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精品精品 高频考试材料高频考试材料 陕西国防工业职业技术学院高频上机考试材料课题二极管调制 am 原班级电子5081姓名贾彬 司凯超学号10 38 评分 1 原理图2 仿真图3 答辩目录 一 课题分析AM是指对信号进行幅幅调制 一般做法就是先在原信号上叠加一个直流信号 以保证信号f t A 0 然后乘上一个高频的余弦信号 即得到g t f t A coswt在频 域上的效果就是将原信号的频谱移动到w处 以适合信道传输的最佳 频率范围 g t 的包络线即f t A 用一个简单的包络检测电路就可以接收并还 原信号了 调幅调制在理论上包括了信号处理 模拟电子 高频电子和通信原 理等知识 涉及比较广泛 在实际上包括了各种不同信息传输的最基本原理 是大多数设备发 射与接收的基本部分 所以我们做的这个课题是有很大的意义的 在调制部分省略了载波信号的放大 功放部分 要调制的信号也同 样省略了放大部分 所以在调制中保留了调制器中的主要部分 检波器部分 即二极管检波器 二 电路原理图 三 电路中元器件介绍V10 3535Vrms1kHz0 V20 3535Vrms1kHz0 V 30 5Vrms100kHz0 D1DIODE VIRTUALD2DIODE VIRTUALR11k R21k R310k C1100pFIC 0VL112 6mHIC 0AC21 FIC 0VABExt Trig 电源电源的作用在于提供电源 使用电器工作 什么是直流稳压电源 根据调整管的工作状态 我们常把稳压电源 分成两类线性稳压电源和开关稳压电源 此外 还有一种使用稳压管的小电源 线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源 线性稳压直流电源的特点是输出电压比输入电压低 反应速度快 输出纹波较小 工作产生的噪声低 效率较低 现在经常看的LDO就 是为了解决效率问题而出现的 发热量大 尤其是大功率电源 间接地给系统增加热噪声 DC DC电源技术指标和性能LZZ系列直流变换器电源 具有极性间的 绝缘隔离 使用效率高 设计容量大 保护功能全 可靠性高 寿 命长等特点 输出特性如下表所列电压调整率 0 5 负载率 100 电流调整率 1 0 纹波系数 1 使用率80 本电源具有过热 过 流 短路保护功能电感电感 inductance 是电子电路或装置的属 性之一 指的是当电流改变时 因电磁感应而产生抵抗电流改变的 电动势 EMF electromotive force 电路中的任何电流 会产生磁场 磁场的磁通量又作用于电路上 依据楞次定律 此磁通会借由感应出的电压 反电动势 而倾向于 抵抗电流的改变 磁通改变量对电流改变量的比值称为自感 自感通常也就直接称作 是这个电路的电感具有电感性的装置称为电感器 inductor 中文 里一般也简称电感 电感器通常是一线圈 可以聚集磁场 自感是互感的特例 电感在电路中的作用基本作用滤波 振荡 延迟 陷波等形象说法 通直流 阻交流 通直流所谓通直流就是 指在直流电路中 电感的作用就相当于一根导线 不起任何作用 阻交流在交流电路中 电感会有阻抗 即XL 整个电路的电流会变 小 对交流有一定的阻碍作用 细化解说在电子线路中 电感线圈对交流有限流作用 它与电阻器 或电容器能组成高通或低通滤波器 移相电路及谐振电路等 电感 的作用是阻碍电流的变化 但是这种作用与电阻阻碍电流流通作用 是有区别的 电阻阻碍电流流通作用是以消耗电能为其标志 而电感阻碍电流的 变化则纯粹是不让电流变化 当电流增加时电感阻碍电流的增加 当电流减小时电感阻碍电流的减小 电感阻碍电流变化过程并不消耗电能 阻碍电流增加时它将电的能 量以磁场的形式暂时储存起来 等到电流减小时它也将磁场的能量 释放出来 以结果来说 就是阻碍电流的变化 电阻导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻 电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小 符号是 R 电阻是一种使用得最多的电子元件 我几乎没有看到过一种没有内 含电阻的电子设备 一般用电器上都标有额定电压值 若电源比用电器的额定电压高 则不可把用电器直接接在电源上 在这种情况下 可给用电器串接一个合适阻值的电阻 让它分担一 部分电压 用电器便能在额定电压下工作 我们称这样的电阻为分压电阻 当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时 可以 在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻 这个电阻的作用 是 分流 对电流有阻碍作用的电学元件 比如电炉丝 灯泡等 这些都是常见的一般电阻 还有一些特殊电 阻 如电位器 即可变电阻 通常用在收音机里调节音量大小用的 还有光敏电阻 热敏电阻 声敏电阻 压敏电阻 它们对外界 条件又不同的改变 电阻 Resistor 是所有电子电路中使用最多的元件 电阻的主要物理特征是变电能为热能 也可说它是一个耗能元件 电流经过它就产生热能 电阻在电路中通常起分压分流的作用 对信号来说 交流与直流信 号都可以通过电阻 电阻都有一定的阻值 它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小 电阻的单位是欧姆 用符号 表示 欧姆是这样定义的当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时 如果 