高频电子线路实验指导书

高频电子线路实验指导书通信工程、通信技术专业目录高频电子线路E型实验箱总体介绍3实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器8实验二三点式LC振荡器及压控振荡器14实验三模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）19实验四调幅语音通话23高频电子线路E型实验箱总体介绍一、概述高频电子线路E型实验箱的实验内容主要是根据高等教育出版社出版的高频电子线路一书而设计的（作者张肃文），其中还参考了电子线路非线性部分（作者谢嘉奎）、高频电子线路（作者曾兴雯）等教材的部分内容。本实验箱由主机和14个模块组成，共设置了54个硬件实验和5个软件实验。实验箱采用“积木式”结构，将实验所需的直流电源、频率计、信号源（带简易扫频源）设计成一个公共平台。使用前请仔细阅读实验箱主板上的使用注意事项。实验模块以插板的形式插在实验箱主板上，除需调节和拨动的元件外，其它元件均焊接在PCB板的反面。模块正面印有实验电路图，便于学生理解实验原理。反面使用透明盒罩，一方面便于学生观察元件，另一方面又可对元件加以保护。二、主板简介主机提供实验所需的直流电源、信号源（带简易扫频源）、频率计，它们作为实验工具不开设实验内容。各单元使用方法介绍如下1、直流电源本实验箱提供的直流电源是基于本实验箱实验的需求而设计的。主机提供四路直流电源12V、5V、12V、5V，共直流地。每路电源都有两个输出端口，分别放置在主板的左上方和右上方。实验时，用实验箱所配置的单相三极电源线，连接220V交流电源和实验箱上侧的电源插座，打开实验箱右侧的船形开关，若正确连接则主板上的电源指示灯LEDF9和LEDF11亮。此时，各直流电源端口均有相应的直流电压输出。实验时，应根据模块的位置就近选择所需的直流电源输出端口。2、低频信号源本实验箱提供的低频信号源是基于本实验箱实验的需求而设计的。可输出正弦波、三角波和方波信号，频率范围分别为1HZ10MHZ、1HZ1MHZ、1HZ1MHZ。数码管LED900LED907用于显示输出信号的频率，单位为HZ。LED900LED907依次为10MHZ、MHZ、100KHZ、10KHZ、KHZ、100HZ、10HZ和HZ位。若输出信号频率为HZ级，则LED900LED906不显示。若输出信号频率为10HZ级，则LED900LED905不显示。输出信号频率为其它情况时以此类推。本低频信号源带简易扫频源的功能，可产生扫频信号用于定性检测外部网络的频率特性，共有两个扫频频段，分别为10KHZ100KHZ和100KHZ1MHZ。VOUT为正弦波、三角波、方波和扫频信号的输出端口，VI和VO分别为扫频源的检波输入端和检波输出端。将VOUT处扫频信号接到外部网络的输入端，再将外部网络的输出与VI连接，就可用示波器在VO处定性观察外部网络的频率特性曲线。低频信号源的使用方法介绍如下（1）开机接通主机电源，按下开关POWER1和POWER2，则低频信号源的电源指示灯D100和D101亮。数码管LED900LED903不显示，LED904LED907分别显示1、0、0、0，即开机默认输出1KHZ的正弦波信号。（2）波形选择按键TYPE用于改变输出信号的波形，在正弦波输出情况下，按一次TYPE键，则输出信号变为三角波；在三角波输出情况下，按一次TYPE键，则输出信号变为方波；在方波输出的情况下，按一次TYPE键，则输出信号变为正弦波。依此顺序按动TYPE键，则循环输出这三种波形。（3）频率选择按键RIGHT和LEFT用于选择当前需修改位，开机默认当前修改位为KHZ位（LED904）。在非扫频输出的状态下，按一次RIGHT键则修改位右移一位；按一次LEFT键则修改位左移一位。被选中的当前修改位会闪烁显示。按键UP和DOWN用于修改当前修改位的数值。在选中当前修改位的情况下，按一次UP键，则当前修改位的数值加1；按一次DOWN键，则当前修改位的数值减1。当当前修改位的数值为所需的数值时，按下ENTER键确定操作，当前修改位会停止闪烁，则VOUT处输出所需频率的信号。在当前修改位的数值为9的情况下，按一次UP键，则当前修改位数值为0，其左边显示数值加1且当前修改位不变。如在显示频率为1999HZ且当前修改位为10HZ位时，按一次UP键，则显示频率变为2009HZ且当前修改位仍为10HZ位。在当前修改位的数值为1，且当前修改为最高位、当前修改位右边第一位的数值不为0的情况下，按一次DOWN键，则当前修改位自动右移一位且原当前修改位不显示。如在显示频率为1100HZ且当前修改位为KHZ位时，按一次DOWN键，则显示频率变为100HZ且当前修改位为100HZ位。在当前修改位的数值为1，且当前修改为最高位、当前修改位右边第一位的数值为0的情况下，按一次DOWN键，则当前修改位自动右移一位（且该位数值变为9）且原当前修改位不显示。