东南大学信息学院通信电子线路实验实验报告.docx

3.1 常用仪器的使用04012540 印友进一、实验内容1、说明频谱仪的主要工作原理，示波器测量精度与示波器带宽、与被测信号频率之间关系。答：（1）频谱仪结构框图为：频谱仪的主要工作原理：对信号进行时域的采集，对其进行傅里叶变换，将其转换成频域信号。这种方法对于AD要求很高，但还是难以分析高频信号。通过直接接收，称为超外差接收直接扫描调谐分析仪。即：信号通过混频器与本振混频后得到中频，采用固定中频的办法，并使本振在信号可能的频谱范围内变化。得到中频后进行滤波和检波，就可以获取信号中某一频率分量的大小（帕斯瓦尔定理）。（2）示波器的测量精度与示波器带宽、被测信号频率之间的关系：示波器的带宽越宽，在通带内的衰减就越缓慢；示波器带宽越宽，被测信号频率离示波器通带截止频率点就越远，则测得的数据精度约高。2、画出示波器测量电源上电时间示意图，说明示波器可以捕获电源上电上升时间的工作原理。答：上电时间示意图：工作原理：捕获这个过程需要示波器采样周期小于过渡时间。示波器探头与电源相连，使示波器工作于“正常”触发方式，接通电源后，便有电信号进入示波器，由于示波器为“正常”触发方式，所以在屏幕上会显示出电势波形；并且当上电完成后，由于没有触发信号，示波器将不再显示此信号。这样，就可以利用游标读出电源上电的上升时间。3、简要说明在FM调制过程中，调制信号的幅度与频率信息是如何加到FM波中的？ 答：载波的瞬时角频率为，(其中为与电路有关的调频比例常数）已调的瞬时相角为所以FM已调波的表达式为：当时，其中 为调制指数其值与调制信号的幅度成正比，与调制信号的角频率反比，即。这样，调制信号的幅度与频率信息是已加到 FM 波中。4、对于单音调制信号，分别采用AM与FM调制方式，信号所占的带宽如何计算，并与频谱仪测试结果进行比较说明。答：（1）AM波的带宽公式：（2）FM波的带宽公式：可以观察到FM占用的带宽远大于AM。这一点与从频谱仪上观察的结果一致。3.2 正弦波压控振荡器04012540 印友进一、实验内容1. 将拨动开关 JP13 置于 12 之间，接通“正弦波压控振荡器与调频信号的产生电路”的直流电压；2. 用数字万用表测量P21 点的直流电压，调节电位器W4，使该点电压为3.5V；3. 分别用示波器和频谱仪观察 P24 点的波形，调节电位器 W5，观察输出波形频率变化的情况；4. 测量压控振荡器的压控特性。按下表给出的P23点的压控电压，调整W5（用万用表测控），用 ISTB的“频率测量”（11号）功能测量所对应电压的P24 点的频率值，并用 ISTB的“交流电压测量”（15号）功能（或使用毫伏表）测量P24 点相应的幅值，填写在下表中。P23压控电压（V）-9V-8V-7V-6V-5V-4V-3V-2V-1V-0.5VP24脚输出频率f(MHZ)3.8244.1215.0026.7988.2319.57710.3912.8814.2615.45输出电压幅度(mv）250450610820102010708507106304205.选压控电压为-5V,调节W4，观察P24点信号波形的变化。答：频率基本不改变，幅度先变大后变小，到一定程度会引起失真.二、分析1、整理实验数据，观测压控振荡器的压控特性。并填写记录表，画出VCO控制特性曲线。2、根据公式，利用特性曲线，求出该压控振荡器的压控灵敏度。答：曲线大致呈线性，在直线上取A、B两点：A(-9V,3.824MHz),B(-2V,12.88MHz)，则有3.3振幅调制与解调电路实验04012540 印友进一、实验内容（1）打开实验箱调幅与解调部份供电电源；（2）测量MC1496 各引脚直流电位，估算片内各三极管工作状态，注意不要让使其引脚短路。（3）在P10 端输入信号fC =2MHz，Vpp=400mV 正弦单音信号作为载频信号，该信号可用智能测试仪的高频信号输出端口产生。（4）在P11 端输入信号fM =2KHz, Vpp=400mV 正弦单音信号作为调制（基带）信号，该信号可用信号发生器产生（也可以用实验箱DDS 的功能5 产生，DDS 信号输出端为P24）。（5）示波器通道衰减打到X10 档；（6）分别用示波器和频谱仪观察P13 端振幅调制信号。（7）分别改变载波和基带信号频率及幅度，观察已调信号波形。（8）用信号发生器产生调幅信号，载频为2MHz，调制信号为2KHz，调制度在60%左右，调幅波信号峰峰值大于700mV，输入到调幅解调电路的P14 输入信号端。（9）用示波器观察AM 解调输出端P17 的波形，分别改变载频、基带信号频率、幅度及调制度，观察波形失真情况。（10）改变图 3.3.8 中包络检波器中放电时间常数(RL 值)，即接通与断开开关LJQ2，观察对解调波形的影响。二、实验结果（1） MC1496 各引脚电位PIN1234567891011121314V-0.47-1.15-0.7340-6.098.0705.440.0205.440.0208.090.020-7.18（2）根据所测电压，分析并判断调幅集成电路内主要晶体管的工作状态。5脚、14脚所接的三极管作为恒流源正常工作，1脚、4脚所接三极管导通，其余四只差分对三极管未导通。（3）当 fC=2MHz, Vpp=400mV 正弦单音信号，fM = 2KHz, Vpp=400mV 正弦单音信号时，测量调幅波形，从所测波形上计算调制数。