高频实验指导书

1、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

2、调谐放大器的幅频特性；3用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4用示波器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，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图

3、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

4、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 （

5、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

6、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1W01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

7、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3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 三点式LC振荡器l 西勒和克拉泼电路l 电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q

8、值对振荡器工作的影响2做本实验时所用到的仪器：l LC振荡器模块l 双踪示波器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掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理1.概述振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。振荡器是指振荡回路是由元件组成的。从交流等效电路可知：由振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈振荡器或电感三点式振荡器

9、；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百。2.振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：ff来表示（f为所选择的测试频率；f为振荡频率的频率误差，fff；f和f为不同时刻的f），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越

10、高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。4.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路(1)静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现

11、稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。 （2）振荡频率f的计算 f=式中CT为C1、C2和C3的串联值，因C1（300p）>>C3(75p),C2(1000P)>>C3(75p)，故CTC3，所以，振荡频率主要由L、C和C3决定。(3)反馈系数F的选择F= 反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F0.10.5,本实验取F=5.克拉泼和西勒振荡电路图3-2为串联改进型电容三点式振荡电路克拉泼振荡电路。图3-3为并联改进型电容三点式振荡电路西勒振荡

12、电路。图3-2 克拉泼振荡电路 图3-3 西勒振荡电路6电容三点式LC振荡器实验电路 电容三点式LC振荡器实验电路如图3-4所示。图中3K05打到“S”位置（左侧）时图3-4 LC振荡器实验电路为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置（右侧）时，为改进型西勒振荡电路。3K01、3K02、3K03、3K04控制回路电容的变化。调整3W01可改变振荡器三极管的电源电压。3Q02为射极跟随器。3TP02为输出测量点，3TP01为振荡器直流电压测量点。3W02用来改变输出幅度。四、实验内容 1用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡器电压峰峰值VP-P，并以频率计测量振荡频率。 2测量振荡器的幅频特性。 3

13、测量电源电压变化对振荡器频率的影响。五、实验步骤 1实验准备插装好LC振荡器模块，按下开关3K1接通电源，即可开始实验。 2西勒振荡电路幅频特性的测量示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3V01。电位器3W02反时针调到底，使输出最大。开关3K05拨至右侧，此时振荡电路为西勒电路。3K01、3K02、3K03、3K04分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。例如3K01、3K02往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。按照表3-1电容的变化测

14、出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰一峰值VP-P），并将测量结果记于表中。表3-1电容C（pf）1050100150200250300350振荡频率f(MHZ)输出电压VP-P(v)注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。 3克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至左侧，振荡电路转换为克拉泼电路。按照上述方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表3-1中。 4波段覆盖系数的测量波段覆盖即调谐振荡器的频率范围，此范围的大小，通常以波段覆盖系数K表示：测量方法：根据测量的幅频特性，以输出电压最大点的频率为基准，即为一边界频率，再找出输出电压下降至处

15、的频率，即为另一边界频率，如图3-5、图3-6所示，再由公式求出K。 图3-5 图3-6 5测量电源电压变化对振荡器频率的影响分别将开关3K05打至左测（S）和右侧（P）位置，改变电源电压EC，测出不同EC下的振荡频率。并将测量结果记于表3-2中。其方法是：频率计接振荡器输出3P01，电位器3W02反时计调到底，选定回路电容为50P。即3K02往上拨。用三用表直流电压档测3TP01测量点电压，按照表3-2给出的电压值Ec，调整3W01电位器，分别测出与电压相对应的频率。表中f为改变Ec时振荡频率的偏移，假定Ec=10.5V时 ,f=0，则f=f-f10.5V。表3-2串联（S）EC（V）10.

16、59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ)并联（P）EC（V）10.59.58.57.56.55.5F(MHZ)f(KHZ) 68.8MHZ频率的调整在用各个模块构成无线收、发系统时，需要用到LC振荡器模块，作为接收系统中的本振信号。此时振荡频率需要8.8MHZ左右，如何得到8.8MHZ左右的频率，其方法如下：（1）振荡电路为西勒电路时（3K05往右），3K01、3K02、3K03、3K04四个开关全部往下拨，此时输出的振荡频率为8.8MHZ左右。如果频率高于8.8MHZ，可将3K01往上拨，这样频率可以降低。（2）振荡电路为克拉泼电路时（3K05往左），3K02、3K03接通（

