高频电子线路实验指导书（修订）

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；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。LCF2100F2、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102F的带宽。则矩形系数，其中为放大器的通012F701102FKR701012FR70F频带。3、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）VO2P两级放大器电压放大倍数P（V）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集成选频放大器一、实验目的1、熟悉集成放大器的内部工作原理；2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性。二、实验内容1、测量集成选频放大器的电压增益；2、测量集成选频放大器的通频带与矩形系数（选做）。三、实验仪器1、BT3频率特性测试仪（选项）一台2、20MHZ示波器一台3、数字万用表一块4、调试工具一套四、实验原理集成选频放大器的实验原理图如图21所示。其中FL1为107MHZ的陶瓷滤波器，U1为中频放大器。实验时，107MHZ的信号从TP2处输入，在TT3处测量和观察输出信号。FL1R1032476U1R24R13R125V5VTT3TP2TP3图21集成选频放大器实验原理图五、实验步骤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5V接模块5V，主板5V接模块5V。检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K2、K3向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。2、输入信号放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。参考实验一实验步骤2（3）或高频信号源的使用方法，用正弦波振荡器模块或高频信号源产生107MHZ的正弦波信号，将此信号输入到TP2，调节输入信号的幅度，使TP3处信号VI的峰峰值VIPP约为400MV。3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益用示波器在TT3处观察放大器的输出波形VO并记录VO的峰峰值VOPP，若输出信号失真则减小输入信号的幅度，填表31。表21VIPP（MV）VOPP（MV）电压放大倍数4、测量集成选频放大器的通频带和矩形系数（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102F带宽。则矩形系数，其中为放大器的通频012F701102FKR701012FR70F带。六、实验报告1、按步实验并完成表21。2、集成选频放大器由哪些部分组成各部分分别起什么作用实验三三极管变频一、实验目的1掌握晶体三极管变频器变频的物理过程2了解本振电压VL和工作电流IE对中频输出电压大小的影响3了解统调概念二、实验内容L研究晶体管混频器的频率变换过程2掌握如何调整中频频率3学会调整频率范围三、实验原理及实验电路说明变频电路是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压V0使器件跨导随此频率的电压作周期变化与幅度较小的外来信号VS同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。如果此器件本身既产生振荡电压又实现频率变换变频，则称为自激式变频器或简称变频器。如果此非线性器件本身仅实现频率变换，本振信号由另外器件产生，则称为混频器。包括产生本振信号的器件在内的整个电路，称为他激式变频器。图31变频原理方框图变频器的原理方框图如图3L所示。变频器常用在超外差接收机中，功能是将载波为FS高频的己调波信号不失真地变换为另一载频FI固定中频的己调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为5351605KHZ的已调波信号变换为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。变频的用途十分广泛。除在各类超外差接收机中应用外，在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要采用变频器来进行频率变化及组台；在多路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频在中频上进行放大。取得足够的增益后，再利用变频器把中频变换为微波频率，转发至下一站。此外，在测量仪器中如外差频率计、微伏计等也都采用变频器。三极管变频电路图如图52所示VLVS非线性元件带通滤波器ILS本机振荡器VIJ1TP1Q19011R1100KC8104R22K11223344T1TP2RA1100KC2104TH10C1104TP4TP3C41144223355T3J2TH5C3104R3100C5104C6104R422012VD139V12CC1WC1144223355T2TRANS4C7332GND图32三极管变频1为变频管，作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率的电台信号高频信号变换成固定的465KHZ的中频信号。Q1、T2、WC等元件组成本机振荡电路，它的作用是产生一个比输入信号频率高465KHZ的等幅高频振荡信号。