在这个电阻器中有1安培的电流通过 则这个电阻器的阻值为1欧姆 出了欧姆外 电阻的单位还有千欧 K 兆欧 M 等 电阻器的电气性能指标通常有标称阻值 误差与额定功率等 它与其它元件一起构成一些功能电路 如RC电路等 电阻是一个线性元件 说它是线性元件 是因为通过实验发现 在一定条件下 流经一个 电阻的电流与电阻两端的电压成正比 即它是符合欧姆定律I U R常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒 定 且电压和电流值限制在额定条件之内时 可用线性电阻器来模 拟 如果电压或电流值超过规定值 电阻器将因过热而不遵从欧姆定律 甚至还会被烧毁 电阻的种类很多 通常分为碳膜电阻 金属电阻 线绕电阻等它又 包含固定电阻与可变电阻 光敏电阻 压敏电阻 热敏电阻等 但不管电阻是什么种类 它都有一个基本的表示字母 R 电阻的单位用欧姆 表示 它包括 欧姆 K 千欧 M 兆欧 其换算关系为1M 1000K 1K 1000 电容电容是电子设备中大 量使用的电子元件之一 广泛应用于隔直 耦合 旁路 滤波 调 谐回路 能量转换 控制电路等方面 电容器的基本作用就是充电与放电 但由这种基本充放电作用所延 伸出来的许多电路现象 使得电容器有着种种不同的用途 例如在 电动马达中 我们用它来产生相移 在照相闪光灯中 用它来产生高 能量的瞬间放电等等 而在电子电路中 电容器不同性质的用途尤多 这许多不同的用途 虽然也有截然不同之处 但因其作用均充电 与放电 下面是一些电容的作用列表耦合电容用在耦合电路中的电容称为耦 合电容 在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电 容电路 起隔直流通交流作用 滤波电容用在滤波电路中的电容器称为滤波电容 在电源滤波和各 种滤波器电路中使用这种电容电路 滤波电容将一定频段内的信号 从总信号中去除等 示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性 将人眼无法直接 观的交变电信号转换成图像 显示在荧光屏上以便测量的电子测量 仪器 它是观察数字电路实验现象 分析实验中的问题 测量实验结果必 不可少的重要仪器 示波器由示波管和电源系统 同步系统 X轴偏转系统 Y轴偏转系 统 延迟扫描系统 标准信号源组成 一 1 电源 Power 示波器主电源开关 当此开关按下时 电源指示灯亮 表示电源接通 2 辉度 Intensity 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮 度 观察低频信号时可小些 高频信号时大些 一般不应太亮 以保护荧光屏 3 聚焦 Focus 聚焦旋钮调节电子束截面大小 将扫描线 聚焦成最清晰状态 4 标尺亮度 Illuminance 此旋钮调节荧光屏后面的照明 灯亮度 正常室内光线下 照明灯暗一些好 室内光线不足的环境中 可适当调亮照明灯 二 输入通道选择输入通道至少有三种选择方式通道1 CH1 通道2 CH2 双通道 DUAL 选择通道1时 示波器仅显示通道1的信号 选择通道2时 示波器仅显示通道2的信号 选择双通道时 示波器同时显示通道1信号和通道2信号 测试信号时 首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起 根据输入通道的选择 将示波器探头插到相应通道插座上 示波器 探头上的地与被测电路的地连接在一起 示波器探头接触被测点 示波器探头上有一双位开关 此开关拨到 1 位置时 被测信号无衰减送到示波器 从荧光屏 上读出的电压值是信号的实际电压值 此开关拨到 10 位置时 被测信号衰减为1 10 然后送往示波 器 从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值 三 特殊使用方法 1 交流峰值电压测量 1 获得基线 2 调整V div旋钮 使波形在垂直方向显示5div 即5格 3 调节 A触发电平 获得稳定显示 4 用以下公式计算峰值电压 电压 p p 垂直偏转幅度 度x VOLTS div 开关档极x探极衰减倍率 例如测得上峰到下峰偏转是5 6度 VOLTS dir开关置0 5 用x10探极衰减倍率 将数据代人电压二5 6X0 5X10二28V 2 上升时间测量 上升时间水平距离 度 x时间 度 档极 扩展系数 例如波形两点间的距离为5度 时间 度档级为1Us x10扩展末 扩展 即x1 将给定值代人上升时I司 5X1 1 51xs 3 相位差测量 相位差水平差值 度 x水平刻度校准值 度 度 例如水平差值为0 6度 每度校准到45度 将给定值代人公式 相位差0 6x45027 二极管二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导 体形成的p n结 在其界面处两侧形成空间电荷层 并建有自建电场 当不存在外加电压时 由于p n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相 等而处于电平衡状态 当外界有正向电压偏置时 外界电场和自建电场的互相抑消作用使 载流子的扩散电流增加引起了正向电流 当外界有反向电压偏置时 外界电场和自建电场进一步加强 形成 在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0 当外加的反向电压高到一定程度时 p n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程 产 生大量电子空穴对 产生了数值很大的反向击穿电流 