17、往上拨），此时输出振荡频率为8.8MHz左右。如果频率相差太大，可调整四个开关的位置。六、实验报告1根据测试数据，分别绘制西勒振荡器，克拉泼振荡器的幅频特性曲线，并进行分析比较。2根据测试数据，计算频率稳定度，分别绘制克拉泼振荡器、西勒振荡器的曲线。3对实验中出现的问题进行分析判断。4总结由本实验所获提的体会。实验4 石英晶体振荡器、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 石英晶体振荡器l 串联型晶体振荡器l 静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响2做本实验时所用到的仪器：l 晶体振荡器模块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

18、掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3熟悉静态工作点、负载电阻对晶体振荡器工作的影响。4感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。三、实验内容 1用万用表进行静态工作点测量。2用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。图4-1 晶体振荡器交流通路3观察并测量静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响。四、基本原理1晶体振荡器工作原理一种晶体振荡器的交流通路如图4-1所示。图中，若将晶体短路,则L1、C2、C3就构成了典型的电容三点式振荡器(考毕兹电路)。因此，图4-1的电路是一

19、种典型的串联型晶体振荡器电路（共基接法）。若取L1=4.3H、C2=820pF、C3=180pF，则可算得LC并联谐振回路的谐振频率f06MHz，与晶体工作频率相同。图中， C5是耦合（隔直流）电容，R5是负载电阻。很显然，R5越小，负载越重，输出振荡幅度将越小。2晶体振荡器电路图4-2 晶体振荡器实验电路晶体振荡器电路如图4-2所示。图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并构成共基接法。4W01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。4C05为输出耦合电容。4Q02为射随器，用以提高带负载能力。实际上，图4-2电路的交流通路即为图4-1所示的电路。五、实验步骤1实验

20、准备在实验箱主板上插好晶振模块，接通实验箱上电源开关，按下开关4K01，此时电源指示灯点亮。2静态工作点测量改变电位器4W01可改变4Q01的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。记下VE的最大、最小值，并计算相应的IEmax、IEmin值（发射极电阻4R04=1K）。3静态工作点变化对振荡器工作的影响 实验初始条件：VEQ=2.5V（调4W01达到）。 调节电位器4W01以改变晶体管静态工作点IE，使其分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到4TP02端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。表4.1VEQ(V)2.02.22.42.6

21、2.83.0f(MHz)Vp-p(V)六、实验报告要求1根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。2对实验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。3对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。4总结由本实验所获得的体会。实验8 集成乘法器幅度调制电路、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 幅度调制l 用模拟乘法器实现幅度调制l MC1496四象限模拟相乘器 2做本实验时所用到的仪器：l 集成乘法器幅度调制电路模块l 高频信号源l 双踪示波器l 万用表 二、实验目的 1通过实验了解

22、振幅调制的工作原理。 2掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。 3掌握用示波器测量调幅系数的方法。 三、实验内容 1模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。2用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。3用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。4用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。 四、基本原理所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。目前由于集成电路的发展，集成模拟相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。 1MC1496简

23、介MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图8-1所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：、脚间接一路输入（称为上输入v1），、脚间接另一路输入（称为下输入v2），、脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从、脚间取输出vo。、脚间接负反馈电阻Rt。脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8k。脚接负电源-8V。、脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相

24、乘器。可以证明： ，因而，仅当上输入满足v1VT (26mV)时，方有：，才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。图8-1 MC1496内部电路及外部连接 2MC1496组成的调幅器实验电路用1496组成的调幅器实验电路如图8-2所示。图中，与图8-1相对应之处是：8R08对应于RT，8R09对应于RB，8R03、8R10对应于RC。此外，8W01用来调节（1）、（4）端之间的平衡，8W02用来调节（8）、（10）端之间的平衡。8K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当8K01置“on”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为正常调幅波（AM），调整8W03电位器，可改变调幅波的调制度。当

25、8K01置“off”时，其输出为平衡调幅波（DSB）。晶体管8Q01为随极跟随器，以提高调制器的带负载能力。五、实验步骤 1实验准备（1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关8K1，此时电源指标灯点亮。（2）调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）：· 频率范围：1kHz· 波形选择：正弦波· 输出峰-峰值：300mV（3）载波源：采用高频信号源：· 工作频率：2MHz用频率计测量；· 输出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器观测。 2输入失调电压的调整（交流馈通电压

26、的调整） 集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“off”（往下拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。（1）载波输入端输入失调电压调节 把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形，调节电位器8W02，使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。（2）调制输入端输入失调电压调节 把载波源输出的载波

27、信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。图8-2 1496组成的调幅器实验电路 3DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上），可进行DSB的测量。（1）DSB信号波形观察将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到8TP02上），示波器CH2接调幅输出端（8TP03），即可观察到调