如在显示频率为1000HZ且当前修改位为KHZ位时，按一次DOWN键，则显示频率变为900且当前修改位为100HZ位。在当前修改位的数值为0的情况下，按一次DOWN键，则当前修改位的数值变为9且当前修改位左边显示的数值减1。如在显示频率为100HZ且当前修改位为HZ时，按一次DOWN键，则显示频率变为99HZ且当前修改位不变。（4）幅度调节双刀三掷开关U70用于选择输出信号幅度的衰减量，U70拨到最上端、中间和最下端时，衰减量分别为0DB、20DB和40DB。即U70用于输出信号幅度的粗调。“幅度调节”电位器用于对输出信号的幅度进行细调，当衰减量为0DB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为15V15V；当衰减量为20DB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为150MV15V；当衰减量为40DB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为80MV150MV。说明当输出信号的峰峰值较小时，由于噪声干扰相对较大，输出信号波形会有抖动，属于正常现象。（5）占空比调节在输出信号为方波的情况下，调节“占空比调节”电位器可改变方波的占空比。说明严格地说，方波是指占空比为50的矩形波，当占空比不为50时，只能称为矩形波。本实验指导书此处不做区别。（6）直流电平调节在任意波形输出或扫频输出的情况下，调节“电平调节”电位器，可改变输出信号的直流量。（7）扫频输出在点频输出的情况下，按一次SWEEP键，则VOUT输出10KHZ100KHZ的扫频信号；连续按两次SWEEP键，则VOUT输出100KHZ1MHZ的扫频信号；连续按三次SWEEP键，则回到输出扫频前的状态。（8）复位在通电后的任意情况下，按下RESET键，则信号源复位，恢复到输出1KHZ正弦波信号的状态。3、高频信号源本实验箱提供的高频信号源是基于本实验箱实验的需求而设计的。可输出10MHZ120MHZ的正弦波。POWER3为高频信号源部分的电源开关，D1为电源指示灯。数码管LED6LED1用于显示输出信号的频率，单位分别为100MHZ、10MHZ、MHZ、100KHZ、10KHZ、KHZ。（1）开机接通主机电源，按下开关POWER3，则电源指示灯D1亮。数码管LED6LED1显示010700，即开机默认输出107MHZ的正弦波信号。（2）输出接口选择OUT1用于输出10MHZ20MHZ的信号，信号幅度较小，主要用于小信号实验。OUT2用于输出20MHZ70MHZ的信号，其中10MHZ20MHZ信号的幅度相对OUT1处较大。OUT3用于输出70MHZ120MHZ的信号，AGND为本信号源地，与主板共地。当输出信号的频率较高时，需使用射频座接口。本实验箱所开设实验的载波信号一般为107MHZ，其它未使用的频段信号仅供用户参考使用。（3）频率选择开机默认当前修改位为KHZ位（LED1），每按动一次SELECT键，则当前修改位向左移动一位且闪烁显示。选中当前修改位后，每按动一次UP或DOWN键，则当前修改位的数值加一或减一。当当前修改位的数值为所需的数值时，按一下ENTER键确定操作，当前修改位停止闪烁，OUT1（或OUT2、OUT3）处输出所需频率的信号。注意本信号源的UP键和DOWN键不进位和退位，即在当前修改位的数值为9的情况下，按一次UP键，当前修改位数值变为0，其它数码管显示数值不变。在当前修改位的数值为0的情况下，按一次DOWN键，当前修改位数值仍为0，其它数码管显示的数值也不变。（4）幅度调节“幅度调节”电位器用于调节输出信号的幅度，调节时请勿将电位器调节到两个最底端。（5）扫频本高频信号源自带简易扫频源，用于定性分析外部网络的特性。扫频频段有六段信号输出频率（小于20MHZ）20MHZ、20MHZ30MHZ、30MHZ50MHZ、50MHZ70MHZ、70MHZ90MHZ、90MHZ120MHZ。在点频输出的情况下，每按动一次TYPE键，则进入相应扫频频段。如在107MHZ点频输出的情况下，按动一次TYPE键，则进入107MHZ20MHZ的扫频频段。数码管LED1显示1（表示第1频段），同时用示波器在相应输出接口处观察，信号频率由107MHZ逐渐向20MHZ靠近，当信号频率为20MHZ时，LED1所显示的1消失，LED6LED1显示0107000，即扫频前的信号频率值。连续按动TYPE键，则扫频频段依次为20MHZ30MHZ、30MHZ50MHZ、50MHZ70MHZ、70MHZ90MHZ、90MHZ120MHZ（注意选择输出接口，以便正确观察）。当点频输出信号频率大于20MHZ时，要根据点频所处的频段，按动相应的次数才能开始扫频。