高频试验指导讲义

本文格式为Word版，下载可任意编辑——高频试验指导讲义试验要求

1．试验前必需充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：

1）认真阅读试验指导书，分析、把握试验电路的工作原理，并进行必要的估算。2）熟悉试验步骤

3）复习试验中所用各仪器的使用方法及本卷须知。

2．使用仪器和学习机前必需了解其性能、操作方法及本卷须知，在使用时应严格遵守。3．试验时接线要认真，相互细心检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4．高频电路试验注意：

1）将试验板插入主机插座后，即已接通地线，但试验板所需的正负电源则要另外使用导

线进行连接。

2）由于高频电路频率较高，分布参数及相互感应的影响较大。所以在接线时连接线要尽可能短。接地点必需接触良好。以减少干扰。

3）做放大器试验时如发现波形削顶失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否正确，或输入信号是否过大。

5．试验时应注意观测，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应马上关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续试验。6．试验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。

7．试验过程中应细心观测试验现象，认真记录试验结果(数据、波形、现象)。所记录的试验结果经指导教师审阅签字后再拆除试验线路。

8．试验终止后，必需关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理9．试验后每个同学必需按要求独立完成试验报告。10.未经教师同意，不得私自搬动试验仪器。

11.试验分组后不经过教师同意不得私自调换小组和试验台座位。

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试验项目

高频试验共9个试验项目，每个试验项目4学时（3小时）

项目中的选做部分（用红色字体标出）不作要求，除了选做部分其他未必做部分。试验一常用高频仪器使用

试验二高频小信号调谐放大器（试验指导书试验一）

试验三仿真软件OrCAD的使用1（LC,小信号放大）（试验指导书其次章）试验四仿真软件OrCAD的使用2（功放仿真,乘法器调幅）（试验指导书其次章）试验五振荡器（石英晶体振荡器、RC振荡器、集成电路振荡器）

（试验指导书试验九、十、十一）

试验六模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）（试验指导书试验十七）试验七调幅信号解调（包络检波，同步，小信号检波）

（试验指导书试验十九、十八、二十）试验八锁相环调频与鉴频、集成调频与鉴频

（试验指导书试验二十五、二十六、二十七、三十二）试验九综合设计性试验

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试验一常用高频仪器使用及高频Q表的元件测量

预习提醒：复习串联谐振回路和并联谐振回路的特点，参考仪器使用说明书一、试验目的

1、把握试验室常用高频仪器的使用；2、利用高频Q表进行元件参数的测量；

二、试验内容

1、利用高频信号发生器产生一个高频信号，用示波器观测记录波形（测量周期T和电压峰峰值Vp-p），用频率计测量信号的频率f，用超高频毫伏表测量电压V，反复进行3组，并进行填入下表；高频信号发生器信号类型正弦波频率10.7M示波器画出波形周期T电压峰峰值Vp-p频率计测量频率f频毫伏表测量电压V方波5M三角波15.4M2、熟悉高频试验箱的面板，测量试验箱上的低频信号发生器，利用相关仪器测量电压和频率；3、利用Q表进行元件参数测量

（1）熟悉Q表的使用。

（2）利用Q表测电感线圈的电感量和回路Q值，测量3组；（3）利用Q表测量电容的电容值：

(a)用并联代替法测量电容值在（0~460pF）的电容；(b)用并联代替法测量电容值大于460pF的电容。三、试验仪器

1、数字示波器一台2、高频Q表一台3、频率计一台4、超高频毫伏表一台5、高频信号发生器一台6、高频试验箱一台7、数字式万用表一块

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四、试验基本原理

参见试验仪器说明书。

五、试验步骤

1、利用高频信号发生器产生一个高频信号，用示波器观测记录波形（测量周期T和电压峰峰值Vp-p），用频率计测量信号的频率f，用超高频毫伏表测量电压V，反复进行3组，并进行填入下表1；