28、制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图8-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调8W01电位器。图8-3 图8-4（2）DSB信号反相点观察 为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率。本实验可将载波频率降低为100KHZ（需另配100KHZ的函数发生器），幅度仍为200mv。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。 增大示波器X轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB信号，过零点时刻的波形应该反相，如图8-4所示。（3）DSB信号波形与载波波形的相位比较 在实验3（2）的基础上，将示波器CH1改接8TP01点，把调制器的输入载波波形与输出DSB波形的相位进

29、行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相。4AM（常规调幅）波形测量 （1）AM正常波形观测 在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“on”（往上拨），即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度200mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图8-5所示。图8-5调整电位器8W03，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形应随之变化。（2）不对称调制度的AM波形观察 在AM正常波形调整的基础上，改变8W02，可观察到调制

30、度不对称的情形。最后仍调制到调制度对称的情形。（3）过调制时的AM波形观察 在上述实验的基础上，即载波2MHZ（幅度200mv），音频调制信号1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03。调整8W03使调制度为100%，然后增大音频调制信号的幅度，可以观察到过调制时AM波形，并与调制信号波形作比较。（4）增大载波幅度时的调幅波观察 保持调制信号输入不变，逐步增大载波幅度，并观察输出已调波。可以发现：当载波幅度增大到某值时，已调波形开始有失真；而当载波幅度继续增大时，已调波形包络出现模糊。最后把载波幅度复原（200mv）。（5）调制信号为三角波和方波时的调幅波观察 保

31、持载波源输出不变，但把调制信号源输出的调制信号改为三角波（峰峰值200mv）或方波（200mv），并改变其频率，观察已调波形的变化，调整8W03，观察输出波形调制度的变化。 5调制度Ma的测试我们可以通过直接测量调制包络来测出Ma。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2，并使其同步。调节时间旋钮使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图8-6所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。图8-6六、实验报告要求1整理按实验步骤所得数据，绘制记录的波形，并作出相应的结论。2画出DSB波形和时的AM波形，比较两者的区别。3总结由本实验所获得的体会。实验9 振幅解调器（包络检波、同步检波）、实验准备

32、1做本实验时应具备的知识点：l 振幅解调l 二极管包络检波l 模拟乘法器实现同步检波2做本实验时所用到的仪器：l 集成乘法器幅度解调电路模块l 晶体二极管检波器模块l 高频信号源l 双踪示波器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掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调影响；3理解包络检波器只能解调m100的AM波，而不能解调m100的AM波以及DSB波的概念；4掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法；5了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；6理解同步检波器能解调各种AM波以及DS

33、B波的概念。三、实验内容1用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能；2用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能；3用示波器观察普通调幅波（AM）解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。四、基本原理振幅解调即是从振幅受调制的高频信号中提取原调制信号的过程，亦称为检波。通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。 1二极管包络检波二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰一峰值为1.5V以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管、RC低通滤波器和低频放大部分，如图9-1所

34、示。图中，10D01为检波管，10C02、10R08、10C07构成低通滤波器，10R01、10W01为二极管检波直流负载，10W01用来调节直流负载大小，10R02与10W02相串构成二极管检波交流负载，10W02用来调节交流负载大小。开关10K01是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的，10K01置“on”为接入交流负载，10K01置“off”为断开交流负载。10K02开关控制着检波器是接入交流负载还是接入后级低放。开关10K02拨至左侧时接交流负载，拨至右侧时接后级低放。当检波器构成系统时，需与后级低放接通。10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大，放大后音频信号由10P02

35、输出，因此10K02可控制音频信号是否输出，调节10W03可调整输出幅度。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波，所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产生对角切割失真（又称惰性失真）。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：其中：为调幅系数，为调制信号角频率。当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻不相等，而且调幅度又相当大时会产生底边切割失真（又称负峰切割失真），为了保证不产生底边切割失真应满足。图9-1 二极管包络检波电路2同步检波 同步检波又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波

36、与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调出调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图9-2所示。图中，恢复载波vc先加到输入端9P01上，再经过电容9C01加在、脚之间。已调幅波vamp先加到输入端9P02上，再经过电容9C02加在、脚之间。相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由9C04、9C05、9R06组成的P型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（9P03）提取出调制信号。需要指出的是，在图9-2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。五、实验步骤（一）实验准备1选择好需做实验的模块：集成乘法器幅度调