由于C8对高频信号相当短路，T1的次级L的电感量又很小，为高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、WC控制，WC是双连电容器的另一连，调节它可以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈其初次级绕在同一磁芯上，它们把Q1的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的抽头引出，通过C7耦合到Q1的发射极上。混频电路由Q1、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是调制信号从J1输入，经选频回路选频，通过T1的次级线圈送到Q1的基极，本机振荡信号又通过C7送到Q1发射极，调制信号和本振信号在Q1中进行混频，由于晶体三极管转移伏安特性的非线性特性，产生众多的组合频率，其中有一种是本机振荡频率和调制信号SLQFP频率的差等于465KHZ的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器T3的初级线圈和内部电容组成的并联诣振电路，它的谐振频率是465KHZ，可以把465KHZ的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。四、实验步骤1熟悉实验板上各元件的位置及作用2测试静态工作点调节RA1，使得IE的电流为03MA左右即用万用表量得R2两端电压为06V左右。测出VCE值，3调谐中频频率先将C7短接使本振停振（将短路块连接JP1左边两脚），以免造成对中频调谐工作的干扰。打开本实验电路电源，并将双连可变电容调谐盘顺时针调到最大值，然后在TP2处输入465KHZ的高频信号、用无感起子调试中周T3，用示波器观测输出波形，如在TH5处观察到最大幅度波形输出，则电路谐振在465KHZ。然后将短路块去了。4调整频率范围调整频率范围是通过调整本机振荡线圈T2和振荡回路的补偿电容来实现的。在中波波段，规定接受频率范围535KHZ1605KHZ，也就是要求双连可变电容器全部旋入时能接收535KHZ的信号，全部旋出能接收1605KHZ的信号。实验时将高频信号源接入J1插座，调节WC观察TH5波形。这里建议只调振荡线圈T2，不调整补偿电容。5观察晶体管混频前后的波形变化并加以分析五、实验报告要求L写出实验目的任务2写出变频器的原理3思考如何调整频率范围六、实验仪器1高频实验箱台2双踪示波器台3万用表台实验四高频谐振功率放大器一、实验目的1、掌握丙类谐振功率放大器的基本工作原理；2、掌握丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性；3、掌握丙类谐振功率放大器集电极效率的计算方法。二、实验内容1、观察丙类谐振功率放大器的输出波形；2、观察丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性；3、测量丙类谐振功率放大器的集电极效率。三、实验仪器1、20MHZ示波器一台2、数字万用表一块3、调试工具一套四、实验原理高频谐振功率放大器的实验原理图如图21所示。C8R1R2Q1R4C2C3E1C5L3Q2T3C7R6C1L4CC2CC1R8R9R7TT2TT1C4W1L1R5L2C6T112VT212VK2K3K4TP1TP2TP3TP4TP5图41高频谐振功率放大器实验原理图图中，Q1工作在甲类，Q2工作在丙类。TP1为输入信号接口，TT1为丙类功率放大器工作状态特测试点，TP2是为测量丙类功率放大器的效率而留出的接口，TP4和TT2为功放的输出接口，TP5是为集电极调幅实验留出的调制信号输入接口。实验时，TP2接12V，以便观察丙类功放的振幅特性；TP2接5V，以便观察丙类功放的负载特性。五、实验步骤1、连接实验电路在主板上正确插好高频功率放大器模块。开关K1、K5、K6向左拨，K2、K3向上拨，K4向下拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，TP2接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、静态工作点调节TP1接地，用万用表测量三极管Q1发射极对地的直流电压，调节W1使此电压约为18V。3、输入信号（1）去掉TP1与地的连线，本实验的输入信号由高频信号源或正弦波振荡器模块提供。参考高频信号源的使用方法或实验一实验步骤2（3），产生频率为107MHZ，峰峰值约500MV的正弦信号。（2）将107MHZ的信号输入到高频功率放大器模块的TP1。4、测量功放的电压增益用示波器在高频功率放大器模块的TT2处测量，调节高频功率放大器模块的T1、T2，适当调节W1，使TT2处信号VO最大不失真。记录VO的峰峰值VOPP，计算功放的电压增益，填表41。表41VIPP（V）VOPP（V）电压放大倍数5、测量丙类功放的集电极效率C（1）用万用表测TP2对地的直流电压VCC，填表42。（2）断开TP2与12V的连线，将万用表打到测直流电流档，万用表红表笔接12V插孔，黑表笔接TP2。（3）TP1输入107MHZ，峰峰值约500MV的正弦波信号VI，K4向下拨，K2、K3向上拨，即连接负载R9（R91K）。（4）用示波器在TT2处测量，调节T1、T2，适当调节W1，使TT2处信号VO的峰峰值VOPP最大不失真。（5）适当调节TP1处信号VI的幅度，使TT2处信号VO峰峰值VOPP最大。记录下此时的VOPP以及TP2和TP3之间的电流量ICC（读万用表），填表42。（6）由PSVCCICC计算出电源的直流功率PS，由计算出负载9OPVR功率，设中周T2的损耗率为50，由计算出丙类功放的集电极效率。