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文档简介

1、实验一 单调谐回路谐振放大器一、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性通频带与选择性。 3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响,从而了解频带的扩展方法。 4. 熟悉和了解单调谐回路谐振放大器的性能指标和测量方法。二、实验仪器 1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.数字频率计 5.万用表 6.实验板G1三、预习要求1.复习谐振回路的工作原理。2.了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。3.实验电路中,若电感量L1h,回路总电容C220pf(分布电容包括在内),计算回路中心频率f0。四、实验内容及步骤 1.实验电路见

2、图1l (1)按图1-1所示连接电路(注意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接线)。 (2)接线后仔细检查,确认无误后接通电源。2.静态测量 实验电路中选Re=1K 测量各静态工作点,计算并填表1.1。表1.1实测实测计算(或直接测量)根据VCE判断V是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否 *VB,VE是三极管的基极和发射极对地直流电压。3. 动态研究 (l)测量放大器(谐振时)VO的动态范围(Vi的数值见表中所示) 选R10K,ReIK。把高频信号发生器接到电路输入端,电路输出端接示波器,选择正常放大区的输入电压Vi,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输

3、出电压幅度为最大。此时调节Vi由峰峰值10毫伏变到210毫伏,逐点记录入VO电压,并填入表1.2。Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。表1.2Vi(mVp-p)80100280V0(Vp-p)Re=1KRe=500Re=2K (2)当 Re分别为 500、2K时,重复上述过程,将结果填入表 1.2。在同一坐标纸上画出R不同时V0的动态范围曲线,并进行比较和分析。 (3)用扫频仪调回路谐振曲线。仍选R=10K,Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端,电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置),调回路电容CT,使f0=10.7M

4、Hz。(4)测量放大器的频率特性当回路电阻R10K时,选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出瑞接至电路输入端,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率f010.7MHz为中心频率,然后保持输入电压Vi不变,改变频率f由中心频率向两边逐点偏离,测得在不同频率f时对应的输出电压V0,将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。表1.3F(MHz)10.210.710.9V0R=10KR=2KR=470 计算f010.7MHz 时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。(5)改变谐振回路电阻,即 R分别为 2K,47

5、0时,重复上述测试,并填入表 2. 3比较通频带情况。五、实验报告要求1.写明实验目的。2.画出实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。3.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。4.整理实验数据,并画出幅频特性。(1)单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。(2)双调谐回路耦合电容C对幅频特性、通频带的影响。从实验结果找出单调谐回路和双调谐回路的优缺点。5.本放大器的动态范围是多少(放大倍数下降ldB的折弯点V0定义为放大器动态范围),讨论Ic对动态范围的影响。实验二 双调谐回路及通频带展宽实验一、实验目的 1.了解双调谐回路的电路构成和工作原理。

6、 2.了解影响谐振放大器通频带的因素,并通过实验逐一检验。二、实验仪器 1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.数字频率计 5.万用表 6.实验板G1三、预习要求1.复习双调谐回路的工作原理。2.了解影响谐振放大器通频带的各个因素,并在实验板1的基础上自行设计实验步骤对通频带进行展宽并通过数据证明。四、实验内容及步骤1.实验线路见图21 (1)用扫频仪调双回路谐振曲线 接线方法同单调谐实验电路。观察双回路谐振曲线,选C3pf,反复调整CTl、CT2使两回路谐振在10.7MHz。图2-1 双调谐回路谐振放大器原理图(2)测双调谐回路放大器的频率特性 按图2所示连接电路,将高频信号发生

7、器输出端接至电路输入端,选C3pf,置高频信号发生器频率为10.7MHz,反复调整CTl、CT2使两回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的频率为中心频率,然后保持高频信号发生器输出电压不变,改变频率,由中心频率向两边逐点偏离,测对应的输出频率f和电压值,并填入表2.1表2.1f(MHz)10.7V0C=3pfC=10pfC=12pf2.改变耦合电容C为10P, 12Pf,重复上述测试,并填入表2.13.自行设计实验步骤对通频带进行展宽。五、实验报告要求1.写明实验目的。2.双调谐回路耦合电容C对幅频特性、通频带的影响。从实验结果找出单调谐回路和双调谐回路的优缺点。3.对通频带展宽的思路进行整理