37、制电路、二极管检波器、集成乘法器幅度解调电路。2接通实验板的电源开关，使相应电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。注意：做本实验时仍需重复实验8中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。 （二）二极管包络检波1AM波的解调（1）的AM波的解调 AM波的获得与实验8的五、4中的实验内容相同，低频信号或函数发生器作为调制信号源（输出300mVp-p的1kHz正弦波），以高频信号源作为载波源（输出200mVp-p的2MHz正弦波），调节8W03，便可从幅度调制电路单元上输出的AM波，其输出幅度（峰-峰值）至少应为0.8V。 AM波的包络检波器解调先断开检波器交流负载（10K01=off），把

38、上面得到的AM波加到包络检波器输入端（10P01），即可用示波器在10TP02观察到包络检波器的输出，并记录输出波形。为了图9-2 MC1496 组成的解调器实验电路更好地观察包络检波器的解调性能，可将示波器CH1接包络检波器的输入10TP01，而将示波器CH2接包络检波器的输出10TP02（下同）。调节直流负载的大小（调10W01），使输出得到一个不失真的解调信号，画出波形。 观察对角切割失真保持以上输出，调节直流负载（调10W01），使输出产生对角失真，如果失真不明显可以加大调幅度（即调整8W03），画出其波形，并记算此时的值。观察底部切割失真当交流负载未接入前，先调节10W01使解调信号

39、不失真。然后接通交流负载（10K01至“on”，10K02至左侧），示波器CH2接10TP03。调节交流负载的大小（调10W02），使解调信号出现割底失真，如果失真不明显，可加大调幅度（即增大音频调制信号幅度）画出其相应的波形，并计算此时的。当出现割底失真后，减小（减小音频调制信号幅度）使失真消失，并计算此时的。在解调信号不失真的情况下，将10K02拨至右侧，示波器CH2接10TP04，可观察到放大后音频信号，调节10W03音频幅度会发生变化。（2）的AM波的解调调节8W03，使=100%，观察并记录检波器输出波形。（3）的AM波的解调加大音频调制信号幅度，使>100%,观察并记录检波器

40、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。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.A

41、M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

42、。（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

43、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10 高频功率放大与发射实验、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

44、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<90°,效率可达80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的

45、效率。为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。由于丙类调谐功率放大器采用的是反向偏置，在静态时，管子处于截止状态。只有当激励信号足够大，超过反偏压及晶体管起始导通电压之和时，管子才导通。这样，管子只有在一周期的一小部分时间内导通。所以集电极电流是周期性的余弦脉冲，波形如图10-1所示。 图10-1 折线法分析非线性电路电流波形根据调谐功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种工作状态。若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，也即在任何时刻都工作在放大区，称放大器工作在欠压状态；若刚刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态；若晶体管工作时有部分时间进入饱和区

46、，则称放大器工作在过压状态。放大器的这三种工作状态取决于电源电压、偏置电压、激励电压幅值以及集电极等效负载电阻。（1）激励电压幅值变化对工作状态的影响当调谐功率放大器的电源电压、偏置电压和负载电阻保持恒定时，激励振幅变化对放大器工作状态的影响如图10-2所示。图10-2 变化对工作状态的影响由图可以看出，当增大时，、也增大；当增大到一定程度，放大器的工作状态由欠压进入过压，电流波形出现凹陷，但此时还会增大（如）。（2）负载电阻变化对放大器工作状态的影响当、保持恒定时，改变集电极等效负载电阻对放大器工作状态的影响，如图10-3所示。 图10-3 不同负载电阻时的动态特性图10-3表示在三种不同负

47、载电阻时，做出的三条不同动态特性曲线QA1、QA2、AQ3A3。其中QA1对应于欠压状态，QA2对应于临界状态，AQ3A3对应于过压状态。QA1相对应的负载电阻较小，也较小，集电极电流波形是余弦脉冲。随着增加，动态负载线的斜率逐渐减小，逐渐增大，放大器工作状态由欠压到临界，此时电流波形仍为余弦脉冲，只是幅值比欠压时略小。当继续增大，进一步增大，放大器进入过压状态，此时动态负载线A3Q与饱和线相交，此后电流随沿饱和线下降到A3，电流波形顶端下凹，呈马鞍形。（3）电源电压变化对放大器工作状态的影响在、保持恒定时，集电极电源电压变化对放大器工作状态的影响如图10-4所示。图10-4 改变时对工作状态

