高频电子线路实验指导书

1、高频电子线路实验讲义目 录 实验1 单调谐回路谐振放大器1实验2 高频功率放大与发射6实验3 幅度调制与解调15实验4 变容二极管调频与鉴频31实验5 发送部分联试实验35实验6 接收部分联试实验37实验7 发射与接收完整系统的联调39附 录51实验1 单调谐回路谐振放大器 、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 放大器静态工作点l LC并联谐振回路l 单调谐放大器幅频特性2做本实验时所用到的仪器：l 单调谐回路谐振放大器模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、实验目的1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点

2、的测量方法； 4熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响；5掌握测量放大器幅频特性的方法。三、实验内容1用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点；2用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；3用扫频仪观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4用扫频仪观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。四、基本原理1单调谐回路谐振放大器原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，

3、从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。图1-1 单调谐回路放大器原理电路47图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图2单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，1C2用来调谐，1K02用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。1W01用以改变基极偏置电压，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的

4、影响。1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。五、实验步骤1实验准备（1）插装好单调谐回路谐振放大器模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上开关1K01。（2）接通电源，此时电源指示灯亮。2单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。本实验采用点测法，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路揩振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。步骤如下：（1）1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W01使

5、1Q01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态。高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1P01）。示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ（用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰峰值）为200mv（示波器CH1监测）。调整单调谐放大器的电容1C2，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。此时回路谐振于6.3MHZ。比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。（2）按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相

6、对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-2。表1-2输入信号频率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1输出电压幅值U(mv)（3）以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。3观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。顺时针调整1W01（此时1W01阻值增大），使1Q01基极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点。按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。逆时针调整1W01（此时1W01阻值减小），使1Q01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线。可以发现：当1W0

7、1加大时，由于ICQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W01减小时，由于ICQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。4观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响 当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接通1R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。六、实验报告要求1对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。2对实验数据进行分析，说明集电

8、极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。3总结由本实验所获得的体会。实验2 高频功率放大与发射、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 谐振功率放大器的基本工作原理（基本特点，电压、电流波形）l 谐振功率放大器的三种工作状态l 集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响2做本实验时所用到的仪器：l 高频功率放大与发射实验模块l 双踪示波器l 万用表l 频率计l 高频信号源二、实验目的1通过实验，加深对丙类功率放大器基本工作原理的理解，掌握丙类功率放大器的调谐特性。2掌握输入激励电压，集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。3通过实验进一步了解调幅的工作原理。三、实验

9、内容 1观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点；2测试丙类功放的调谐特性；3测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；4观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程；5观察功放基极调幅波形。四、基本原理 1丙类调谐功率放大器基本工作原理放大器按照电流导通角的范围可分为甲类、乙类及丙类等不同类型。功率放大器电流导通角越小，放大器的效率则越高。丙类功率放大器的电流导通角时，放大器工作在欠压状态；=时，放大器工作在临界状态；100%,观察并记录检波器输出波形。 （4）调制信号为三角波和方波的解调在上述情况下，恢复，调节10W01和10W02，使解调输出波形不失真。

10、然后将低频信号源的调制信号改为三解波和方波（由K101控制），即可在检波器输出端（10TP02、10TP03、10TP04）观察到与调制信号相对应的波形，调节音频信号的频率（低频信号源中W101），其波形也随之变化。 2DSB波的解调采用实验8中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大载波信号及调制信号幅度，使得在调制电路输出端产生较大幅度的DSB信号。然后把它加到二极管包络检波器的输入端，观察并记录检波器的输出波形，并与调制信号作比较。 （三）集成电路（乘法器）构成的同步检波1.AM波的解调 将幅度调制电路的输出接到幅度解调电路的调幅输入端(9P02)。解调电路的恢复载波，可用铆孔线直接与调制

11、电路中载波输入相连，即9P01与8P01相连。示波器CH1接调幅信号9TP02，CH2接同步检波器的输出9TP03。分别观察并记录当调制电路输出为=30%、=100%、100%时三种AM的解调输出波形，并与调制信号作比较。2DSB波的解调采用实验8的五、3中相同的方法来获得DSB波，并加入到幅度解调电路的调幅输入端，而其它连线均保持不变，观察并记录解调输出波形，并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度，观察解调信号有何变化。将调制信号改成三角波和方波，再观察解调输出波形。（四）调幅与检波系统实验按图9-3可构成调幅与检波的系统实验。图9-3 调幅与检波系统实验图将电路按图9-3连接好后，按