填表2COSP42。表42VCC（V）ICC（A）PS（W）VOPP（V）PO（W）C注意由于三极管发热、谐振回路中线圈和电容的损耗以及功放的工作状态等原因，使得实际应用电路中丙类功放的效率并没有教材中所说的那样高，一般最多为5060。6、观察丙类功放的负载特性（1）断开万用表红黑表笔与TP2和12V插孔的连线，TP2接主板5V。（2）TP1处输入峰峰值约500MV，频率为107MHZ的正弦波。（3）用示波器在TT1处观察，适当调节T1、T2，使TT1处出现如图42所示的下凹波形，即丙类功放工作在过压状态（注意下凹不要调的太深）。（4）K3向下拨，K2、K4向上拨；K2向下拨，K3、K4向上拨时，分别用示波器在TT1处观察，可观察到TT1处波形逐渐由图42向图43变化。即负载逐渐变小时，功放的工作状态由过压临界欠压变化。图42过压状态时TT1处的波形图43欠压状态时TT1处的波形说明1若K4向下拨，K2、K3向上拨时，无论怎样调节T1、T2都不能使TT1处出现下凹的波形，则适当增加TP1处输入信号的幅度。若K2向下拨，K3、K4向上拨时，无论怎样调节T1、T2，TT1处的信号始终有下凹，则适当减小TP1处输入信号的幅度。整个调试过程要耐心仔细，反复多次，直至达到最好的实验效果。说明2由于TP1处输入信号谐波分量和丙类功放集电极输出波形中谐波分量的影响，使过压状态时TT1处下凹波形并不能完全对称。另外，实际实验所得下凹波形的下半部分也不是完全光滑的“正弦波”，而是如图44和45所示的波形。图44实际过压状态时TT1处的波形图44实际欠压状态时TT1处的波形7、观察丙类功放的振幅特性（1）去掉TP2与5V的连线，TP2接12V，K4向下拨，K2、K3向上拨。（2）TP1处输入峰峰值约300MV，频率为107MHZ的正弦波信号。（3）用示波器在TT1处观察，调节T1、T2使TT1处波形如图43所示，即功放工作在欠压状态。（4）调节T1，使Q2基极信号的幅度逐渐增大，用示波器观察TT1处信号波形的变化情况。六、实验报告按步实验并完成表41和表42。实验五三点式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51所示。C4C6R7R8R6Q1C9R9C10Q2R10R5C11R15Q3R17R14C5K5C8C7K6K7R12C12R16W2TP5TT1TP4C40K8T212V图51三点式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52所示。图52三点式LC振荡器交流等效电路图图52中，C533PF，由于C6和C均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为40C（81）则振荡器的频率F0可近似为214500CTF（82）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53所示。C4C6Q1C5CT2C4C6R7R8R6Q1C9R9C10Q2R10R5C11R15Q3R17R14C5K5C8C7K6K7R12C12R16W2TP5TT1TP4C40K8T212VK3C3K2C2R4R2R3W1L1TP1C1D1TP2TP3图53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54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JN450（83）则振荡器的频率F0可近似为0201CTF（84）由图53可得，变容二极管的接入系数P为JQNP（85）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55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54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51。表51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52。表52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53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53的第三行和第四行。表53VD（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51、52、53。实验六三极管混频一、实验目的1、掌握三极管混频器的工作原理；2、了解混频器组合频率的测试方法。二、实验内容1、观察中频信号；2、观察三极管混频器输出信号的频谱（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4、频谱分析仪（选做）一台四、实验原理三极管混频器实验原理图如图61所示。R10C2Q1R11R13R14C1R12FL1TT1Q3C17C18C16C15TP8TP7L3L1L2W1R37R3612V12V图61三极管混频实验原理图本振信号和射频信号分别从TP8和TP7输入，混频器的输出经过455KHZ的陶瓷滤波器FL1滤除其它组合频率，再经过中放（由Q1组成）放大后输出，可在TT1处观察输出信号。混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）时，选择三极管混频电路的输出进入中放。三极管混频器的主要优点是增益较高，但是较之二极管环形混频器，三极管混频器的组合频率较多，干扰严重且噪声较大。所以TT1处信号的频谱没有二极管混频时纯净（反映为波形较粗）。