8、,数据分析。实验三 正弦波振荡器一、实验目的1.掌握 LC三点式振荡电路及晶体振荡器的基本原理,掌握 LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。2.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3.掌握振荡器反馈系数不同时,静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。4.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二、预习要求1.复习 LC振荡器的工作原理。2.分析图4-1电路的工作原理及各元件的作用,并计算晶体管静态工作电流Ic的最大值(设晶体管的值为50)。3.实验电路中,L13.3h,若C120pf,C680Pf,计算当CT50pf和CT150pf时振荡频率各为多少?4.查阅晶体振荡器的有关资料。阐

9、明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。 5.试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路,并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。三、实验仪器。 1.双踪示波器。 2.频率计 3.万用表 4.实验板G1四、实验内容及步骤(一)LC三点式振荡电路实验电路见图 3l。实验前根据图31所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。1.检查静态工作点(l)在实验板+12V插孔上接入+12V直流电源,注意电源极性不能接反。(2)反馈电容C不接,C接入(C=680pf),用示波器观察振荡器停振时的情况。注意:连接C的接线要尽量短。(3)改变电位器RP测得晶体

10、管V的发射极电压VE,VE可连续变化,记下VE的最大值,计算IE值 IE = VE/RE 设 :RE = 1K2.振荡频率与振荡幅度的测试 验条件: Ie2mA、C120pf、C680Pf、RL=110K(1)改变CT电容,当分别接为C9、CIO、Cll时,纪录相应的频率值,并填入表 4.l。(2)改变 CT电容,当分别接为C9、C10、Cll时,用示波器测量相应振荡电压的峰峰值VP-P,并填入表3.1。表3.1CTf(MHz)VP-P51pf100pf150pf 3.测试当C、C不同时,起振点、振幅与工作电流IER的关系(R=11OK)(1)CC3=100pf、CC41200pf,调电位器R

11、P,使IEQ即(静态值)分别为表4.2所标各值,用示波器测量输出振荡幅度VP-P(峰一峰值),并填入表3.2。表3.2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0VP-P(V) (2)取CC5=120pf、C=C6=680pf,CC7680pf、C=C8=120pf,分别重复测试表4.2的内容。4.频率稳定度的影响(l)回路LC参数固定时,改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时,对振荡频率的影响。实验条件:f=6.5MHz时,C/C10O/1200pf、IEQ=3mA改变L的并联电阻R,使其分别为1K、10 K、110 K,分别记录电路的振荡频率,并填入表4.3。注

12、意:观察频率计后几位跳动变化的情况。(2)回路LC参数及Q值不变,改变IEQ对频率的影响。 室实验条件:f6.5MHz、 CC=1001200pf、 R=110 K、 IEQ=3mA,改变晶体管IEQ使其分别为表3.2所标各值,测出振荡频率,并填入表3.4。Qf 表3. IEQf表3.R1K10K110KIEQ(mA)1234F(MHz)F(MHz) (二)石英晶体振荡器实验电路见图321.测振荡器静态工作点,调图中RP,测得IEmin及IEmax。2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。3.负载不同时对频率的影响, RL分别取 110K,10K,1K,测出电路振荡频率,填入表3.5

13、,并与LC振荡器比较。RL-f 表3.5R110K10K1Kf(MHz)五、实验报告要求 1. 写明实验目的。 2. 写明实验所用仪器设备。 3. 画出实验电路的直流与交流等效电路,整理实验数据,分析实验结果。 4. 以IEQ为横轴,输出电压峰峰值VP-P为纵轴,将不同CC值下测得的三组数据,在同一座标纸上绘制成曲线。5. 说明LC振荡电路有什么特点。6. 比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异,并分析原因。 7. 你如何肯定电路工作在晶体的振荡频率上。 8. 根据电路给出的LC参数计算回路中心频率,阐述本电路的优点。实验四 低电平振幅调制器(利用乘法器)一、实验目的1.掌握用集成模拟乘法

14、器实现全载波调幅和抑制载波双边带幅的方法与过程,并研究已调波与二输入信号的关系。2.掌握测量调幅系数的方法。 3.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。 二、预习要求1.预习幅度调制器有关知识。2.认真阅读实验指导书,了解实验原理及内容,分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理,并分析计算各引出脚的直流电压。3.分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点,并画出其频谱图。 三、实验仪器 l.双踪示波器。2.高频信号发生器。3.万用表。4.实验板G3。四、实验电路说明幅度调制就是载波的振幅受到调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频