12、照上述实验的方法，将幅度调制电路和检波电路调节好，使检波后的输出波形不失真。然后将检波后音频信号接入低频信号源中的功放输入，即用铆孔线将二极管检波器输出10P01（注意10K01、10K02的位置）与低频信号源中的“功放输入”P102相连，或将同步检波器输出9TP03与“功入输入”相连，便可在扬声器中发出声音。改变调制信号的频率、声音也会发生变化。将低频信号源中开关K102拨至“音乐输出”，扬声器中就有音乐声音。六、实验报告要求 1由本实验归纳出两种检波器的解调特性，以“能否正确解调”填入表中。输入的调幅波AM波DSB=30%=100%100%包络检波同步检波 2观察对角切割失真和底部切割失真

13、现象并分析产生的原因。 3对实验中的两种解调方式进行总结。实验4 变容二极管调频与鉴频、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 频率调制l 变容二极管调频l 静态调制特性、动态调制特性2做本实验时所用到的仪器：l 变容二极管调频模块l 双踪示波器l 频率计l 万用表二、实验目的 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法； 3理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。三、实验内容 1用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响； 2变容二极管调频器静态调制特性测量；3变容二极管调频器动态调制特性测量。四、基本原理1变容二极管调频

14、器实验电路变容二极管调频器实验电路如图11-1所示。图中，12BG01本身为电容三点式振荡器，它与12D01、12D02（变容二极管）一起组成了直接调频器。12BG03为放大器，12BG04为射极跟随器。12W01用来调节变容二极管偏压。图11-1 变容二极管调频器实验电路2变容二极管调频器工作原理由图11-1可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由12R02、12W01和12R03分压后，从12R03得到的电压，因而调节12W01即可调整偏压。由图可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共基接法），由于电容12C05对高频短路，因此变容二极管实际上与12L02相并。调整电位器12

15、W01，可改变变容二极管的偏压，也即改变了变容二极管的容量，从而改变其振荡频率。因此变容二极管起着可变电容的作用。对输入音频信号而言，12L01短路，12C05开路，从而音频信号可加到变容二极管12D01、12D01上。当变容二极管加有音频信号时，其等效电容按音频规律变化，因而振荡频率也按音频规律变化，从而达到了调频的目的。五、实验步骤1实验准备在实验箱主板上插上变容二极管调频模块和电容耦合回路相位鉴频器模块，按下12K01，此时变容二极管调频模块电源指标灯点亮。2静态调制特性测量输入端先不接音频信号，将示波器接到调频器单元的12TP02。将频率计接到调频输出（12P02），调整12W01使得

16、振荡频率f0=8.5MHz，用万用表测量此时12P01点电位值，填入表11-1中。然后重新调节电位器12W01，使12P01点电位在29V范围内变化，并把相应的频率值填入表11-1。表11-1V12P01(V)23456789F0(MHz)8.53动态调制特性测量 实验步骤 将电容耦合回路相位鉴频器模块（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（按下13K01开关，相应指示灯亮），从而鉴频器工作于正常状态。调整12W01使得振荡频率f0=8.5MHz。以实验箱上的函数发生器作为音频调制信号源，输出频率f =1kHz、峰-峰值Vp-p=300mv（用示波器监测）的正弦波。 把实验箱上的函数发生器输出

17、的音频调制信号加入到调频器单元的音频输入端12P01，便可在调频器单元的12TP02端上观察到FM波。把调频器单元的调频输出端12P02连接到鉴频器单元的输入端上（12P01），便可在鉴频器单元的输出端13P02上观察到经解调后的音频信号。如果没有波形或波形不好，应调整12W01和13W01。将示波器CH1接调制信号源（可接在调制模块中的12TP01上），CH2接鉴频输出13TP03，比较两个波形有何不同。改变调制信号源的幅度，观测鉴频器解调输出有何变化。调整调制信号源的频率，观测鉴频器输出波形的变化。六、实验报告要求1根据实验数据，在坐标纸上画出静态调制特性曲线，说明曲线斜率受哪些因素影响。

18、2说明12W01对于调频器工作的影响。 3总结由本实验所获得的体会。实验5 发送部分联试实验一、实验目的 1掌握模拟通信系统中调幅发射机组成原理，建立系统概念； 2掌握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。二、实验仪器l 高频信号发生器l 双踪示波器l 频率计三、实验电路原理图16-1 调幅发射机连接图图16-1是调幅发射各模块连接图，高频信号源频率为6.3MHZ，作为发射机的载波，低频信号源频率可设置为1KHz。经调幅后送入功放，经功放放大后通过天线发射出去。四、实验步骤1按图16-1连接图插好所需模块，用铆孔线将各模块输入输出连接好，接通各模块电源； 2将高频信号源频率设置为6.3MHZ