如在点频输出为35MHZ，按动两次TYPE键，则进入35MHZ50MHZ的扫频状态，LED1显示3（表示第3频段），同时用示波器在相应输出接口处观察，信号频率由35MHZ逐渐向50MHZ靠近，当信号频率为50MHZ时，LED1所显示的3消失，LED6LED1显示035000，即扫频前的信号频率值。连续按动TYPE键，则扫频频段依次为50MHZ70MHZ、70MHZ90MHZ、90MHZ120MHZ（注意选择输出接口，以便正确观察）。在扫频频段为第六频段的情况下，再次按动TYPE键，不进入第一频段，即扫频频段不循环。在扫频状态下，按动ENTER键，则信号源回到扫频前的状态。（6）复位在通电后的任意情况下，按下RESET键，则信号源复位，恢复到输出107MHZ正弦波信号的状态。4、频率计本实验箱提供的频率计是基于本实验箱实验的需要而设计的。它适用于频率范围为20HZ100MHZ，峰峰值VPP100MV5V的信号。开关POWER4为频率计部分的电源开关，LEDF10为电源指示灯。信号从“频率输入”处的二号台阶插座或射频座输入。测试高频信号源输出的较高频率信号时，需使用实验箱所配置的射频线进行连接。开关SF1用于给不同频段的信号选择输入匹配通道。当输入信号频率低于10MHZ时，SF1向下拨；当输入信号的频率高于10MHZ时，SF1向上拨。数码管LEDF1LEDF8用于显示所测信号的频率。其中，前6个数码管显示有效数字，第8个数码管显示10的幂，单位为HZ。第7个数码管显示“”，用于间隔前6个数码管和第8个数码管（如显示1070006，则频率为107MHZ）。若输入信号频率为10MHZ以上，则测试精度为50PPM；若输入信号为10MHZ以下，则测试精度为20PPM。若输入信号为1KHZ以下，则可能有个位偏差。三、模块介绍基本模块1、小信号放大器模块可完成高频小信号调谐放大器（单级单调谐、单级双调谐、两级单调谐、两级双调谐）、场效应管谐振放大器、集成选频放大器和三极管倍频器等部分的实验。2、高频功率放大器模块可完成高频谐振功率放大器、集成高频功率放大器、宽带功率放大器和集电极调幅部分的实验。3、正弦波振荡器模块可完成三点式LC振荡器及压控振荡器、石英晶体振荡器、RC振荡器、集成电路振荡器和变容二极管调频部分的实验。4、混频器模块可完成二极管环形混频器、三极管混频器、场效应管混频器和乘法器混频部分的实验。5、幅度调制与解调模块可完成乘法器调幅（AM、DSB、SSB）、二极管峰值包络检波、同步检波和小信号检波部分的实验。6、角度调制模块可完成直接调频、间接调频（选做）、锁相环调频和集成调频电路部分的实验。7、角度解调模块可完成锁相环鉴频、脉冲计数式鉴频、乘法器鉴频、相位鉴频器、斜率鉴频器和集成鉴频电路部分的实验。扩展模块1、面包板模块可与综合模块、选频网络模块、角度调制模块等相结合用于二次开发实验的调试和设计。2、频率合成模块可完成直接数字式频率合成（DDS）、数字锁相环路法频率合成器（PLL）、自动增益控制（AGC）和自动频率控制（AFC）部分的实验。3、选频网络模块可完成LC串并联谐振回路（选做）、LC低通滤波器、LC集中选择性滤波器（选做）、RC有源（低通、高通、带通、带阻）滤波器（选做）、石英晶体、器陶、声表面波滤波器（选做）和T型网络、型网络（选做）部分的实验。4、数字调制与解调模块可完成CPLD实验（数字基带信号的产生）、ASK调制与解调、FSK调制与解调和PSK/DPSK调制与解调电路部分的实验。5、综合模块可完成波形变换（二极管限幅、三角波变正弦波、任意波变方波、方波变脉冲波、方波变三角波、脉冲波变锯齿波）、加法器和语音传输系统部分的实验。6、视频传输模块可完成视频传输系统部分的实验。7、红外调频收发模块可完成红外编解码系统、调频/调幅接收系统、调频发射系统和单双工通信系统部分的实验。其中，幅度调制与解调模块与综合模块联合可实现调幅语音通话实验；角度调制模块、角度解调模块、综合模块联合可实现调频语音通话实验。另外还有5个软件仿真实验（1）滤波器的设计及ADS仿真（2）高频小信号单调谐放大器的仿真（3）丙类功率放大器的仿真（4）LC振荡器的仿真（5）乘法器调幅的仿真说明用户可对各模块进行组合，开发出新的实验，也可挂接自己开发的模块。做实验时应把具有相应实验内容的模块插在主板上。实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器一、实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。二、实验内容1、测量各放大器的电压增益；2、测量放大器的通频带与矩形系数（选做）；3、测试放大器的频率特性曲线（选做）。