表1高频信号发生器信号类型正弦波频率10.7MHz示波器画出波形周期T电压峰峰值Vp-p频率计测量频率f频毫伏表测量电压V方波5MHz三角波15.4MHz2、熟悉高频试验箱的面板，测量试验箱上的低频信号发生器，利用相关仪器测量电压和频率；3、利用Q表进行元件参数测量（1）熟悉Q表的使用。

（2）利用Q表测电感线圈的电感量和回路Q值，测量3组填入表2；

表2

线圈标称电感值电感测量值内部总电容值Q值（3）利用Q表测量电容的电容值填入表3（选择2个不同标准电感进行两次测量）：(a)用并联代替法测量电容值在（0~460pF）的电容；

(b)用并联代替法测量电容值大于460pF的电容。

表3

电容标称值240pF680PF标准电感值电容测量值

六、试验报告

1、按步试验并完成表1、2、3；

2、理解并联替代法测量电容的基本原理；

3、请思考为什么电容的测量要以460pF为分界。

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试验二高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器

预习提醒：复习单调谐放大器的工作原理和相关参数的计算一、试验目的

1、把握高频小信号调谐放大器的工作原理；

2、把握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法；

二、试验内容

1、扫频仪的使用；

2、测量各放大器的电压增益（单级单调谐必做，其余三种选做）；3、测量放大器的通频带与矩形系数；4、测试放大器的频率特性曲线。

三、试验仪器

1、BT-3扫频仪一台2、20MHz示波器一台3、数字式万用表一块4、调试工具一套

四、试验基本原理

1、单级单调谐放大器

+12VCC2R27C19T2TT2TP5W3Q2R31C17R28R30C18

图1－1单级单调谐放大器试验原理图

试验原理图如图1－1所示，本试验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TT2处输出。调理电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调理可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。

2、单级双调谐放大器

+12VCC2C19T2CC3C22T3TT2R27TP7TP5W3TP12Q2C17C21TP11C20R31R28R30C18

图1－2单级双调谐放大器试验原理图

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试验四仿真软件OrCAD（高频功放，乘法器调幅）

预习提醒：复习丙类高频攻放的工作原理和特点，复习模拟乘法器的电路组成和工作原理一、试验目的

1、继续学习仿真软件OrCAD的使用方法；2、利用仿真软件分析高频功放，乘法器调幅；

二、试验内容

1、熟练把握仿真软件OrCAD；

2、利用仿真软件分析丙类高频功放电路；3、利用仿真软件分析乘法器调幅电路（选作）；

三、试验仪器

1、微型计算机

四、试验基本原理

1、软件学习请参考相关资料；

2、高频功放电路的仿真参看附录4；3、乘法器调幅电路的仿真参看附录5；

五、试验步骤

同上。

六、试验报告

1、按附录要求完成试验。

2、进一步熟练把握OrCAD软件的使用。

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一台

试验五-1石英晶体振荡器

预习提醒：复习石英晶体振荡器的电路组成和工作原理一、试验目的

1、把握石英晶体振荡器的工作原理；2、把握石英晶体振荡器的设计方法；

3、把握反馈系数对电路起振和波形的影响。

二、试验内容

1、观测反馈系数变化对输出波形的影响；

2、研究温度变化对振荡器频率稳定度的影响（选做）。

三、试验仪器

1、20MHz示波器一台2、调试工具一套

四、试验原理及电路

石英晶体振荡器的试验原理图如图9－1所示。Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。图中，C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向来改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/C∑。

+12VR5R7R9R14R16C5Q1C6K4C10Q2C11Q3C12TT1W2K6K7C8K8C40R6R8C9R10TP4R12R15R17TP5CR1CC1C7

图9－1石英晶体振荡器试验原理图

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端，F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。寻常F约在0.01～0.5之间。

同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C∑取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C∑，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。

本试验产生的10.7MHz信号将作为功放模块、小信号放大器模块、混频器模块、幅度调制与解调模块的输入信号。实际试验电路在C11与Q3之间还加有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。本试验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。