称为二极管 的击穿现象 二极管的类型二极管种类有很多 按照所用的半导体材料 可分为 锗二极管 Ge管 和硅二极管 Si管 根据其不同用途 可分为检波二极管 整流二极管 稳压二极管 开关二极管等 按照管芯结构 又可分为点接触型二极管 面接触型二极管及平面 型二极管 点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面 通以脉冲电流 使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起 形成一个 PN结 由于是点接触 只允许通过较小的电流 不超过几十毫安 适用 于高频小电流电路 如收音机的检波等 面接触型二极管的 PN结 面积较大 允许通过较大的电流 几安 到几十安 主要用于把交流电变换成直流电的 整流 电路中 平面型二极管是一种特制的硅二极管 它不仅能通过较大的电流 而且性能稳定可靠 多用于开关 脉冲及高频电路中 二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性 在电路中 电流只能从二极管的正极流入 负极流出 下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性 1 正向特性在电子电路中 将二极管的正极接在高电位端 负极接 在低电位端 二极管就会导通 这种连接方式 称为正向偏置 必须说明 当加在二极管两端的正向电压很小时 二极管仍然不能 导通 流过二极管的正向电流十分微弱 只有当正向电压达到某一数值 这一数值称为 门槛电压 锗管 约为0 2V 硅管约为0 6V 以后 二极管才能直正导通 导通后二极管两端的电压基本上保持不变 锗管约为0 3V 硅管约 为0 7V 称为二极管的 正向压降 2 反向特性在电子电路中 二极管的正极接在低电位端 负极接在 高电位端 此时二极管中几乎没有电流流过 此时二极管处于截止 状态 这种连接方式 称为反向偏置 二极管处于反向偏置时 仍然会有微弱的反向电流流过二极管 称 为漏电流 当二极管两端的反向电压增大到某一数值 反向电流会急剧增大 二极管将失去单方向导电特性 这种状态称为二极管的击穿 二极管的主要参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指 标 称为二极管的参数 不同类型的二极管有不同的特性参数 对初学者而言 必须了解以下几个主要参数额定正向工作电流是指 二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值 因为电流通过管子时会使管芯发热 温度上升 温度超过容许限度 硅管为140左右 锗管为90左右 时 就会使管芯过热而损坏 所以 二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值 例如 常用的IN4001 4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A 最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时 会将 管子击穿 失去单向导电能力 为了保证使用安全 规定了最高反向工作电压值 例如 IN4001二极管反向耐压为50V IN4007反向耐压为1000V 反向电流反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下 流过二极管的反向电流 反向电流越小 管子的单方向导电性能越好 值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系 大约温度每升高10 反向电流增大一倍 例如2AP1型锗二极管 在25时反向电流若为250uA 温度升高到35 反向电流将上升到500uA 依此类推 在75时 它的反向电流已达8m A 不仅失去了单方向导电特性 还会使管子过热而损坏 又如 2CP10型硅二极管 25时反向电流仅为5uA 温度升高到75时 反向电流也不过160uA 故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性 测试二极管的好坏初学者在业余条件下可以使用万用表测试二极管 性能的好坏 测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的RX1K档位 注意不要使 用RX1档 以免电流过大烧坏二极管 再将红 黑两根表笔短路 进行欧姆调零 1 正向特性测试把万用表的黑表笔 表内正极 搭触二极管的正极 红表笔 表内负极 搭触二极管的负极 若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间 这时的阻值就是二极管的 正向电阻 一般正向电阻越小越好 若正向电阻为0值 说明管芯短路损坏 若正向电阻接近无穷大值 说明管芯断路 短路和断路的管子都不能使用 2 反向特性测试把万且表的红表笔搭触二极管的正极 黑表笔搭触 二极管的负极 若表针指在无穷大值或接近无穷大值 管子就是合 格的 二极管的应用 1 整流二极管利用二极管单向导电性 可以把方向交替变化的交流 电变换成单一方向的脉动直流电 2 开关元件二极管在正向电压作用下电阻很小 处于导通状态 相 当于一只接通的开关 在反向电压作用下 电阻很大 处于截止状 态 如同一只断开的开关 利用二极管的开关特性 可以组成各种逻辑电路 3 限幅元件二极管正向导通后 它的正向压降基本保持不变 硅管 为0 7V 锗管为0 3V 利用这一特性 在电路中作为限幅元件 可以把信号幅度