电路的实验的目的是掌握AM波、DSB波及SSB波的解调原理，了解电路参数、输入信号参数对解调输出波形及频谱的影响，具体实验内容如下：一、AM波解调1、观察记录包络（峰值）检波输出波形及失真度；2、观察记录同步检波输出波形及失真度；3、在面包板上装配并调试包络检波电路，观察解调效果。提示：（1）AM波可由信号发生器或综测仪提供，也可由幅度调制单元输出提供；AM波已调信号送入X601，为使X602点已调波的幅度最大不失真，可调节RP601；连接X607的1,2脚，使已调信号进入二极管包络检波电路，在X604或X606端考察解调输出；此外，在进行二极管包络检波时，频率应设在音频范围（实验时设为1kHz即可），峰峰值1V左右。（2）观察同步检波输出时，须与幅度调制单元电路共用同步载波，且已调信号也须由幅度调制单元提供；调节RP602使载波幅度约为300mV,并连接X607的2,3脚及X611的1,2脚，在X608/X609端观察滤波前后的解调输出波形；（3）在面包板上装配包络检波电路时，应根据设定的输入信号参数合理选择电路元器件参数。二、DSB和SSB波解调1、观察记录包络（峰值）检波输出波形及失真度；2、观察记录同步检波输出波形及失真度；提示：（1）本实验所需的DSB和SSB波须由幅度调制单元提供，且调制信号设定为10kHz单音频正弦信号；在X604或X606端观察包络检波输出；（2）进行同步检波时，须与幅度调制单元电路共用同步载波，在X609或X610观察同步解调输出（应有10kHz的正弦信号输出），用频谱仪可观察输出是否混有载波，调节RP603可使载波465kHz的信号为零（载波调零）。2.8.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析幅度解调电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，将波形、频谱或图表等重新规范绘制，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。 4、表明实验体会或心得。思考题1、在相同调制信号条件下，AM波、DSB波及SSB波包络检波后的波形与频谱有何区别？2、在相同调制信号条件下，AM波、DSB波及SSB波同步检波后的波形与频谱有何区别？3、实验中遇到的主要问题是什么？如何解决的？2.9 调幅收发系统整机实验任务书2.9.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解调幅收发系统整机电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.9.2 调幅收发系统整机实验内容 调幅收发系统整机实验的目的是了解幅度调制解调通信系统传输模拟语音信号与数字基带信号的差别，考察AM、DSB、SSB调制下信号传输效果，具体实验内容如下：一、语音调幅收发系统联机1、画出实验时的系统联机框图；2、考察并记录AM调制下包络检波和同步检波时的语音信号传输效果；3、考察并记录DSB、SSB调制下同步检波的语音信号传输效果；4、利用综测仪测试并记录调幅收发机整机指标。提示：（1）将实验箱中语音单元电路和幅度调制单元相连，幅度解调单元电路输出端与实验箱中频解调单元电路中的语音放大模块相连，即调幅电路中X510的1、2相连，中频解调电路中K3的2、3相连，在AM信号经包络检波和同步检波后，考察喇叭中收听到得话筒语音信号或外接播放器语音信号的传输效果，测量输出信噪比或信纳比（采用综测仪）；（2）DSB、SSB状态下，考察同步检波时喇叭收听到得话筒语音信号或外接播放器语音信号的传输效果，测量输出信噪比或信纳比。（3）整机指标测试可参考4.10.2节。二、数传调幅收发系统联机1、画出实验时的系统联机框图；2、考察并记录AM调制下包络检波和同步检波时的FSK信号传输效果；3、考察并记录DSB、SSB调制下同步检波的FSK信号传输效果。提示：（1）将频率为10Hz以下的方波信号送入实验箱的FSK调制电路，将具有正常调制功能的FSK调制电路和与调幅收发系统相连，在AM包络检波与同步检波、DSB和SSB同步检波状态下，将幅度解调电路输出端和实验箱中频解调单元电路中的语音放大模块相连，考察喇叭中收听的FSK调制信号传输效果；（2）在实验箱接收单元，将幅度解调单元电路输出端与FSK解调单元电路相连，用示波器考察FSK解调输出信号波形，并与FSK调制电路输入方波比较。2.9.3 撰写实验分析报告实验分析报告是对实验结果的归纳、数据图表的整理和综合分析，是对实验结果的理论思考并得出结论，具体要求如下：1、分析调幅收发系统整机电路的工作原理，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。2、归纳、整理各实验内容及实验条件下的实验结果，对实验结果进行分析。3、对实验中出现的问题或电路故障进行分析，说明解决问题的办法并得出相应解释或结论。4、表明实验体会或心得。思考题1、在实验中，用喇叭听到的FSK调制信号有什么特点？与听到的单音频信号有什么区别？为什么？2、将单音频调制信号在DSB和SSB调制下，分别经包络检波和同步检波后，从喇叭中收听到的信号有什么区别？为什么？3、实验中遇到的主要问题是什么？如何解决的？2.10 无线调频收发系统整机实验任务书2.10.1撰写实验预习报告撰写实验预习报告是顺利完成实验的重要保证，在撰写过程中要充分了解实验内容及实验仪器，具体要求如下：1、了解无线调频收发系统整机电路的工作原理，画出功能框图。2、根据实验内容确定实验方案及需用的仪器，在功能框图上标明实验调试点，预测标明各信号调试点的波形或频谱或幅值等参数，根据每项实验内容制定实验步骤及实验手段。3、在预习报告上记录原始实验数据或波形等参数，标明产生各项实验结果的实验条件（如电路状态，所加入信号频率、波形、幅值及信号来源，相应仪器基本状态等）。4、记录实验中出现的问题或电路故障及解决办法。2.10.2 无线调频收发系统整机实验内容对无线调频收发系统进行整机实验，目的是强化无线通信系统概念，进一步掌握完整的通信系统的组成及各部分功能。通过将各个独立的功能模块连接完成信息传递的功能，并根据实际传输的效果，对通信系统的传输质量做出客观、正确的评断。本实验可充分发挥实验者的创造性，由于各功能模块都有自己特殊的接口条件，因此需要实验者对这些条件有充分了解的基础上再进行联机实验。本实验中，系统联机前需要将语音单元电路和控制单元电路调节到正常工作状态，语音单元电路正常输出状态：将峰峰值100mV的1KHZ的音频信号，分别送到MIC插座和BR1端，用示波器（示波器通道参考为交流耦合）观测TP4输出电平是否大于300mV，否则调节RP1；控制单元电路频道调节：将控制板和锁相振荡板插放好，插拔KD2、KD1、KD0上的短路器，用示波器检查锁相板上的C、D、E，应该有脉冲信号，改变KD2、KD1、KD0插针位置，通过锁相振荡板信号输出端口BC1送到扫频仪射频输入端口观测频率变化。如果是发射单元需要重新插拔PTT插针一次，发射频率才能发生变化，即改变发射信号频道选择（当KD2、KD1、KD0全部为1是第7频道，发射频率为224.175）。频谱分析是通信系统中一个十分重要的内容，建议在观察各点波形的同时，能充分利用频谱分析模块观察各点波形的频谱，加深对调频信号传输的理解。具体实验内容如下：一、无线调频发送系统1、考察测试模拟语音调频发送系统；2、考察测试数传调频发送系统；3、利用综测仪考察并记录发射机整机指标。提示：（1）将语音单元电路、控制单元电路及调频发送系统中的其他单元电路调试到正常工作状态，在本组规定频