15、信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器即为产生调幅信号的装置。 本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器,图41为1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由VlV4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。进行调幅时,载波信号加在V1V4的输入端,即引脚的、之间;调制信号加在差动放大器V5、V6人的输入端,即引脚的、之间,、脚外接 I K电阻,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出

16、脚、之间)输出。 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图52所示,图中RP1用来调节引出脚、之间的平衡,RP2用来调节、脚之间的平衡,三极管V为射极跟随器,以提高调幅器带负载的能力。五、实验内容实验电路见图4-21.直流调制特性的测量(1)调Rp2电位器使载波输入端平衡:在调制信号输入端IN2加峰值为100mv,频率为1KHz的正弦信号,调节RP2电位器使输出端信号最小,然后去掉输入信号。(2)在载波输入端 IN1加峰值VC为10mV, 频率为100KHz的正弦信号,用万用表测量A、B之间的电压VAB,用示波器观察OUT输出端的波形,以VAB=0.1V为步长,记录RP1由一端调至另一端的输出

17、波形及其峰值电压,注意观察相位变化,根据公式V0KVABVC(t)计算出系数K值,并填入表4.1。表4.1VABV0(p-p)K2.实现全载波调幅(1)调节 Rp1使 VAB0.1V,载波信号仍为 Vc(t)=10sin2*105t(mV),将低频信号Vs(t)Vssin2 *103t(mV)加至调制器输入端 IN2,画出V=30mV和100mV时的调幅波形(标明峰一峰值与谷一谷值)并测出其调制度m。(2)加大示波器扫描速率,观察并记录 m100%和m100%两种调幅波在零点附近的波形情况。(3)载波信号Vc(t)不变,将调制信号改为Vs(t)100sin2* 103t(mV)调节 Rp1观察

18、输出波形 VAM(t)的变化情况,记录 m30%和m100%调幅波所对应的 VAB值。(4)载波信号Vc(t)不变,将调制信号改为方波,幅值为100mV,观察并记录VAB0V、0.1V、0.15V时的已调波。3.实现抑制载波调幅(1)调 Rpl使调制端平衡,并在载波信号输入端 IN1加Vc(t)=10sin2*105t(mV)信号,调制信号端IN2不加信号,观察并记录输出端波形。(2)载波输入端不变,调制信号输入端 IN2加Vs(t)100sin2*103t(mV)信号,观察记录波形,并标明峰一峰值电压。(3)加大示波器扫描速率,观察记录已调波在零点附近波形,比较它与m100%调幅波的区别。(

19、4)所加载波信号和调制信号均不变,微调Rp2为某一个值,观察记录输出波形。(5)在(4)的条件下,去掉载波信号,观察并记录输出波形,并与调制信号比较。六、实验报告要求1.整理实验数据,用坐标纸画出直流调制特性曲线。2.画出调幅实验中 m30%、m100%、m100%的调幅波形,在图上标明峰一峰值电压。3.画出当改变VAB时能得到几种调幅波形,分析其原因。4.画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形,比较二者的区别。5.画出实现抑制载波调幅时改变Rp2后的输出波形,分析其现象。实验五 丙类高频功率放大器特别提示:1本电路的核心是谐振功率放大器,因此,实验前必须认真玉溪有关教材,熟悉谐振功率放

20、大器的基本特性,实验中所有调整过程,无一不是以理论为基础的。2认真阅读本实验指导书,特别是对于画有波浪线的文字,是严重要给予关注。一、实验目的1通过实验,加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。2研究丙类功率放大器的负载特性,观察三种状态的脉冲电流波形。3了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。4掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。二、预习要求1.复习高频功率谐振放大器原理及特点。2.分析图5-1所示的实验电路,了解电路特点。三、电路特点及实验原理简介1电路特点本电路的核心是谐振功率放大器,在此电路的基础上,将音频调制信号加入集电极回路中,利用谐振功率放大电路

21、的集电极调制特性,完成集电极调幅实验,当电路的输出负载为天线回路时,就可以完成无线电发射任务。为了使电路稳定,易于调整,本电路设置了独立的载波振荡源。2高频谐振功率放大器的工作原理参见图5-1。谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器,它是在无线电发送中最为重要、最为难调的单元电路之一。根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。丙类功率放大器导通角90,集电极效率可达到80%,一般用作末级放大,以获得较大的功率和较高的效率。图5-1中,Vbb为基极偏压,Vcc为集电极直流电源电压。为了得到丙类工作状态,Vbb应为负值,即基极处于反向偏置。Ub为基极激励电压。图5-2示出了晶体