（4）写出此调幅信号的数学表达式，并计算此调幅波所占带宽。此调幅信号的数学表达式为：此调幅波所占带宽为：（5）实验步骤（3）与（4）中分别改变载波和基带信号幅度时，哪一个对已调信号波形的影响大些，为什么？答：从实验中可见已调信号的振幅是周期变化的，主要受基带信号振幅的影响，基带信号幅度对已调波形影响较大。分析：引脚2 与引脚 3 间的反馈电阻可增加射频电压的线性范围，引脚 5 和引脚14间电压恒定，引脚 5 接T7、T8的基极，这两个三极管为恒流源。从MC1496的原理图，可以看出晶体管T1T4组成双差分放大器，T5、T6组成单差分放大器，用以激励晶体管T1T4，晶体管T7、T8为恒流电路。当两个输入电压相等时，乘法器的线性动态范围较小，在引脚2和引脚3之间外接电阻RE，可扩大输入的线性动态范围。基带信号加载到引脚1和引脚4之间，T5、T6将基带信号电流放大，载波信号加载到引脚8和引脚10之间，若三极管T1T4的放大倍数均为，则，可见T5的基极电流变化对结果的影响较大。3.4调频电路实验04012540 印友进一、 实验内容1. 接通vco电路电源，调节电位器，使得vco输出频率为6.5MHz，作为载波信号。2. 用信号源产生频率为1kHz，幅度约200mV的正弦波，作为基带信号。3. 把基带信号加到压控振荡器的P22处，观察压控振荡器P24的输出波形。4. 用示波器测量此时的最高频率和最低频率。5. 分别改变基带信号的幅度和频率，用频谱仪好和示波器观察FM输出波形。二、实验结果FM波时域波形： FM波最高频率：FM波最高频率：FM波频谱图：三、思考题1.分别画出在实验内容（1）和（2）中所产生的FM波的时域波形和频谱图，在时域波形中表明幅度与周期，在频谱图中标出功率与FM波所占带宽。答： FM波时域波形见图，峰峰值1.88V，频率6.667MHz；频谱图见上图，带宽110Hz，此参数不足信，因为在原始题目条件下，根本观察不到明显的频偏现象，调整后方得该图，示波器显示频率也不准确，频谱仪显示中噪声较大。2.在试验内容（4）中，可求出此时调制指数Mf=（fmax-fmin）/F。说明：由于测试误差，可能fmax和fmin测试时差异较大，但这是一种求出调制指数的方法。答：Mf=110Hz/6.5MHz=1.7*10-5。实验中，由于仪器设备的问题，在题目所给定的参数下，fmax与fmin相差极小，波形基本没有变化，因此调整参数，得出上述波形。 3.计算Carson FM波带宽，并与测试结果进行比对说明。思考为什么在单音调制时，FM波也会占有较宽的带宽。答：单音调制时FM波占有较宽带宽是因为，调频的原理为频率随单音信号的幅度变化而变化，如果单音信号的幅度变化大，则带宽相应变大，与AM波相比，FM波的频谱也往往丰富的多。4. 思考，若一调频信号的调制信号为，调频波表达式为,调频波表达式为（1）此信号载频和调制信号频率各是多少？（2）若调制信号幅度增大一倍，调制信号频率不变，调制系数和带宽各有何变化？答：（1）此信号的载频信号频率，调制信号频率。（2）由于有所以当调制信号幅度增大一倍时，调制系数也会增大一倍。因为有，所以有原来的带宽为，当调制信号幅度增大一倍时，带宽变为。从计算结果中可以发现当调制信号幅度增大一倍，调制信号频率不变时，调制系数增大一倍，在宽带调制中，带宽也会相应的大约增大一倍。3.5调频解调电路实验04012540 印友进一、 实验内容1. 信号源产生一个FM信号，参数为=6.5MHz，=10KHz，DIV=0.5MHz；2. 将FM信号加到P18端，将拨动开关JP3置于1、2之间，拨动开端JP9置于1，2之间，用示波器观察P19的波形；3. 调节FM信号参数，观察输出波形变化。二、实验结果解调输出波形（=6.5MHz，=10KHz，DIV=0.5MHz）三、实验分析按照实验内容给的参数要求：载波频率=6.5MHz，调制频偏Freq DIV=0.5MHz，调制信号频率=10KHz，解调后输出的波形不是标准的正弦波，有点像三角波。调节FM信号的各个参数时，发现调节频偏以及调制信号频率效果不明显，解调后输出的波形仍不是标准的正弦波；然而在增大载波频率时效果明显，解调后输出的波形慢慢趋近标准的正弦波。载波频率=10MHz，调制频偏Freq DIV=0.5MHz，调制信号频率=10KHz载波频率=6.5MHz，调制频偏Freq DIV=0.5MHz，调制信号频率=5KHz3.7 混频器实验04012540 印友进三、实验内容与步骤（1）将fs=1MHz，Vpp=1000mV的正弦信号（低频信号源）加至P11与地之间，作为基带信号；将fL=9MHz，Vpp=2000mV的正弦信号（高频信号源）作为本振信号加至P13与地之间；（2）将示波器探头（110档）置于P15与地之间，调节示波器，观察混频输出波形；（3）用示波器观察P17点的波形；（4）用频谱分析仪观察P15点的已混频信号的频谱组成；（5）用频率计测量P17点信号的频率；（6）将示波器置于P17点，调节P11点输入信号（低频）的幅度大小，观察输出信号的变化；（7）同上，固定P11点的输入信号（低频）为1000mV，调节P13点信号（高频）幅度的大小，观察输出信号的变化。四、实验结果1. 当本振信号频率