19、，低频信号源频率设置为1KHz； 3用示波器测试各模块输入输出波形，并调整各模块可调元件使输出达最佳状态； 4改变高频信号源输出幅度和低频信号源输出幅度，观看各测量波形的变化。五、实验报告要求 1画出图16-1连接图中，A、B、C、D各点波形。 2记录实验数据，并作出分析和写出实验心得体会。实验6 接收部分联试实验一、实验目的 1掌握模拟通信系统中调幅接收机组成原理，建立系统概念； 2掌握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。二、实验仪器l 双踪示波器l 高频信号发生器l 频率计三、实验电路原理图17-1是调幅接收各模块连接图，各模块之间用铆孔线连接，谐振放大器可以是单调谐回路谐振放大器，也

20、可以是双调谐回路谐振放大器。混频器可以用三极管混频，也可以用集成乘法器混频。幅度调制电路输出一个频率为6.3MHZ，幅度为100mv的调幅波，送入谐振放大器，经放大后送入混频，LC振荡器输出频率为8.8MHZ，经混频后输出2.5MHZ的调幅波送入中放，中频放大后经检波得到与高频信号源中调制信号相一致的低频信号。四、实验步骤1按图17-1连接图插好所需模拟，用铆孔线将各模块输入输出连接好，接通各模块电源。 2将幅度调制电路设置为频率6.3MHZ，VP-P=100mv的调幅波，并送入谐振放大器。 3用示波器测试各模块输入输出波形，并调整各模块可调元件，使输出达最佳状态。五、实验报告要求 1画出图1

21、7-1连接图中，A、B、C、D、E、F、G各点波形。 2记录实验数据，并作出分析和写出实验心得体会。实验7 发射与接收完整系统的联调一、实验目的1.在模块实验的基础上掌握调幅发射机、调幅接收机整机组成原理，建立通信系统的概念；2.掌握收发系统的联调方法，培养解决实际问题的能力。二、实验仪器l 高频信号发生器l 双踪示波器l 频率计三、实验内容完成调幅发射机、调幅接收机的整机联调。四、实验电路原理1.方案一： 方案一如图18-1所示：图18-1 方案一 各模块连接图实验电路说明：该方案为无线收发系统，可在两个实验箱上进行，一方为发射，一方为接收，但距离在2米以内。高频信号源输出6.3MHZ的等幅

22、波，音频信号源可以是语音，可以是音乐，也可以是固定的单音频。高频功放即为高频功率放大与发射实验模块，其谐振频率约6.3MHZ。高频信号源与音频信号源送入高频功放后，在本级进行调幅、放大，然后通过天线发射出去。在调试时，需要改变高频信号源和音频信号源的幅度，使高频功放获得较大的发射功率。接收端的小信号调谐放大需采用双调谐回路谐振放大器模块（因该模块配有接收天线），其谐振频率为6.3MHZ左右。混频器可采用三极管混频模块，也可采用集成乘法器混频模块。LC振荡器采用LC振荡与射随放大模块，LC振荡经射随放大后输出约8.8MHZ的等幅波送入混频，经混频后输出约2.5MHZ的调幅波。中放即为中频放大器模

23、块，其谐振频率为2.5MHZ。图中检波、低放、AGC为同一模块，即二极管检波与AGC模块。AGC可接可不接，需要时用连接线与中放相连。经检波后输出与发端音频信号源相一致波形，低放输出的信号可以送往耳机或扬声器。2.方案二：方案二如图18-2所示：图18-2方案二 各模块连接图实验电路说明：该方案同样为无线收发系统，与方案一基本相同。不同的是发射部分，访方案调幅不在功放进行，而在幅度调制电路中进行。幅度调制即为集成乘法器幅度调制电路模块。高频信号（6.3MHZ）与音频信号经幅度调制后变为调幅波，然后送往高频功放，通过天线发射出去。接收部分与方案一完全相同，不再赘述。3.方案三：方案三如图18-3所示：图18-3方案三 各模块连接图实验电路说明： 该方案与方案一基本相同，但不是无线收发系统。高频功放输出用铆孔线直接与混频相连，因为高频功放输出幅度较大，接收端不需经小信号放大而直接送往混频。其它均与方案一相同。4方案四：方案四如图18-4所示：图18-4方案四 各模块连接图实验电路说明： 该方案与方案二基本相同，但不是无线收发系统。高频功放用铆孔线直接与混频相连，因为高频功放输出幅度较大，无需经小信号调谐放大，而直接送往混频。其它均与方案二相同，不再赘述。五、实验步骤1. 按以上方案联接图插好所需模块，用铆孔线将各模块输入输出连接好，接通各模块电源；2.