22、管的转移特性曲线,以便用折线法分析集电极电流于基极激励电压的关系。Vbe是晶体管发射结的起始电压(或称转折电压)。由图可知,只有在Ub的正半周,并且大于Vbb和Vbe绝对值之和时,才有集电极电流流通。即在一个周期内,集电极电流ic只在- +时间内导通。由图可见,集电极电流是尖顶余弦脉冲,对其进行傅立叶级数分解可得到它的直流基波和其它各次谐波分量的值,即:Ic=Ico+Ic1mcost+Icmcos2t+Icnmcosnt+cos=Vbc+Vbb/Ubm求解方法在此不再叙述。为了获取较大功率和有较高功率,一般取7080左右,完整电路图见图5-3。图中,V1、V2构成了独立的石英晶体振荡电路,为实

23、验提供了稳定的载波信号,大大方便了电路的调整。V2为推动级,为末级功放电路提供足够的激励电压。V4构成丙类谐振放大电路。为了能较好的演示功放电路的负载特性,较为方便的观察脉冲电流,本电路采用了独立的偏置电路,由Rp2、R15、R14构成的分压器对12V进行分压,为功放级提供适当的负偏压,确保状态在丙类状态。RL为负载电阻,再负载电阻和功放电路集电极之间采用变压器电路,以完成负载和集电极之间阻抗变换。在功效输出级电路设置了三个跳线短路端子J2、J3和J4。J3可完成+12V电源和+69V可条电源之间的转换,以观察集电极调制特性以及完成调幅电路的实验。J2是为了观察负载特性而设置的,当J2断开时,

24、在R16上可直接观察到脉冲电流波形,从而可较为直观的观察负载的特性,便于加深对于谐振功率放大电路的理解。而J2短接时,可得到稍大一些的输出电压。J4是为了在集电极回路中加入低频调制信号而设置的。3高频功放电路的调谐与调整原则 理论分析证明,当谐振功放大器集电极回路中加入低频调制信号频率处于谐振状态时(此时集电极负载为纯电阻状态),集电极直流电流Ico为最小,回路电压UL最大,且同时发生。然而,由于晶体管在高频工作状态时,内部电容Cbe的反馈作用明显,上述Ico最小、回路电压UL最大的现象不会同时发生。因此,本实验电路,不单纯采用监视Ico的方法,而采用同时监视脉冲电流ic的方法调谐电路。由理论

25、分析可知,当谐振放大器工作于欠压状态时,ic是尖顶脉冲,工作于过压状态时,ic是凹顶脉冲,而当处于临界状态时工作时,ic是一平顶或微凹陷的脉冲。这也正是高频谐振功率放大器的设计原则,即在最佳负载条件下,使功率放大器工作于临界状态,以获取最大的输出功率和较大的工作效率。本电路的最佳负载为75。因此调试时也应以此负载为调试基础。四、实验仪器1双踪示波器2万用表3实验板G2F(高频功放及发射实验电路板)五、实验内容及步骤1按图接好实验板所需电源,(12V)。-Vbb接-12V2功放级静态工作点的调整A用短路环将J3的1、2端和J4的2、4端短路,以使=12V电源直接提供给功放输出级的集电极回路。(注

26、意此时一定要J5或J1保持开路状态,否则,静态工作点将受到本振电压的影响。)B用万用表测试V4的基极电压。调整Rp2,使V4B=-0.3V左右。3调整载波振荡源接通J5,以给载波振荡电路加电。J1仍保持开路状态,然后在测试点M1处接入示波器,以观察振荡波形。调整Rp1,使载波振荡源输出U0=1V左右。4推动级的调整用短路环短接J1,使载波振荡信号f0=6.5MHz,U01Vpp通过C9接至晶体管V3的基极。在M2端用示波器观察推动级的输出波形,由于功放级输入端阻抗元件的影响,波形为一失真的正弦波,此时不必要很多调整工作,只要证实推动级已经工作即可。5脉冲电流及放大特性的观察保持前面的电路连接不