48、的影响由图可见，变化，也随之变化，使得和的相对大小发生变化。当较大时，具有较大数值，且远大于,放大器工作在欠压状态。随着减小，也减小，当接近时，放大器工作在临界状态。再减小，小于时，放大器工作在过压状态。图10-4中，>时，放大器工作在欠压状态；=时，放大器工作在临界状态；<时，放大器工作在过压状态。即当由大变小时，放大器的工作状态由欠压进入过压， 波形也由余弦脉冲波形变为中间凹陷的脉冲波。2高频功率放大器实验电路高频功率放大器实验电路如图10-5所示。图10-5 高频功率放大与发射实验图本实验单元由两级放大器组成，11BG02是前置放大级，工作在甲类线性状态，以适应较小的输入信号

49、电平。11TP01、11TP02为该级输入、输出测量点。由于该级负载是电阻，对输入信号没有滤波和调谐作用，因而既可作为调幅放大，也可作为调频放大。11BG01为丙类高频功率放大电路，其基极偏置电压为零，通过发射极上的电压构成反偏。因此，只有在载波的正半周且幅度足够大时才能使功率管导通。其集电极负载为LC选频谐振回路，谐振在载波频率上以选出基波，因此可获得较大的功率输出。本实验功放有两个选频回路，由11K03来选定。当11K03拨至左侧时，所选的谐振回路谐振频率为6.3MHZ左右，此时的功放可用于构成无线收发系统。当11K03拨至右侧时，谐振回路揩振频率为1.9MHZ左右。此时可用于测量三种状态

50、（欠压、临界、过压）下的电流脉冲波形，因频率较低时测量效果较好。11K04用于控制负载电阻的接通与否，11W02电位器用来改变负载电阻的大小。11W01用来调整功放集电极电源电压的大小（谐振回路频率为1.9MHZ左右时）。在功放构成系统时，11K02控制功放是由天线发射输出还是直接通过电缆输出。当11K02往上拨时，功放输出通过天线发射，11TP00为天线接入端。11K02往下拨时，功放通过11P03输出。11P02为音频信号输入口，加入音频信号时可对功放进行基极调幅。11TP03为功放集电极测试点，11TP04为发射极测试点，可在该点测量电流脉冲波形。11TP06用于测量负载电阻大小。五、实

51、验步骤1实验准备在实验箱主板上装上高频功率放大与射频发射模块，接通电源即可开始实验。2激励电压、电源电压及负载变化对丙类功放工作状态的影响 （1）激励电压对放大器工作状态的影响开关11K01置“on”，11K03置“右侧”，11K02往下拨。保持集电极电源电压=6V（用万用表测11TP03直流电压，调11W01等于6V），负载电阻=8K（11K04置“off”，用万用表测11TP06电阻，调11W02使其为8K，然后11K04置“on”）不变。高频信号源频率1.9MHZ左右，幅度200mv（峰峰值），连接至功放模块输入端（11P01）。示波器CH1接11TP03，CH2接11TP04。调整高频

52、信号源频率，使功放谐振即输出幅度（11TP03）最大。改变信号源幅度，即改变激励信号电压，观察11TP04电压波形。信号源幅度变化时，应观察到欠压、临界、过压脉冲波形。其波形如图10-6所示（如果波形不对称，应微调高频信号源频率）。图10-6 三种状态下的电流脉冲波形 （2）集电极电源电压对放大器工作状态的影响 保持激励电压（11TP01电压为200mv峰峰值）、负载电阻=8K不变，改变功放集电极电压（调整11W01电位器，使为510V变化），观察11TP04电压波形。调整电压时，仍可观察到图10-6的波形，但此时欠压波形幅度比临界时稍大。 （3）负载电阻变化对放大器工作状态的影响 保持功放集

53、电极电压=6V，激励电压（11TP01点电压、150mv峰峰值）不变，改变负载电阻（调整11W02电位器，注意11K04至“on”），观察11TP04电压波形。同样能观察到图10-6的脉冲波形，但欠压时波形幅度比临界时大。测出欠压、临界、过压时负载电阻的大小。测试电阻时必须将11K04拨至“off”，测完后再拨至”on”。 3功放调谐特性测试 11K01置“on”，11K02往下拨，11K03置“左侧”。前置级输入信号幅度峰峰值为200mv（11TP01）。频率范围从5.2MHZ7.2MHZ，用示波器测量11TP03的电压值，并填入表10-1，然后画出频率与电压的关系曲线。表10-1f（MHZ）5.2 5.55.86.06.26.46.77.07.3()4功放调幅波的观察保持上述3的状态，调整高频信号源的频率，使功放谐振，即使11TP03点输出幅度最大。然后从11P02输入音频调制信号，用示波器观察11TP03的波形。此时该点波形应为调幅波，改变音频信号的幅度，输出调幅波的调制度应发生变化。改变调制信号的频率，调幅波的包络亦随之变化。六、