高频实验指导书第二版

1、高频电子线路实验箱说明书目 录 目 录1实验1 高频小信号调谐放大器实验2实验2 高频功率放大与发射实验11实验3 调幅及检波实验20实验4 晶体三极管及集成乘法器混频实验35实验5 调幅发射与接收系统的联调实验42附 录46实验1 高频小信号调谐放大器实验 、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l 双调谐回路l 电容耦合双调谐回路谐振放大器l 放大器动态范围2做本实验时所用到的仪器：l 单、双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

2、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。 6熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 7了解放大器动态范围的概念和测量方法。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。 5采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；7用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器

3、幅频特性的影响；8用示波器观察放大器动态范围。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第 47 页 共 47 页图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

4、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。3双调谐回路谐振放大器原理顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振

5、特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图1-3所示。与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图1-3中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。4双调谐回路谐振放大器实验电路双调谐回路谐振放大器实验电路如图1-4所示，其基本部分与图1-3相同。图中，2C04、2C11用来对初、次级回路调谐，2K02用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2K01用以改变集电极负载。图中T1为输入变压器，将天线上的信号耦合至放大器的输入端。图中2

6、Q02用来对选频后的信号进行进一步放大。图1-3 电容耦合双调谐回路放大器原理电路2R012Q012C042C032R022C022C10+12V12W012D012R042K022C012L032C082C09IN12TP012L012R032L022C052C062C072C112C121TP0ÊäÈë2P012K012L01A2L02A12TP02Êä³ö2P022Q022R082R062R07+12V12C14112233445566T12C13图 1-4 双调谐回路谐振放大器实验电路五、实验步骤1实验准备

7、（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1Q01的基极直流电压为2.5V左右（用三用表直流电压档测量1R1下端），

8、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上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅

9、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1W01加大时，由于ICQ减小，

10、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。5双调谐实验准备在实验箱主板上插上双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2K1接通电源，此时电源指示灯点亮。6双调谐回路谐振放大器幅频特性测

11、量本实验仍采用点测法，即保持输入幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性（如果有扫频仪，可直接测量其幅频特性曲线）。幅频特性测量2K02往上拨，接通2C05（10 P），2K02至“off”。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度300mv，然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。调整双调谐放大器电位器2W01使输出为最大值。按照表1-3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峰峰值为

12、300mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入表1-3。表1-3放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表2-1，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。按照上述方法测出耦合电容为2C06(20P)（2K02拨向下方）时幅频特性曲线。7. 放大器动态范围测量2K02拨向下方，接通2C06。高频信号源输出接双调谐放大器的输入端（2P01），调整高频信号源频率至

13、谐振频率，幅度100mv。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。按照表2-2放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表1-4，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。表1-4放大器输入(mV)100200300400600800100012001400160018002000放大器输出(V)放大器电压放大倍数六、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

14、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画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？4画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。5当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？6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、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

15、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

16、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2-1所示。 图2-1 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

17、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，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2-2所示。图2-2 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

18、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2-3 不同负载电阻时的动态特性图2-3表示在三种不同负载电阻时，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

19、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2-4所示。图2-4 改变时对工作状态的影响由图可见，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

20、高频功率放大器实验电路高频功率放大器实验电路如图2-5所示。图2-5 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

21、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（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。1

22、1P02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8

23、K，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2-6所示（如果波形不对称，应微调高频信号源频率）。图2-6 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11W

24、01电位器，使为5-10V变化），观察11TP04电压波形。调整电压时，仍可观察到图2-6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

25、入信号幅度峰峰值为600mv（11TP01）。频率范围从5.2MHZ7.2MHZ，用示波器测量11TP03的电压值，并填入表2-1，然后画出频率与电压的关系曲线。表2-1f（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、实验报告 1认真整理实验数据，对实验参数和波形进行分析，说明输入激励

26、电压、集电极电源电压，负载电阻对工作状态的影响。 2用实测参数分析丙类功率放大器的特点。 3总结由本实验所获得的体会。实验3 调幅及检波实验、实验准备1做本实验时应具备的知识点：l 幅度调制、解调l 用模拟乘法器实现幅度调制l MC1496四象限模拟相乘器 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 集成乘法器幅度调制电路模块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通过实验了解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。 4掌握

27、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；5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；6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；7了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；8理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。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。5用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB

28、波时的性能。6用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能。7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3-1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

29、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3-1 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

30、图3-2所示。与图3-1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。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。3

31、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3-3所示。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，10K

32、01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

33、。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3-3 二极管包络检波电路4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3-4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

34、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3-4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。图3-4 MC1496 组成的解调器实验电路五、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：·

35、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8W

36、02，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3-2 1496组成的调幅器实验电路 （一）DSB、AM、SSB调幅1DSB（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）

37、，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），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图3-5所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调8W01电位器。图3-5 图3-6（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，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3-6所示。（3）DSB信号波形与载波

38、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。2SSB（单边带调制）波形观察单边带（SSB）是将抑制载波的双边带（DSB）通过边带滤波器滤除一个边带而得到的。本实验利用滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器作为边带滤波器，该滤波器的中心频率104KHZ左右，通频带约12KHZ。为了利用该带通滤波器取出上边带而抑制下边带。双边带（DSB）的载波频率应取100KHZ。具体操作方法如下：将载波频率为100KHZ，幅度300MV的正弦波接入载波输入端（8P01