27、变,将J2短路环取下,使C16开路。将负载电阻接至75。将示波器1通道测试探头(衰减10倍,下同)连接至V4发射极电阻上(即J2的1端),灵敏度置于20mV/DIV档(由于探头有10倍衰减,故实际相当于200mV/DIV),用以监测功效级的输出波形。A. 负载特性的观察1. 仔细调整CT4,使输出回路谐振,且实现负载到集电极间的阻抗转换。观察M3处的波形,应能得到失真最小的正弦波形。同时观察V4的发射极(取样)电阻上的波形,是否得到了一个临界状态的脉冲电流波形(略有凹陷的波形)。若未能观察到临界状态的脉冲电流,则需要仔细调整CT2、CT3,使功放级的输入达到较好的匹配状态,必要时还须适当的调整

28、载波信号源的输出幅度。正常情况下,在M3出观察到的输出波形幅度应不低于9.4V。2. 保持信号源频率和幅度不变,将负载分别接至120和39 ,应能观察到过压和欠压状态的脉冲电流形状。若不能,则电路还需做细心调整,制止在保持信号源频率和幅度不变的情况下,随着负载的改变可出现过压、临界、和欠压的三种状态的脉冲电流波形。三种状态的脉冲电流波形大致如图所示。上述脉冲波形,描绘了放大器的负载特性,即随着RC的增大,IC随之减小。放大状态由欠压状态向过压状态过渡。3. 当观察到负载特性后,记录三种负载条件下的负载上获得的输出电压UL(P-P),电源提供给功放管集电极的电压UC,为了避免电压表输入阻抗对于输

29、出回路的影响,测量UC应当在J4的2端测试。测试三种状态下的集电极直流电流时,即可以采用在J4的2、4两点间接入直流电流表(200mA档)直接读数,也可以采用测量发射极(取样)电阻上的降压再换算成电流的方法。但电流表接入回路中后,会对输出及脉冲电流波形产生一定影响,所以推荐采用第二种方法测试集电极直流电流。换算方法:ICO=VE/RE(已知RE=1)。最后将测试结果填入表中。表5-1 高频功放实验数据记录表B.集电极调制特性的观察RL()实测数据计算结果Ico (A)UL(P-P) (V)VC (V)PD(mW)PO(mW)(%)3975120将负载置于39档,输入信号电压及Eb保持不变,用短

30、路环J3的2、3端短接,用6-9V可调电源给功放管的集电极供电。调整Rp3,观察发射极脉冲电流波形的变化,这些变化描述了丙类功放电路的集电极调制特性,即随着Vcc增大,脉冲电流将会由过压状态向临界再向欠压状态变化。C.基极调制特性的观察将负载置于75,电源电压Vcc=12V,输入信号幅度保持不变,调整Rp2,仔细观察脉冲电流的形状与幅值的变化,它描述了谐振功率放大器的基极调制特性。D.放大特性的观察保持Vcc、Eb、RL不变,改变输入电压的幅值,可以看出随着信号幅度由小到大变化,脉冲电流将由欠压状态向临界再向过压状态变化的现象。六问题思考 1若谐振放大器工作在过压状态,为了使其工作在临界状态,

31、可以改变哪些因素? 2设计一自给偏压工作方式的丙类谐振放大器。七附录 效率的计算与计算公式说明 利用下面提供的公式和前述表中的测试结果计算三种负载条件下的效率,并将结果填入表中。 PD : 电源给出总功率(PD=VccI0)(Vcc为电源电压) P0 : 输出功率(Po=Vp-p 2 / 8RL ) : 功率放大器的总效率(= Po/ PD)实验六 高电平振幅调制器一、实验目的1. 通过实验加深对于高电平调幅器的了解。2. 熟悉并掌握集电极调幅器的调整方法。3. 掌握调幅系数的测量方法。二、预习要求 1.预习高电平幅度调制器的有关知识,并与低电平调幅器相对照。 2.了解高电平调幅器都有哪些工作

32、形式,以及构成高电平调幅器的基本电路。三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.万用表 3.实验板G2F四、高电平振幅调制电路的工作原理简介 在无线电发送中,振幅调制的方法按功率电平的高低分为高电平调幅电路和低电平调幅电路两大类。而普通调幅波的产生多用高电平调幅电路。其优点是不需要采用效率低的线性放大器,有利于提高整机效率。但它必须兼顾输出功率、效率和调幅线性的要求。高电平调幅电路是以调谐功率放大器为基础构成的,实际上它是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐功率放大器。根据调制信号诸如调幅器的方式不同,分为基极调幅、发射极调幅和集电极调幅三种,本实验是晶体管集电极调幅器。所谓集电极调幅,就是用调制