五、实验步骤1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，用石英晶体振荡器产生107MHZ的射频信号，用集成电路振荡器产生10245MHZ的本振信号。操作步骤如下（1）K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，主板5V接模块5V，主板5V接模块5V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1、K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED4、LED5亮。（2）射频信号（107MHZ）从TP5处输出，调节W2可改变射频信号的幅度。（3）本振信号（10245MHZ）从TP7处输出，调节W4可改变本振信号的幅度，调节CC2使本振信号频率为10245MHZ。若TP7处无信号输出，则调节CC2使电路起振；若TP7处信号波形上下不对称，则调节T1来改善；若无论怎样调节W4，TP7处信号的最大峰峰值仍达不到15V，则调节T1来改善。2、连接三极管混频实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨，K5向左拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，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。K4向右拨，若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。3、输入本振信号和射频信号（1）调节正弦波振荡器模块的W2，使该模块TP5处107MHZ信号的峰峰值为2V左右。连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP7。（2）调节正弦波振荡器模块的W4，使该模块TP7处10245MHZ信号的峰峰值为2V左右。连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP8。4、观察中频信号用示波器在混频器模块的TT1处观察中频信号的频率是否为107MHZ10245MHZ455KHZ。调节混频器模块的W1使TT1处波形最大不失真。5、观察混频器输出信号的频谱（选做）用频谱分析仪在混频器模块Q3的集电极军品插座处测量混频器输出信号的频谱。记录此频谱分布图。说明1本实验使用了两个模块，测量信号时，示波器探头的接地线应接在该信号所在的模块上，以便使观察到的波形更好。说明2由于三极管Q3极间PN结的存在，当三极管混频器的12V电源不打开时，三极管混频器则成为二极管混频器。因此，即使12V电源不打开，也能在TT1处观察到455KHZ的中频信号，且此中频信号的频谱较之打开电源时纯净（在示波器上反映为此波形较细），这是因为三极管混频器较之二极管混频器组合频率较多，干扰严重且噪声较大。说明3当10245MHZ本振信号和107MHZ射频信号都接入到混频器时，由于本振信号、射频信号和中频信号之间并不是完全隔离的，所以，这三路信号之间可通过电路中的元器件、公共电源和地等相互影响。这种影响表现为混频器输入端本振信号和射频信号的抖动，可通过适当调节本振信号和射频信号的幅度来改善。六、实验报告1、按步实验并得出中频信号频率与本振信号频率、射频信号频率的关系。2、讨论三极管混频器的优缺点。实验七乘法器混频一、实验目的1、掌握乘法器混频的工作原理；2、了解混频器组合频率的测试方法。二、实验内容1、观察中频信号；2、观察乘法器混频输出信号的频谱（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4、频谱分析仪（选做）一台四、实验原理乘法器混频实验的原理图如图71所示。R22R31R29R30R32R33R24R26R27C9C12C10R23R25C7TP5TP6D312VMC1496R10C2Q1R11R13R14C1R12FL1TT112V12V图71乘法器混频实验原理图本振信号和射频信号分别从TP5和TP6输入，混频器的输出经过455KHZ的陶瓷滤波器FL1滤除其它组合频率，再经过中放（由Q1组成）放大后输出，可在TT1处观察输出信号。混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1等组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）时，选择乘法器混频电路的输出进入中放。五、实验步骤1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，参考实验九和实验十一，用石英晶体振荡器产生107MHZ的射频信号，用集成电路振荡器产生10245MHZ的本振信号。操作步骤如下（1）K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，主板5V接模块5V，主板5V接模块5V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1、K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED4、LED5亮。（2）射频信号（107MHZ）从TP5处输出，调节W2可改变射频信号的幅度。（3）本振信号（10245MHZ）从TP7处输出，调节W4可改变本振信号的幅度，调节CC2使本振信号频率为10245MHZ。若TP7处无信号输出，则调节CC2使电路起振；若TP7处信号波形上下不对称，则调节T1来改善；若无论怎样调节W4，TP7处信号的最大峰峰值仍达不到15V，则调节T1来改善。