五、试验步骤

1、连接试验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。检查连线正确无误后，开启试验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、观测输出波形

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用示波器在三极管Q2发射极（军品插座处）处观测反馈输出信号的波形，记录信号的频率f0。改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观测Vo峰峰值Vop-p大小的变化状况及波形的非线性失真状况，填表9－1。

表9－1

反馈系数F=1/2F=1/3F=1/5F=1/10Vop-p（V）波形非线性失真（大小）3、观测温度变化对石英晶体振荡器频率稳定度的影响（选做）用一热源（如加热的烙铁）靠近晶体CR1，在Q2发射极观测输出信号频率的变化状况。

六、试验报告

1、画出振荡器的交流等效电路图，按步试验完成表9－1；2、探讨反馈系数对振荡器起振和输出波形非线性失真的影响。

试验五-2RC振荡

预习提醒：复习RC文氏电桥震荡电路的工作原理一、试验目的

1、把握文氏电桥振荡电路的原理；

2、把握文氏电桥振荡电路振荡频率的计算方法。

二、试验内容

1、调试文氏电桥振荡电路；

2、测量并记录振荡波形的相关参数。

三、试验仪器

20MHz示波器一台

四、试验原理

RC振荡器由放大器和RC网络组成，根据RC网络的不同，可将RC振荡器分为相移振荡器和文氏电桥振荡器两大类。其中，文氏电桥振荡器广泛用于产生几Hz到几百KHz频段范围的振荡器。图10－1为文氏电桥振荡器的试验原理图。

R26D3R29D2R2565+12V7R3338U1BTT2TP6U1A12W3R27C25C26R28R314-12VR32

图10－1文氏电桥振荡器的试验原理图

R27、C25、R28、C26组成RC选频网络同时兼作正反馈支路，R25、R26、R29、D3、D2构成负反馈及稳幅环节。

当R27=R28＝R，C25＝C26＝C时（本试验R27=R28＝12KΩ,C25＝C26＝0.01uF），

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电路的振荡频率为：f0?1(10－1)2?RC设二极管D2、D3的正向导通电阻为rD，当R26＋（R29||rD）=RF时，电路起振的振幅条件为

RR?2(10-2)R25运放U1A组成放大器，振荡信号从TP6和TT2处输出，通过W3调理输出信号的幅度。由于D2、D3正向电阻非线性特性不可能完全一致，所以振荡波形会有正负半周不对称的失真。本试验产生的信号仅用于一般原理性验证明验，因此对输出波形的失真未做处理。

五、试验步骤

1、连接试验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V，主板－12V接模块－12V。检查连线正确无误后，开启试验箱左侧的船形开关，K9、K10向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。

2、观测、测量振荡输出波形及其相关参数

用示波器在TT2处测量，调理电位器W3，观测TT2处波形的幅度变化及失真状况，记录TT2处波形的最大峰峰Vmp-p及频率f0，填表10-1。

表10－1

f0（KHz）理论计算值实测值Vmp-p（V）最大值六、试验报告

1、按步试验并完成表10－1；

2、分析文氏电桥振荡器的工作原理；

3、探讨振荡输出信号的实际频率与理论计算值偏差的原因；

4、探讨二极管D2、D3稳幅的原理及导致振荡波形正负半周不对称的原因。

试验五-3集成电路振荡器

预习提醒：预习集成电路振荡器的工作原理一、试验目的

1、熟悉由运放组成集成电路振荡器的原理；2、熟悉由运放组成集成电路振荡器的设计方法。

二、试验内容

观测振荡波形并测量波形的相关参数。

三、试验仪器

1、20MHz示波器一台2、调试工具一套四、试验原理及电路

用运算放大器和外接LC元件可组成三点式运放振荡器。三点式运放振荡器要求运放同相输入端与反相输入端、输出端之间是同性质电抗元件，运放反相输入端与输出端之间是异性质电抗元件。为满足振幅起振条件，集成运放的单位增益带宽BW至少应比振荡器频