33、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。电路原理图如图1所示,载波信号由基极加入,而调制信号加在集电极。由于调制信号与电源Ec串联在一起,故可将二者合在一起看作一个随调制信号变化的综合集电极电源电压Ecc。 Ecc=Ec+u= Ec+Um cost = Ec(1+macost)ma=Um / Ec式中:Ec为集电极固定电源电压;ma为调幅度在调制过程中,Eb和载波保持不变,只是集电极等效电压Ecc随调制信号而变。放大器工作于过压区,集电极电流为凹陷脉冲。其基波分量随Ecc的变化近似线性变化,同样,集电极谐振回路两端的高频电压也随Ecc的变化近似线性变化,即受调制电压的控制,从

34、而完成了集电极调幅。完整的实验电路图如图6-2所示。五、实验内容和步骤1 按照实验五 丙类谐振功率放大器实验指导的第五项要求调整好高频功放电路,使其在12V电源条件下,负载电阻为75时,工作在临界状态下。2 将J3的短路环接在2、3端,接通6-9V可调电影,调整RP3,使电源电压为6V。3 用短路环将J4的1、2端和3、4端分别短接,使低频调制信号(F=2KHz)加至V 输入端,在输出端M3处观察输出波形,逐渐加大V的幅度可得到调幅度近似等于1的调幅波形。4 将电源电压调整为9V,将低频调制信号调整为4.2Vp-p左右,由于音频变压器的变压比大约为1.41,所以实际加至集电极回路的音频电压为6

35、Vp-p(U=3V),用包络法测量调幅度,并与计算值进行比较。5 测量电参数变化对调幅度ma的影响。A保持音频调制频率=2KHz不变,测出maU 曲线。B保持调制电压U=3V不变,测出ma曲线。调幅度计算公式 ma=U/Ec六、问题思考1 集电极调幅为什么必须工作于过压状态,本实验是如何保证工作在过压状态的?2 设计一基极调制器,对于基极调幅器应工作于什么状态?为什么?实验七 调幅波信号的解调 一、实验目的 1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、预习要求 1.复习课本中有关调幅和解调

36、原理。 2.分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三、实验仪器设备 1.双踪示波器。 2.高频信号发生器 3.万用表 4.实验板G3四、实验电路说明 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。调幅波解调有二极管包络检波器,同步检波器两种方法。1.二极管包络检波器 适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程,它具有电路简单,易于实现的特点。本实验电路如图7l所示,主要由二极管D及RC低通滤波器组成,它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要,RC时间常数过大,则会产生对角切割失真;RC时间常数大小,高频分量会滤不干净。综合

37、考虑要求满足下式:1/f0 RC (1-m2)1/2/m 其中:m为调幅系数,f0为载波频率,为调制信号角频率。2.同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验如图62所示,采用1496集成电路。构成解调器,载波信号Vc经过电容C1加在、脚之间,调幅信号VAM经电容C2加在、脚之间,相乘后信号由脚输出,经C4、C5、R6 组成的低通滤波器,在解调输出端,提取调制信号。五、实验内容及步骤 注意:做此实验之前需恢复实验四的实验内容2(1)的内容。()二极管包络检波器 实验电路见图7l。1.解调全载波调幅信号(l)m30%的调幅

38、波的检波 载波信号仍为Vc(t)=10sin2*105(t)(mV),调节调制信号幅度,按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调制度rn30%的调幅波,并将它加置图71二 极管包络检波器VAM信号输入端,观察记录检波电容为C1时的波形。(2)加大调制信号幅度,使m=100%,观察记录检波输出波形。(3)改变载波信号频率,fc500KHz,其余条件不变,观察记录检波器输出端波形。(4)恢复(l)的实验条件,将电容C2并联至C1,观察记录波形,并与调制信号比较。2.解调抑制载波的双边带调幅信号载波信号不变,将调制信号Vs的峰值电压调至80mV,调节RPl使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号,然后