三、实验仪器1、BT3扫频仪（选做）一台2、20MHZ示波器一台3、数字式万用表一块4、调试工具一套四、实验基本原理1、单级单调谐放大器C17R28Q2R30C18C19R31CC2R27W3T212VTT2TP5图11单级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图11所示，本实验的输入信号（107MHZ）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TT2处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。2、单级双调谐放大器C17R28Q2R30C18C19R31CC2R27C21C22CC3C20W3T212VT3TT2TP5TP7TP11TP12图12单级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图12所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1NF）或C21（10NF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。3、双级单调谐放大器C17R28Q2R30C18C19CC2R27R33Q3R35C24C25CC4R32W3C23FL3TT2R31T2T4W412VTP5TP14TP15TP16图13双级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图13所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。4、双级双调谐放大器C17R28Q2R30C18C19CC2R27C20C22CC3C21R33Q3R35C24C25CC4R32C26C27CC5W3C23FL3TT2R31T2T3T4T5W412VTP5TP7TP11TP12TP14TP15TP16图14双级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图14所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1NF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。五、实验步骤1、计算选频回路的谐振频率范围若谐振回路的电感量L18UH24UH，回路总电容C105PF125PF（分布电容包括在内），根据公式计算谐振回路谐振频率的范围。LCF200F2、单级单调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP9接地，TP8接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。说明本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号VI。1）输入信号VI由正弦波振荡器模块提供，参考实验九产生107MHZ的正弦波信号VI，操作步骤如下在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。用示波器在正弦波振荡器模块的TT1处测量，输出信号应为正弦波，频率为107MHZ。调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。此信号即为本实验的输入信号VI，从TP5处引出。正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号VI的峰峰值VIPP为400MV左右。用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TT2处信号VO的峰峰值VOPP最大不失真。记录各数据，填表11。2）输入信号VI由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为107MHZ，峰峰值约400MV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TT2处信号VO的峰峰值VOPP最大不失真。记录各数据，填表11。表11VIPP（V）VOPP（V）电压放大倍数（4）测量放大器的通频带、矩形系数（选做）放大器通频带的测量方法有两种扫频法和逐点法。扫频法即用BT3扫频仪直接测试。使用BT3扫频仪测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线，从曲线上读取并记录放大器的通频带。注意扫频仪的输出不要太大以免超过放大器的动态范围，检波头的方向不要接反。逐点法即用外置专用信号源做扫频源，用信号源输出幅度相同频率逐步变化的信号作为放大器的输入，逐点记录相应输出信号的大小，然后描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为01处的带宽或001处的带宽102F。