39、），将频率为4KHZ，幅度300mv的正弦波接入音频输入端（8P02）。按照DSB的调试方法得到DSB波形。将调幅输出（8P03）连接到滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器输入端（15P05），用示波器测量带通滤波器输出（15P06），即可观察到SSB信号波形。在本实验中，正常的SSB波形应为104KHZ的等幅波形，但由于带通滤波器频带较宽，下边带不可能完全抑制，因此，其输出波形不完全是等幅波。3AM（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

40、度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图3-7所示。图3-7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，可观察到调制度不对称的情形。最后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

41、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。 4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

42、使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图3-8所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。图3-8（二）二极管包络检波1AM波的解调（1）的AM波的解调 AM波的获得与上述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

43、记录输出波形。为了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

44、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

45、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电路中载波输入相连，即9P01与8P01相连。示波器CH1接调幅信号

46、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波的解调得到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。3SSB波的解调得到SSB波，并将带通滤波器输出的SSB波形（15P06）连接到幅度解调电路的调幅输入端，载波输入与上述连接相同。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

47、有何变化。由于带通滤波器的原因，当调制信号的频率降低时，其解调后波形将产生失真，因为调制信号降低时，双边带（DSB）中的上边带与下边带靠得更近，带通滤波器不能有效地抑制下边带，这样就会使得解调后的波形产生失真。（四）调幅与检波系统实验按图3-9可构成调幅与检波的系统实验。图3-9 调幅与检波系统实验图将电路按图3-9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

48、“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。4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 5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。 6对实验中的两种解调方式进行总结。实验4 晶体三极管及集成乘法器混频实验一、实验准备1做本实验时应具备的

49、知识点：l 混频的概念l 晶体三极管混频原理l MC1496模拟相乘器l 用模拟乘法器实现混频2.做本实验时所用到的仪器：l 晶体三极管混频模块l 集成乘法器混频模块l LC振荡与射随放大模块l 高频信号源l 双踪示波器二、实验目的1进一步了解三极管混频器的工作原理；2. 了解集成混频器的工作原理，掌握用MC1496来实现混频的方法； 3. 了解混频器的寄生干扰。三、实验内容1.用示波器观察输入输出波形；2.用频率计测量混频器输入输出频率；3.用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。四、基本原理混频器的功能是将载波为高频fs的已调波信号不失真地变换为另一载频fi （固定中频）的已调波信号，而

50、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535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。混频器的电路模型如图 4-1所示。混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号fL ，并与输入信号fs经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用晶体三极管作

51、混频电路实验。 图4-2是晶体三极管的混频器电路，本振电压UL频率为(8.8MHZ)从晶体管的发射极输入，信号电压Us(频率为6.3MHZ)从晶体三极管的基极B输入，混频后的中频(fi=fL-fs)信号由晶体三管的集电极C输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验中频为fi=fL-fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。图4-3是用MC1496构成的混频器，本振电压UL(频率为(8.8MHZ)从乘法器的一个输入端（10脚）输入，信号电压Vs(频率为6.3MHZ)从乘法器的另一个输入端（1脚）输入，混频后的中频(fi=fL-fs)信号由乘法器的输出端（6脚）输出。输出端的带通滤

52、波器必须调谐在中频fi上，本实验的中频为fi=fL-fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压Us和本振电压UL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰。图4-2 MC1496构成的混频器电路图图4-3 MC1496构成的混频器电路图五、实验步骤1.晶体三极管实验准

53、备将三极管混频器模块，LC振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源。2.中频频率的观测将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入混频器的一个输入端(5P01)，混频器的另一个输入端（5P02）接高频信号发生器的输出（6.3MHz VP-P =0.4V）。用示波器观测5TP01、5TP02、5TP03，并用频率计测量其频率。并计算各频率是否符合Fi=FL-Fs。当改变高频信号源的频率时，输出中频5TP03的波形作何变化，为什么？3. 混频的综合观测将调制信号为1KHZ，载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的射频输入，用双踪示波器的观察5TP01、5T

54、P02、5TP03各点波形，特别注意观察5TP02和5TP03两点波形的包络是否一致。4.集成乘法器实验准备将集成乘法器混频模块，LC振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源。5中频频率的观测将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入乘法器的一个输入端(IN1),乘法器的另一个输入端（IN2）接高频信号发生器的输出（6.3MHZ Vp-p=0.4V）。用示波器观测6TP01、6TP02、6TP03、6TP04波形，用频率计测量6TP01、6TP02、6TP04的频率。并计算各频率是否符合Fi=FL-Fs。当改变高频信号源的频率时，输出中频6TP04的波形作何变化，为什么？6混频的综合观测将音频调制信号为1KHz载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的射频输入，用双踪示波器观察6TP01、6TP02、65TP03、6TP04各点波形，特别注意观察6TP02.和6TP04两点波形的包络是否一致。六、实验报告1根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。 2归纳并总结信号混频的过程。实验5 调幅发射与接收系统的联调实验一、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