39、加至二极管包络检波器输入端,观察记录检波输出波形,并与调制信号相比较。(二)集成电路(乘法器)构成解调器 实验电路见图72。1.解调全载波信号(1) 将图72中的C4另一端接地,C5另一端接A,按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调制度分别为30%,100%及100%的调幅波。将它们依次加至解调器VAM的输入端,并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信,分别记录解调输出波形,并与调制信号相比。 (2)去掉C4、C5观察记录m=30%的调幅波输入时的解调器输出波形,并与调制信号相比较。然后使电路复原。2.解调抑制载波的双边带调幅信号 (l)按调幅实验中实验内容3(2)的条件获得抑制载波

40、调幅波,并加至图72的VAM输入端,其他连线均不变,观察记录解调输出波形,并与调制信号相比较。 (2)去掉滤波电容C4,C5观察记录输出波形。六、实验报告要求1.通过一系列两种检波器实验,将下列内容整理在表内,并说明二种检波结果的异同原因。 输入的调幅波波形m30%m=100%抑制载波调幅波二极管包络检波器输出同步检波输出2.画出二极管包络检波器并联C2前后的检波输出波形,并进行比较,分析原因。1. 在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波及抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4、C5前后各是什么波形,并分析二者为什么有区别。实验八 变容二极管调频振荡器 一、实验目的 1.了解变容二极管调频器电路原

41、理及构成。 2.了解调频器调制特性及测量方法。 3.观察寄生调幅现象,了解其产生原因及消除方法。 二、预习内容 1.复习变容二极管的非线性特性,及变容二极管调频振荡器调制特性。 2.复习角度调制的原理和变容二极管调频电路有关资料。 三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.频率计 3.毫伏表 4.万用表 5.实验板G4 四、实验内容(实验线路见图) 实验电路见图8l1.静态调制特性测量 输入端不接音频信号,将频率计接到调频器的F端。C3(=100pf)电容分接与不接两种状态,调整 RP1使Ed4V时 f6.5MHZ,然后重新调节电位器RP1,使Ed在0.5-8V范围内变化,将对应的频率填入表8.1

42、表8.1Ed(V)0.512345678f0(MHz)接C3不接C3 2. 动态测试(需利用相位鉴频器作辅助测试): 实验条件:将实验板3中的相位鉴频器电路按要求接好线,即电路中的E、F、G三个接点分别与C5、C8、C9连接。其目的是确保鉴频器工作在正常状态下。(即:呈中心频率为6.5MHZ、上下频偏及幅度对称的S形曲线。)(1)C3电容不接,调RP1使Ed4V时,f06.5MHZ,自IN端口输入频率f=2KHz的音频信号Vm,输出端接至相位鉴频器,在相位鉴频器输出端观察Vm调频波上下频偏的关系。将对应的频率填入表8.2。表8.2Vm(V)00.10.20.30.40.50.60.70.80.

43、91不接C3f(MHz)上下接C3f(MHz)上下(2)接上C3电容后测试,方法同上,将对应的频率填入表8.2。五、实验报告1. 整理实验数据2. 在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线,并求出其调制灵敏度S,说明曲线斜率受哪些因素的影响。2. 在坐标纸上画出动态调制特性曲线,说明输出波形畸变原因。实验九 相位鉴频器一、实验目的 相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最基本的解调电路,它具有鉴频灵敏度高,解调线性好等优点。通过本实验:1.熟悉相位鉴频电路的基本工作原理。2.了解鉴频特性曲线(S曲线)的正确调整方法。3.将变容二极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机试验,进一步了解调频和解调全过程及整机

44、调试方法。二、预习要求1.认真阅读实验内容,预习有关相位鉴频的工作原理,以及典型电路和实用电路。2.分析初级回路、次级回路和耦合回路有关参数对鉴频器工作特性(S曲线)的影响。三、实验仪器设备1.双踪示波器2.扫频仪3.频率计4.万用表5.实验板G4四、实验内容及步骤实验电路见图9l1. 用扫频仪调整鉴频器的鉴频特性。实验条件:将实验电路中E、F、G三个接点分别与半可调电容CT1,CT2、CT3连接。将扫频仪输出信号接入实验电路输入端IN,其输出信号不宜过大,一般用30db衰减器,扫频频标用外频标,外频标源采用高频信号发生器,其输出频率调到6.5MHz。(1)调整波形变换电路的回路频率。 将扫频

