高频电子线路实验

实验名称： 高频小信号放大器系别：计算机系年级：2015专业：电子信息工程班级：学号：姓名：成绩：任课教师：2015年月日实验一 高频小信号放大器一、实验目的1、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；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；3、了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；二、主要仪器设备在计算机上用仿真软件模拟现实的效果 , 通过采用仿真技术，虚拟构建一个直观、可视化的 2D、3D实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。二、实验原理二、实验步骤1、绘制电路利用Mulisim软件绘制如图 1-1所示的单调谐高频小信号实验电路。图1－1 单调谐高频小信号实验电路2、用示波器观察输入和输出波形；输入波形：输出波形：3、利用软件中的波特测试仪观察通频带。5．实验数据处理与分析根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp；A。通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益v0VI356.708uV,VO1.544mV,VO1.5444.325Av00.357VI4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av相应的图，根据图粗略计算出通频带。f(KHz06575165265365465106516652265286534654065)U01.0641.3921.4831.5281.5481.4571.2821.09504790.8400.7470.977(mv)AV2.7362.9743.8994.1544.2804.3364.0813.5913.0671.3412.3522.0925）在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。实验名称： 高频LC谐振功率放大器性能研究系 别：专 业：班 级：

计算机系

年 级：电子信息工程学 号：

2015姓 名：成 绩：任课教师：2015年 月 日实验二 高频LC谐振功率放大器性能研究一、实验目的（1）了解丙类功率放大器的基本工作原理， 掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性；（2）了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化、 负载变化对功率放大器工作状态的影响；（3）掌握丙类放大器的计算与设计方法。一、实验原理三、主要仪器设备在计算机上用仿真软件模拟现实的效果 , 通过采用仿真技术，虚拟构建一个直观、可视化的 2D、3D实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。二、实验步骤(一)构造实验电路利用

Mulisim

软件绘制如图

2-1

所示的高频谐振功率放大器实验电路。

V1

信号源为信号源，示波器中上面波形为集电极波形；下面波形为功放的输入波形。图2-1

高频谐振功率放大器电路图各元件的名称及标称值如表

2-1

所示。序号

元件名称及标号

标称值1234

信号源Ui负载RL基极直流偏置电压集电极直流偏置电压

VBBVCC

270mV/2MHz10kΩ0.2V12V5谐振回路电容C13pF6基极旁路电容Cb0.1uF7集电极旁路电容Cc0.1uF8高频变压器T1N=1;LE=1e-05H;LM=0.0005H;RP=RS=09晶体管Q12N2222(3DG6)表2-1各元件的名称及标称值(二)性能测试1、静态测试选择“Analysi”→“DCOperatingPoint”，设置分析类型为直流分析，可得放大器的直流工作点如图2-2所示。2、动态测试（1）输入输出电压波形当接上信号源 Ui时，开启仿真器实验电源开关，双击示波器，调整适当的时基及 A、B通道的灵敏度，即可看到如图 2-3所示的输入、输出波形。（2）调整工作状态1、分别调整负载阻值为 5kΩ、100kΩ，可观测出输入输出信号波形的差异。2、分别调整信号源输出信号频率为 1MHz、6.5MHz，可观测出谐振回路对不同频率信号的响应情况。3、分别调整信号源输出信号幅度为 100mV、400mV，可观测出高频功率放大器对不同幅值信号的响应情况。由图2-5可知，工作于过压状态时，功率放大器的输出电压为失真的凹顶脉冲。通过调整谐振回路电容或电感值，可观测出谐振回路的选频特性。实验名称： 正弦波振荡实验系 别： 计算机系 年 级： 2015专 业： 电子信息工程班 级： 学 号：姓 名：成 绩：任课教师：2015年 月 日实验三 正弦波振荡器实验一、实验目的（1）掌握正弦波振荡器的基本组成，起振条件和平衡条件；2）掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，反馈系数和振荡频率；3）了解反馈式振荡器、各种三点式振荡器的特性及优缺点；4）掌握晶体振荡器的基本工作原理；5）研究外界条件（电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响；6）比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。二、实验原理（一）正反馈LC振荡器电感三端式振荡器电容三端式振荡器克拉泼振荡器（二）晶体振荡器（并联型型晶体振荡器）(串联型单管晶体振荡器电路 )三、主要仪器设备在计算机上用仿真软件模拟现实的效果 , 通过采用仿真技术， 虚拟构建一个直观、 可视化的 2D、3D实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作， 为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。四、实验步骤一、正反馈LC振荡器1 ）电路绘制利用Mulisim软件绘制如图 2-1所示的LC正弦波振荡器实验电路。图3-1 LC 正弦波振荡器电路图1）电感三端式振荡器不足：振荡器的输出功率很低，输出信号是非常微小的值，未达到振幅起振条件。2）电容三端式振荡器通过示波器观察输出波形，与电感三端式振荡器比较电路（a）的输出波形：电路（b）的输出波形：比较：电容三点式反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好，接近正弦波，电感三点式反馈电压中高次谐波分量较多，输出波形差。3）克拉泼振荡器通过示波器观察输出在该电路的基础上，将其修改为西勒振荡器，并通过示波器观察波形希勒振荡器输出波形：二、石英晶体振荡器1）绘制电路利用Mulisim软件绘制如图 2-1所示的LC正弦波振荡器实验电路。提示：晶体不需外接负载电容（因负载电容和晶体组成一模块）图3-3 石英晶体振荡器电路图图3-4 石英晶体振荡器电路波形图整体趋势部分趋势四、实验数据处理与分析1、振荡器的电路特点以及电路组成：并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用，它和其他电抗元件组成决定频率的并联谐振回路与晶体管相连，工作原理和三点式振荡器相同，只是把其中一个电感元件换成晶体。串联型晶体振荡器中晶体以低阻抗接入电路，晶体相当于高选择性的短路线，通常将石英晶体接在正反馈支路中，利用其串联谐振时等效为短路元件的特性，电路反馈作用最强，满足起振条件。2、并联型和串联型晶体振荡器中的晶体分别起怎样作用：在并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用，和其他电抗元件组成决定频率的并联谐振回路与晶体相连。实验名称： 二极管平衡调幅电路仿真与测试系 别： 计算机系 年 级： 2015专 业： 电子信息工程班 级： 学 号：姓 名：成 绩：任课教师：2015年 月 日实验四 二极管平衡调幅电路仿真与测试一、实验目的1）掌握用二极管平衡调幅的原理和方法。2）研究已调波与调制信号及载波信号的关系。3）掌握调幅指数测量与计算的方法。三、实验原理三、主要仪器设备在计算机上用仿真软件模拟现实的效果