2、连接混频实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，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。K2、K3向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。3、输入本振信号和射频信号（1）调节正弦波振荡器模块的W2，使该模块TP5处107MHZ信号的峰峰值为350MV左右。连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP6。（2）调节正弦波振荡器模块的W4，使该模块TP7处10245MHZ信号的峰峰值为500MV左右。连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP5。4、观察中频信号用示波器在混频器模块的TT1处观察中频信号的频率是否为107MHZ10245MHZ455KHZ。5、观察混频器输出信号的频谱（选做）用频谱分析仪在混频器模块C12处的军品插座处测量输出信号的频谱。记录此频谱分布图。说明1本实验使用了两个模块，测量信号时，示波器探头的接地线应接在该信号所在的模块上，以便使观察到的波形更好。说明2当10245MHZ本振信号和107MHZ射频信号都接入到混频器时，由于本振信号、射频信号和中频信号之间并不是完全隔离的，所以，这三路信号之间可通过电路中的元器件、公共电源和地等相互影响。这种影响表现为混频器输入端本振信号和射频信号的抖动，可通过适当调节本振信号和射频信号的幅度来改善。六、实验报告按步实验并得出中频信号频率与本振信号频率、射频信号频率的关系。实验八集电极调幅实验一、实验目的L掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法。2研究已调波与调制信号及载波信号的关系。3掌握调幅系数测量与计算的方法。二、实验内容1丙类功放工作状态与集电极调幅的关系。2观察调幅波，观察改变调幅度输出波形变化并计算调幅度。三、实验原理与实验电路1集电极调幅的工作原理集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。它的基本电路如图81所示。VCCVBBVCOST图81集电极调幅的基本电路由图可知，低频调制信号与直流电源VCC相串联，因此放大器的有效集电极TOS电源电压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化。于是得到调幅波输出。图82CC对工作状态的影响图82A为ICLM、ICO随VCC而变化的曲线。由于，CODIVP0过压状态欠压状态调幅波输出PCICLMICO0过压状态欠压状态P0PD（）（），因而可以从己知的得出ICLM、ICO得出PD、P0、PC随PCLMRI2012CLI0PDCVCC变化的曲线，如图102B所示。由图可以看出，在欠压区，VCC对ICLM与P0的影响很小。但集电极调幅作用时通过改变VCC来改变ICLM与P0才能实现的。因此，在欠压区不能获得有效的调幅作用，必须工作在过压区才能产生有效的调幅作用。集电极调幅的集电极效率高，晶体管获得充分的应用，这是它的主要优点。其缺点是已调波的边频带功率由调制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。2实验电路T1C2104Q13DG130CJW1510J1TH1R1200R215KRA110KR3100C4104C37C110412VQ23DG130CJR618C7104R518R4100TP1TH2T2C67TP312348765S1C5104TP2L122UHR7100R8330R9820J2J3R1015KR11150TH4TP4C81041144223355T3C91045VE122UF/16VTH3E210UF/16VE310UF/16VIN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8U1LM386J4TH5图83集电极调幅实验电路图如图83所示，Q1和1、C3组成甲类功放，高频信号从J1输入Q2、T2、C7组成丙类高频功放，由R5、R6提供基极负偏压，调整R5可改变丙类功放的电压增益，R7R10为丙放的负载。音频信号从J4输入，经集成运放LM386放大之后通过变压器T3感应到次级，该音频电压VT与电源电压VCC串联，构成Q2的等效电源电压VCCTVCCVT，在调制过程中VCCT随调制信号VT的变化而变化。如果要求集电极输出回路产生随调制信号VT规律变化的调幅电压，则应要求集电极电流的基波分量ICM1、集电极输出电压VCT随VT而变化。由振荡功放的理论可知，应使Q2放大器在VCCT的变化范围内工作在过压区，此时输出信号的振幅值就等于电源供电电压CCT，如果输出回路调谐在载波角频率0上，则输出信号为TTVTTTCC000COSCOS从而实现了高电平调幅判断功放的三种工作状态的方法临界状态VCCVCMVCES欠压状态VCCVCMVCES过压状态VCCVCMNEWPROJECT，出现图22所示的对话框。图22NEWPROJECT设置对话框（1）在NAME文本框中键入新建设计项目的名称，例如AMP1。（2）在图22所示的四个选项中选中ANALOGORMIXEDA/D。（3）在LOCATION文本框中设置保存新建设计项目的子目录。（4）单击OK，出现图23所示的对话框，在对话框中选中CREATABLANKPROJECT，单击OK，则出现图24所示的窗口。图23图24注意新建工程名及其保存路径名中不要使用中文汉字。2、绘制原理图（1）将SCHEMATIC1P