《高频实验A》PPT课件.ppt

哈尔滨工程大学电工电子教学基地 高频电子线路实验A 二 05版教学大纲 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 课程设计 16学时 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 一 实验目的和任务 1 综合性实验 课程设计 是要完成一定的设计任务 每个同学在给定的课题中任选一个 根据题目要求进行电路设计并制作电路板 通过调试达到课题所要求的各项技术指标2 通过课程设计使学生掌握系统电路的设计方法 锻炼学生的工程估算能力和实际电路的设计 装配和调试能力 培养学生的分析问题和解决问题的能力 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 二 实验要求 1 进入实验室前选定课题 根据所选的题目要求进行设计并写设计报告 2 根据所列元件表领取自己所需元件与电路板 进入实验室进行焊接 调试3 调试过程中要认真记录数据 波形 出现的问题以及解决的办法 4 实验完成后须经教师验收并在实验数据上签字后方可拆除电路板 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 三 设计报告要求 1 实验的目的 任务及要求2 设计方案及原理电路图3 电路图中各元件参数的计算过程4 自拟实验步骤 待测参数表格及技术指标的测试方法5 列出所需元件表 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 四 实验报告要求 1 题目技术指标要求2 电路工作原理以及调试过程3 技术指标测试和实验数据整理4 调试完成后的电路图及元件参数5 故障分析及解决的办法6 实验总结和收获体会 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 五 安装与调试 在进入实验室前 先到实验管理室领取自己所需元件与电路板 进入实验室进行焊接 调试 要求自己独立操作 测试方法与仪器的使用在单元实验已讲过 就不再讲解 最后的测试数据与电路板要经老师验收后方可拆除元件 并清理桌面 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 六 成绩评定 基础单元实验占总成绩的40 其中实验占50 和报告占50 课程设计占总成绩60 其中设计报告 实验报告占50 操作50 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 七 实验题目 1 调频振荡电路的设计 A级 2 调幅信号的中频放大与解调电路设计 A级 3 模拟乘法器在通信中的应用 B级 课程设计题目分为A和B两个等级 A级题目优秀起评 B级题目良好起评 根据自己的情况在3个题目中任选一个 按照所选题目的要求进行设计并写设计报告 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 一 调频振荡电路的设计 1 技术指标 中心频率 f0 6 5MHz输出电压 Uom 200mV 幅值 频率稳定度 fm f0 10 4 半小时最大频偏 fm 75kHz 1 题目要求 利用变容二极管设计并制作调频振荡器 并进行电路调试和各项技术指标的测试 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 2 实验内容 测出调频振荡器的中心频率f0 输出电压Uom 频率稳定度 静态调频 利用改变变容二极管的偏置电压进行调频 测出最大频偏和调制灵敏度并绘出变容二极管的特性曲线 调制信号频率F 1KHz 载波频率f0 6 5KHz 在示波器上观察调频波 并记录波形 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 二 调幅信号的中频放大与解调电路设计 2 中频放大器技术指标 电压增益 Au 40dB 通频带 2 f0 7 2 5MHz中心频率 f0 10MHz 1 题目要求 设计并制作中频放大器和检波器 并进行电路调试和各项技术指标的测试 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 设计一个两级中放和检波器 满足设计指标要求 每一级单独调试 然后再进行级联 绘出中频放大器的谐振曲线 并测出Au f0 2 f0 7 将放大器与检波器级联后 输入Ui 50mv 频率为10MHz等幅波 用示波器观察并记录放大器和检波器的输出波形 测试放大器的放大倍数和检波器的电压传输系数 输入Ui 50mv 载波频率为10MHz ma 0 5的调幅波 用示波器观察并记录放大器和检波器输出波形 3 实验内容 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 三 模拟乘法器在通信中的应用 2 技术指标用模拟乘法器MC1496实现普通调幅 平衡调幅 混频和倍频载波频率 f0 5MHz调制信号频率 F 1KHz 1 题目要求 利用模拟乘法器构成高频功能电路 实现通信系统中的调幅 混频和倍频电路的设计与制作 并进行电路调试和各项技术指标的测试 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 2 实验内容 用模拟乘法器MC1496实现普通调幅 观察并记录输入和输出信号的频率 幅度和波形 测出ma 用模拟乘法器MC1496实现平衡调幅 观察并记录输出波形 实现混频和倍频 观察并记录输入和输出信号的频率 幅度和波形 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 提示 实验时所提供的电路板是已制作好的PCB板 因此同学们在设计电路时可参考以下的电路形式 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 变容二极管调频振荡器 仅供参考 静态调频电路 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 实验中线圈接法与书中不同 其改动处如下所示 小信号调谐放大器 