则矩形系数，其中为放大器的通频带。012F701102FKR701012FR70F3、单级双调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），产生107MHZ的输入信号VI（VIPP约400MV）。将VI输入到小信号放大器模块的TP5处。用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TT2处信号VO的峰峰值VOPP最大不失真。记录各数据，填表12。表12VIPP（V）VOPP（V）电压放大倍数注意不要用示波器探头直接在耦合电容（C20、C21）的两侧测量，因为示波器探头的输入电容会影响谐振回路的特性。4、双级单调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP8接TP15。参考实验步骤2（3），产生107MHZ的输入信号VI1（VI1PP约400MV）。将VI1输入到小信号放大器模块的TP5处。用示波器在TP8处测量，调节T2、CC2，使TP8处信号VO1的峰峰值VO1PP约为4V。用示波器在TT2处测量，调节T4、CC4，并适当调节该模块的W3、W4，使TT2处信号最大不失真，记录此时输出信号VO2的峰峰值VO2PP。用示波器在TP16处测量第二级放大器输入信号VI2的峰峰值VI2PP，记录各数据，填表13。表13VI1PP（V）VI2PP（V）VO1PP（V）VO2PP（V）两级放大器电压放大倍数5、双级双调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP6接TP13，TP17接TP22，TP17接TP6，TP7接TP11，TP18接TP21，TP23接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP14接TP15。参考实验步骤2（3），产生107MHZ的输入信号VI1（VI1PP约200MV）。将VI1输入到小信号放大器模块的TP5处。用示波器在小信号放大器模块的TP14处测量，调节T2、T3、CC2、CC3使TP14处信号VO1的峰峰值VO1PP约为4V。用示波器在TT2处测量，调节T4、T5、CC4、CC5，并适当调节该模块的W3、W4，使TT2处信号最大不失真，记录此时VO2的峰峰值VO2PP。用示波器在小信号放大器模块的TP16处测量第二级放大器输入信号VI2的峰峰值VI2PP，记录各数据，填表14。表14VI1PP（V）VI2PP（V）VO1PP（V）VO2PP（V）两级放大器电压放大倍数注意两级双调谐放大器的各中周不要调节的太深，因为中周的变化会改变放大器的输入输出阻抗，从而使放大器与信号源之间不匹配，进而使放大器的输入波形失真。同时，为了获得最佳的实验效果可以适当调节输入信号的幅度和各三极管的静态工作点。六、实验报告1、按步实验并完成表11、12、13、14。2、高频小信号放大器的主要技术指标有哪些实验二三点式LC振荡器及压控振荡器一、实验目的1、掌握三点式LC振荡器的基本原理；2、掌握反馈系数对起振和波形的影响；3、掌握压控振荡器的工作原理；4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。二、实验内容1、测量振荡器的频率变化范围；2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响；3、观察温度变化对振荡器频率稳定度的影响选做。三、实验仪器1、20MHZ示波器一台2、数字式万用表一块3、调试工具一套四、实验原理1、三点式LC振荡器三点式LC振荡器的实验原理图如图21所示。C4C6R7R8R6Q1C9R9C10Q2R10R5C11R15Q3R17R14C5K5C8C7K6K7R12C12R16W2TP5TT1TP4C40K8T212V图21三点式LC振荡器实验原理图图中，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。C6100PF，C7200PF，C8330PF，C401NF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C，则振荡器的反馈系数FC6/C。反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端。F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在00105之间。同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图22所示。