45、仪输入检波头插入测式孔A,锅合电容CT3调到最小,此时显示屏将显示一谐振曲线图形。调CT1使谐振曲线的谐振频率为 6.5MHz,此时频标应在曲线顶峰上,再加大耦合电容CT3的容量,输入检波头插入测试孔B此时显示屏幕出现带凹坑的耦合谐振曲线图形,调CTl,CT2,CT3使曲线6.5MHz频标出现在中心点,中心点两边频带对称。(2)调整鉴频特性S型扫频仪输入检波探头改用双夹子电缆线,接至鉴频器输出端OUT即可看到S型曲线,参见图92,如曲线不理想,可适当调CT1上下对称;调CT2曲线为6.5MHz;调CT3使 f0中心点附近线性度。调好后,记录上、下二峰点频率和二峰点高度格数,即f0、Vm、Vn。

46、(3)用高频信号发生器逐点测出鉴频特性输入信号改接高频信号发生器,输入电压约为50mv,用万用表测鉴频器的输出电压,在5.5MHz7.5MHz范围内,以每格0.2MHz条件下测得相应的输出电压,并填入表9.l。表9.lF(MHz)5.55.75.96.16.36.56.76.97.17.37.5F(MHz)找出S曲线正负两点频率fmax , fmin及Vm, Vn。3.观察回路CT1、CT2、CT3对S曲线的影响。(1)调整电容CT2对鉴频特性的影响。记下CT2CT20或CT220的变化并与CT2=CT 20曲线比较,再将CT2调至CT20正常位置。 注:CT20表示回路谐振时的电容量。(2)

47、调CT1重复(1)的实验(3)调CT3较小的位置,微调CT1、CT2得S曲线,记下曲线中点及上下两峰的频率(f0、fmin、fmax)和二点高度格数Vm、Vn,再调CT3到最大,重新调S曲线为最佳,记录: f0 、fmin 、fmax 、和 Vm 、Vn的值。定义: 峰点带宽BWfmaxfmin 曲线斜率S(VmVn)BW比较CT3最大、最小时的BW和S。4.将调频电路与鉴频电路连接。将调频电路的中心频率调为6.5MHz,鉴频器中心频率也调谐在6.5MHz,调频输出信号送入鉴频器输入端,将f=2KHz,Vm400mV的音频调制信号加至调频电路输入端进行调频。用双踪示波器同时观测调制信号和解调信

48、号,比较二者的异同,如输出波形不理想可调鉴频器CT1、CT2、CT3。音频信号加大至Vm=800mV,1000mV观察波形变化,分析原因。五、实验报告1.整理实验数据,画出鉴频特性曲线。2.分析回路参数对鉴频特性的影响。3.分析在调频电路和鉴频电路联机实验中遇到的问题及解决办法,画出调频输入和鉴频输出的波形,并指出其特点。实验十 集成电路(压控振荡器)构成的频率调制器 一、实验目的1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理。2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。二、预习要求1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。2.认真阅读指导书,了解566(VCO的单片集成电路)的内部电路及原理。3.搞清

49、566外接元件的作用。三、实验仪器设备1.双踪示波器2.频率计3.万用表,4.电容表5.实验板G5四、实验电路说明图101为566型单片集成VCO的框图及管脚排列。其中的幅度鉴别器,正向触发电平定义为Vsp,反向触发电平定义为Vsm,当电容C充电使其电压V7(566管脚对地的电压)上升至Vsp,此时幅度鉴别器翻转,输出为高电平,从而使内部的控制电压形成电路的输出电压,该电压V0为高电平;当电容C放电时,其电压V7下降,降至Vsm时幅度鉴别器再次翻转,输出为低电平从而使V0也变为低电平,用V0的高、低电平控制 S1和S2两开关的闭合与断开。V0为低电平时S1闭合,S2断开,这时I6=I7=0,I

50、0全部给电容C充电,使V7上升,由于I0为恒流源,V7线性斜升,升至Vsp时V0变为高电平,V0高电平时控制S2闭合,S1断开,恒流源I0全部流入A支路,即I6I0,由于电流转发器的特性,B支路电流I7应等于I6,所以I7I0,该电流由C放电电流提供,因此V7线性斜降,V7降至Vsm时V0跳变为低电平,如此周而复始循环下去,I7及V0波形如图102。 566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R和外加电容C来确定。 f=2(V8V5)/(R*C*Vs)(Hz)其中: R 为时基电阻 C 为时基电容 V8 是566管脚至地的电压 V5 是566管脚至地的电压五、实验内容实验电路见图10-31. 观察R

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