仅供参考 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 检波器 仅供参考 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 模拟乘法器应用电路 仅供参考 带通滤波器 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 实验范例一 中频放大器的设计1 技术指标要求 电压增益 Au 40dB 通频带 2 f0 7 2 5MHz中心频率 f0 15MHz负载电阻 RL 1K 根据所给技术指标确定电路的级数 选取电路形式 进行电路参数的计算 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 实验中线圈接法与书中不同 其改动处如下所示 2 实验原理图 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 3 电路设计 首先进行电路形式的选择 根据题目技术指标Au 40dB 选择两级放大器 单级指标达到 Au 20dB 2 f0 7 4MHz中心频率 f0 15MHz两级指标达到 Au 40dB 2 f0 7 2 5MHz中心频率 f0 15MHz 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 直流偏置电路参数的计算根据技术指标要求f0 15MHz 单级Au 20dB 选用晶体管3DG6C在性能上可以满足需要 在IeQ 1mA 2mA的情况下 计算直流偏置电阻值 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 谐振回路参数的计算因为回路中可调电容为5PF 20PF 其旁边并联一电容 我们可以假设总电容C 的值 根据技术指标要求的f0 通过下面的公式就可以算出我们所需要的电感量L 当然 也可以假设电感的值 计算出回路总电容的值电路参数的计算只是估算 在电路的调试过程中还要进行元器件的调整 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 4 实验要求 采用两级小信号调谐放大器电路 每一级单独调试 然后再进行级联 绘出两级曲线 并测出Au f0 2 f0 7并尽量与以上技术指标相符 放大器调试完毕 再和检波器级联 分别输入等幅波和调幅波进行放大和检波 用示波器观察放大器输出和检波器输出的波形 并测出放大器的放大倍数和检波器的电压传输系数 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 检波器电路图 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 实验范例二 变容二极管调频振荡器设计1 技术指标要求 中心频率 f0 6 5MHz输出电压 Uom 200mV 最大值 频率稳定度 f f0 10 4 半小时最大频偏 fm 75kHz绘出变容二极管特性曲线 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 2 实验原理图 静态调频电路 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 3 电路设计 偏置电路的计算为振荡管和射随器的放大管设置合适静态工作点 估算元件参数 选择合适的反馈系数 估算元件参数 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 回落总电容 振荡频率 回路参数的估算 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 变容二极管的特性曲线 CjQ 变容二极管2CCID在反向偏压 0 10 V 电容变化范围是 21 129 P 频率为5MHZ 在反向偏压VQ 4V时 测得CjQ 50P根据下式估算电感值 其中 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 4 实验要求 采用变容二极管设计一个调频振荡器 在中心频率处测试振荡器的频率稳定度 输出电压幅度 在波形不失真的情况下达到设计指标 改变变容二极管两端电压使振荡器的频率在f0左右变化 在保持输出电压幅度不变的情况下 测出最大频偏绘出变容二极管特性曲线 调制信号频率F 1KHz 载波频率f0 6 5KHz 在示波器上观察调频波 并记录波形 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 调制信号为正弦波的调频电路 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 实验范例三 模拟乘法器在通信中的应用1 技术指标要求 用模拟乘法器MC1496实现普通调幅 平衡调幅 混频和倍频载波频率 f0 5MHz调制信号频率 f 1KHz负载电阻 RL 10K 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 2 实验原理图 带通滤波器 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 3 电路设计 偏置电路的计算 回路可以选择单端输出 也可以选择双端输出 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 回路参数的计算 回路总电容由可调电容和电容C组成 可以假设回路总电容的值C 根据技术指标要求 载波频率f0 5MHz通过下面公式就可以算出回路电感量L 当然也可以假设电感的值 计算回路的总电容值 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 要求在满足载波频率f0 5MHZ f 1KHz 负载电阻RL 10K 的情况下 电路不失真的输出普通调幅波 双边带调幅波 倍频 混频波形 画出波形 并记录输入和输出信号的幅度 4 实验要求 哈尔滨工程大学电工电子教学基地 附注 电感线圈的绕制 采用NXO 100镍锌铁氧体磁环和漆包线制作高频电感线圈