C4C6Q1C5CT2图22三点式LC振荡器交流等效电路图图22中，C533PF，由于C6和C均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为（21）450C则振荡器的频率F0可近似为（22）2114500CTF调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，F0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级107MHZ陶瓷滤波器电路，用来滤除石英晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会有波形输出或输出信号幅度较小。若想利用LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。2、压控振荡器压控振荡器的实验原理图如图23所示。C4C6R7R8R6Q1C9R9C10Q2R10R5C11R15Q3R17R14C5K5C8C7K6K7R12C12R16W2TP5TT1TP4C40K8T212VK3C3K2C2R4R2R3W1L1TP1C1D1TP2TP3图23压控振荡器实验原理图Q1、Q2、Q3的作用与三点式LC振荡器相同，TP2和TP3是为自动频率控制实验二次开发留出的接口，在做压控振荡器实验的时候，连接TP2与TP3。TP1是为实验二十一（变容二极管调频）留出的调制信号输入接口，C1、L1为调制信号耦合隔离电路，压控振荡器实验不涉及此部分电路。R2、R3、W1为变容二极管D1提供直流反偏压VD。C2、C3为变容二极管的接入电容C25PF，C310PF，设C2、C3的组合电容为CN，C7、C8、C40的组合电容为CM，忽略三极管输入输出电容的影响，则压控振荡器的交流等效电路如图24所示。图中，C533PF，由于C6和CM均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为（23）JN450则振荡器的频率F0可近似为（24）0201CTF由图23可得，变容二极管的接入系数P为（25）JQNP其中，CJQ是直流反偏压为VD时变容二极管的容量。调节W1，则VD变化，CJQ也变化。由式25可知，CN越大，变容二极管的接入系数P也越大，单位直流反偏压变化所引起的频偏也越大。但为了减小高频电压对D1的作用和中心频率的漂移，常将CN取的较小。C4C6Q1C5CMT2CNCJ图24压控振荡器的交流等效电路图五、实验步骤1、三点式LC振荡器（1）连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向下拨，K5、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。（2）测量LC振荡器的频率变化范围用示波器在三极管Q2的发射极（军品插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率F0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表21。表21最小值最大值F0（MHZ）波形非线性失真（大、小）（3）观察反馈系数对输出信号的影响用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号VO的波形，调节T2，使VO的频率F1为107MHZ左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察VO峰峰值VOPP、振荡器频率的变化情况，填表22。表22反馈系数VOPP（V）振荡器频率（MHZ）F1/2F1/3F1/5F1/10调试时，先使反馈系数F1/2，调节T2使Q2发射极处信号的频率为107MHZ左右，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值。然后，不再调节T2，改变反馈系数的大小，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值，直至F1/2、F1/3、F1/5、F1/10的情况都做完。（4）、观察温度变化对三点式LC振荡器频率稳定度的影响（选做）用一热源（如加热的烙铁）靠近T2，在Q2发射极观察输出信号频率的变化情况。2、压控振荡器（1）连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K3、K4、K6、K8向下拨，K2、K5、K7向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP2接TP3。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。（2）观察直流反偏压、变容二极管接入电容对振荡器频率的影响。