,

通过采用仿真技术， 虚拟构建一个直观、 可视化的

2D、3D实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，

为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。四、实验步骤（一）

AM

调制1、电路绘制（1）利用

Mulisim

软件绘制如图

4-1

所示的二极管平衡调制

AM

实验电路。图4-1

普通调幅波信号调制

AM

电路图2、电路分析1）观察电路的特点， V1，V2中哪一个是载波，哪一个是调制信号？2）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅指数 Ma；图4－2已调波和载波信号波形图4－3已调波最大值图4-4已调波最小值Vmax=100.946mV Vmin=89.606mVMa=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)=(100.946-89.606)/(100.946+89.606)=0.0592）模拟乘法器调制电路图4.2模拟乘法器调制AM电路1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；Ma=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)=(2.874-0.494)/(2.874+0.494)=0.7062）乘法器原则上只能实现DSB调制，该电路又是怎么实现AM调制：因为该电路将一个直流电源与交流电源串联，之后又与另一个交流电源并联，所以它可以实现 AM3）集电极调幅电路图4.3集电极调幅AM电路1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？（注意：在设置输出变量时，选择vv3#branch即可）工作在过电压状态电流波形：4）基极调幅电路图4.4基极调幅AM电路1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，并通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？瞬态分析结果：电压不停的在放大饱和截止区循环。（二）DSB调制1、绘制电路利用Mulisim软件绘制如图 4-5所示的二极管平衡调制 DSB实验电路。图4－5 二极管平衡调制 DSB电路2、电路分析（1）通过示波器观察调制信号、载波信号及已调波信号波形；（2）与图4.1比较电路的变化；从理论上分析该电路实现 DSB调制的原理；比较之前电路的变化；从理论上分析该电路实现 DSB调制的原理；在传输前将无用的载波分量抑制掉，仅发送上，下两个边频带从而在不影响传输信息的情况下，节省发射功率，实现 DSB调制。在V1=V2大于0时，D1工作在导通状态，D2处于截止状态，V1=V2小于0时，D2工作在导通状态，D1处于截止状态，V3为大信号，V1=V2为小信号，该电路实现的是DSB调制。实验名称： 普通调幅波的解调系 别： 计算机系 年 级： 2015专 业： 电子信息工程班 级： 学 号：姓 名：成 绩：任课教师：2015年 月 日实验五 普通调幅波的解调一、实验目的1）进一步了解调幅波的性质，掌握调幅波的解调方法。2）掌握二极管峰值包络检波的原理。3）掌握包络检波器的主要性能指标，检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并考虑克服的方法。二、实验原理三、主要仪器设备在计算机上用仿真软件模拟现实的效果

,

通过采用仿真技术， 虚拟构建一个直观、 可视化的

2D、3D实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，

为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。四、实验步骤、绘制电路利用Mulisim软件绘制如图5-1所示的二极管包络检波实验电路。图5－1二极管包络检波电路2、测试内容1）通过示波器观察输入、输出的波形；2）修改检波电路中的C1=0.5μF，R1=500KΩ，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；3）在图5.1中修改输入调制信号V1的调制系数ma=0.8，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；通过示波器观察输入输出的波形输入波形：输出波形：输入输出在同一窗体中显示：修改检波电路中的 C1=0.5μF，R1=500KΩ输入波形:输出波形：输入输出在同一窗体中显示：原因：由于 放 RLC过大，导致时间常数太大，在一段时间内输入信号电压总是低于电容C上的电压，二极管始终处于截止状态，输出电压不受输入信号的控制，而是取决于放电，产生了 惰性失真。修改输入调制信号V1的调制系数ma=0.8，再观