接入电容CN5PFK2向上拨、K3向下拨，使变容二极管的接入电容CN5PF。用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器在Q2发射极测量输出信号的频率F0，填表23的第一行和第二行。接入电容CN15PFK2、K3都向上拨，使变容二极管接入电容CN15PF。用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器在Q2发射极测量输出信号的频率F0，填表23的第三行和第四行。表23VD（V）接入电容CN5PFF0（MHZ）VD（V）接入电容CN15PFF0（MHZ）说明由于万用表输出电容的影响，将万用表接在D1两侧和不接在D1两侧时，Q2发射极信号的频率会不一样，本步骤实验万用表在测量直流电压后应取下，再用示波器在Q2发射极测信号频率。六、实验报告1、画出三点式LC振荡器和压控振荡器的交流等效电路图。2、按步实验并完成表21、22、23。实验三模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）一、实验目的1、掌握AM、DSB和SSB调制的原理与性质；2、掌握模拟乘法器的工作原理及其调整方法。二、实验内容1、产生并观察AM、DSB、SSB的波形；2、观察AM、DSB、SSB波的频谱（选做）；3、观察DSB波和过调幅时的反相现象。三、实验仪器1、20MHZ模拟示波器一台2、调试工具一套3、BT3扫频仪（选做）一台4、数字式万用表一块四、实验原理实验原理图如图31所示。R1R10R9R11R12R2R6C2C6W1C7L1E1R4TP1TP2TP3TT1FL1TT2D1R3R8TP4MC149612V12V1234568101412图31模拟乘法器调幅实验原理图调制信号从TP2输入，载波从TP1输入。合理设置调制信号与载波信号的幅度以及乘法器的静态偏置电压（调节W1），可在TT1处观察普通调幅波（AM）和抑制载波双边带调幅波（DSB）。FL1为107MHZ的陶瓷滤波器，它的作用是对TT1处调幅波进行滤波，得到抑制载波单边带调幅波（SSB）。为兼容检波电路的滤波网络，在进行调制与检波实验时，调制信号的频率选择为1KHZ左右，载波信号的频率选择为107MHZ。为了便于观察各种调幅波的频谱和DSB波的相位突变现象，调制信号的频率选择为500KHZ，载波信号的频率选择为112MHZ。本实验所产生的普通调幅波和抑制载波双边带调幅波，是实验十九同步检波和实验二十小信号检波的输入信号。五、实验步骤1、连接实验电路在主板上正确插好幅度调制与解调模块，开关K1、K2、K8、K9、K10、K11向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，主板12V接模块12V，检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1、K2向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。2、产生并观察AM波和DSB波（1）输入调制信号V本步骤的调制信号可由正弦波振荡器模块的RC振荡器提供，也可由低频信号源提供。若调制信号由正弦波振荡器模块的RC振荡器提供参考实验十，用RC振荡器产生12KHZ左右的正弦波调制信号V，调节正弦波振荡器模块的W3，使V的峰峰值VPP约为700MV。连接正弦波振荡器模块的TP6和幅度调制与解调模块的TP2。若调制信号由低频信号源提供参考低频信号源的使用方法，用低频信号源产生频率为1KHZ，峰峰值约700MV的正弦波调制信号V。连接信号源的VOUT与幅度调制与解调模块的TP2。（2）输入载波信号VI本步骤载波信号由高频信号源或正弦波振荡器模块提供。参考高频信号源使用方法或实验一实验步骤2（3），产生107MHZ的载波信号。将此信号输入到幅度调制与解调模块的TP1。调节载波信号的幅度，使TP1处信号的峰峰值约为500MV。（3）产生并观察AM波、DSB波用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节幅度调制与解调模块的W1，使TT1处出现如图32所示的波形，即产生AM波。BA图32普通调幅波（AM波）用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节幅度调制与解调模块的W1，使TT1出现如图33所示的波形，即产生DSB波。图33抑制载波双边带调幅波（DSB波）用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节幅度调制与解调模块的W1或增大调制信号的幅度，使TT1出现如图34所示的波形，即产生过调幅波形。图34过调幅的波形说明1由于载波频率和调制信号的频率相差很大，DSB波和过调情况下调幅波的反相现象不明显。若要观察反相现象可在实验步骤4中进行。说明2观察AM波和DSB波波形时建议使用模拟示波器，若使用数字示波器，请选择存储空间足够大的数字示波器。3、观察AM波、DSB波、SSB波的频谱（选做）为了便于观察各种调幅波的频谱、DSB波和过调情况下的反相现象，调制信号的频率选择为500KHZ，载波信号的频率选择为112MHZ，则AM波享有的频率分量分别为107MHZ、112MHZ、119MHZ，DSB波享有的频率分量分别为107MHZ和119MHZ。SSB是由DSB波经过107MHZ的陶瓷滤波器滤波得到的，故SSB波享有的频率分量为107MHZ（下边带）。（1）输入调制信号V参考低频信号源的使用方法，用低频信号源产生500KHZ的正弦波调制信号V，峰峰值VPP约700MV，输入到幅度调制与解调模块的TP2。（2）输入载波信号VI载波信号VI由高频信号源或正弦波振荡器模块的LC振荡电路提供。若载波由正弦波振荡器模块的LC振荡电路提供，操作步骤如下在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K6、K8向下拨，K5、K7向上拨。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。用示波器在该模块的TP4处观察，调节该模块的T2，使TP4处信号的频率为112MHZ。连接该模块的TP4与幅度调制与解调模块的TP1。若载波由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，产生112MHZ的载波信号，将此信号输入到幅度调制与解调模块的TP1。（3）观察各种调幅波的频谱观察AM波的频谱用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至TT1处出现如图32所示的波形为止，即产生AM波。然后用频谱分析仪在TT1处观察AM波的频谱，调节调制信号的幅度，观察各频率分量的变化情况。画出AM波的频谱图。观察DSB波的频谱用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至TT1处出现如图33所示的波形为止，即产生DSB波。然后用频谱分析仪在TT1处观察DSB波的频谱，再适当调节W1或调制信号的幅度使载波频率分量的幅度最小。画出DSB波的频谱图。用模拟示波器在幅度调制与解调模块的TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至TT1处出现如图33所示的波形为止，即产生DSB波。然后用频谱分析仪在TT2处观察SSB波的频谱，再适当调节W1或调制信号的幅度使载波频率分量和上边带频率分量的幅度最小。画出SSB波的频谱图。说明1由于MC1496内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号，因此实际DSB波的频谱或多或少的存在载波频率成分，当载波频率成分小于50DB时，可认为达到了DSB调幅的效果。同时，由于陶瓷滤波器的滤波特性并不是非常的陡峭，所以实际SSB的频谱也或多或少的存在载波频率成分和另一边带频率成分，当载波频率成分和另一边带频率成分小于50DB时，可认为达到了SSB调幅的效果。说明2由于载波中多次谐波成分的影响，调幅波的频谱中会有相应谐波的频率分量以及以多次谐波为载波进行调幅的相关频率分量。说明3若要取出上边带，可使载波频率为102MHZ，调制信号为500KHZ，则上边带频率为107MHZ，通过FL1取出。4、观察DSB波和过调制情况下的反相现象（1）用低频信号源产生500KHZ的正弦波信号，峰峰值约700MV，输入到幅度调制与解调模块的TP2。载波信号频率为107MHZ，由高频信号源或正弦波振荡器模块产生，参考高频信号源的使用方法或实验一实验步骤2（3），产生107MHZ的载波，将此信号输入到TP1。（2）用模拟示波器在TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至出现图33所示的波形为止，即产生DSB波。观察调幅波幅度为0的瞬间，载波相位的变化情况。画出DSB波的波形。（3）用模拟示波器在TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至出现图34所示的波形为止，即过调制的情况。观察调幅波幅度为0的瞬间，载波相位的变化情况。画出过调时的波形。5、观察SSB波的波形（1）用低频信号源产生500KHZ的正弦波信号，峰峰值约700MV，输入到幅度调制与解调模块的TP2。参考本实验步骤3、（2）产生112MHZ的载波信号，输入到幅度调制与解调模块的TP1。（2）用模拟示波器在TT1处观察，适当调节W1或调制信号的幅度，直至出现图33所示的波形为止，即