高频电子技术实验指导书（解说版）

目录

实验•:扩展通频带.......1-

实验二:小信号谐振放大器....5-

实验三LC振荡电路.......8-

实验四:高频谐振功率放大器12-

实验五:调幅与检波........17-

实验六:三极管混频器....24-

实验七:频率调制器与解调器27-

实验八:锁相调频与鉴频系统32-

实验九:锁相调频电路.......38-

实验十:锁相倍频器........41-

实验十一：非线性波形变疾43-

高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

实验一:扩展通频带

实验目的

1.掌握共射-共基混合连接法展宽通频带的原理和特性。

2.掌握负反馈法展宽通频带的方法与原理。

实验原理及说明

在实际宽频带放大电路中，要展宽通频带，也就是要提高上限工作频率，主要使压组合

电路法和反馈法。

组合电路法

组合电路法广泛采用共射-共基组合电路；如图1.1所示。

共射电路的电流增益

和电压增益都多比较大，

但是，由于受到密勒效应

的影响，它的上限截止频

率比较低，从而带宽受到

限制。共基极电路没有密

勒效应存在，所以其上限

工作频率远高于共射电

路。

在共射-共基组合电

路中，上限截止频率由共

射极的上限截止频率决

定。利用共基电路输入阻

抗小的特点，将它作为共

射电路的负载，使共射电

路输出总阻抗大大减小，

进而使密勒电容大大减

小。这样，共射-共基组合电路的综合高频性能有所改善，从而有效地扩展了共射电路的通

频带，亦即拓展了整个组合电路的上限工作频率。由于共射电路负载减小，所以共射电路的

电压增益也会减小，但是，共基电路可以提供足够大的电压增益，以弥补电压增益的损失。

因此，组合电路的整体电流增益和电压增益都比较大。

负反馈法

调节负反馈电路中的某些参数，可以改变反馈深度，从而调节负反馈放大器的增益和频

带宽度。如果以牺牲增益为代价，可以扩展放大器的通频带。

图1.2所示电路是由运算放大器构成的电压并联型负反馈放大电路。将电路中的A、

A2点分别与A点连接，可以得到不同负反馈电阻的反馈通路，构成“电压并联”型的负

反馈放大器。

由于运算放大器内部电路由多级放大电路组成，它的电压放大倍数很高，一般可以达到

IO,以上。为了在深度负反馈时不产生自激振荡，在运算放大器内电路中通常都加有补偿电

容。

高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

对于内接补偿电容的运算放大器，它

的开环上截止频率很低；一般只有几赫

兹）。加深度负反馈以后，当输入信号频率

较低时，由于内补偿电容呈现的容抗较高，

信号输出较大，因此，造成的反馈信号也

较大，反馈信号与输入信号在电路的输入

端反相合成，互相抵消，使净输入信号明

显减小。因此，在低频工作时，深度负反

馈将大大削弱放大器的电玉放大倍数。但

是，当电路工作在高频状态下时，补偿电

容呈现很小的容抗，造成反馈信号跟随频

率的升高而减小的现象，放大器的净输入

信号得到回升，导致输出电压的总增益下

降最减小，从而提高了电珞的上限频率，

即展宽了电路的通频带。

需要说明的是，运算放大器接有补偿

电容器时，运算放大器的内部放大级负载

不可避免地表现出容性阻抗特征，由于容

性负载的阻抗在高频状态下比较小，使得电路的输出电压下降，负反馈量也减小，这将使净

输入信号增大到比低频时更大，增大的输出电流弥补了容性负载阻抗下降带来的输出电压降

低，使上限截止频率得以提高。因此，有效地提高负反馈电路的上限截止频率。本实验中，

将运算放大器接成反相输入式的电压并联负反馈放大电路，在不同输入信号幅度下，测量其

频率特性，观察上截止频率随输入信号大小不同而产生的变化，了解不同输入信号幅度情况

卜，器件动态应用范围的富余量。负反馈深度不同，上限截止频率提高的程度也不同。

测量方法

中频电压放大倍数的测量

电压放大倍数等于经放大器放大输出的甩压值与输入电压值之比，该电压值可以是电压

有效值，也可以是电压最大值或峰-峰值，它们的比值结果都是i样的，即

本实验中，取中频信号的频率f=IOkHz,有效值为10mV左右，用亳伏表测得其读书（亳伏

表的读数为有效值），便可以通过上述计算得到电压放大倍数。

实验中，也可以使用双踪示波器同时显示输入输出波形，从示波器上直接读出信号的最

大值或峰-峰值，通过上述计算得到电压放大倍数。

放大器的频率特性测量

测量放大器的频率特性主要是为了/解放大器的频芍宽度，所以必须测得其频率的上下

限。由于放大器的通频带宽度主要受其上限制约，所以，本实验只要求测量放大器的上限截

止频率。

使用毫伏表测量放大器的上限截止频率，只能采用逐点测量法。测量时，输入信号幅度

不宜过小（否则信噪比太低），也不宜过大（否则会产生非线性失真）。一般来说，选中心频

率输出幅度为最大允许输出幅度的三分之一到三分之二，本实验可取输入信号为10mV左右

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表1.2

输入信号反馈电

输出频率

电压阻kHz上限截止

频率

100kGf2f3f4f5f6

10mV51k

100k

50mV51k

100k

lOOmV51k

中频时动100k

态范围最

大允许值51k

注：表中输入信号的电压数据为有效值。

预习要求与思考题

预习要求

1.复习主教材中有关章节。

2.熟悉本实验电路的工作原理。

思考题

1.通频带展宽的方法有那几种？

2.为什么共射-共基组态电路比单级共射电路的上截止频率高？

3.为什么容性负载情况下负反馈法展宽通频带的电路在中心频率时器件不能工作于最

大动态运用范围。

实验报告要求

1.整理实验记录，并划出它们的频率特性曲线图。

2.分析共射-共基组态电路比单级共射电路的上截止频率高的原因。

3.分析负反馈放大电路的反馈电阻值的大小及输入信号幅度的大小对上截止频率影响

的原因。

实验仪器及设备

ECS—3高频实验台1台

双踪示波器1台

高频信号发生器1台

毫伏表1台

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实验二：小信号谐振放大器

实验目的

1.了解小信号谐振放大器工作原理及其工作条件。

2.通频带与回路Q值及电路谐振频率的关系。

3.熟悉Q值的物理意义和定义Q值的方法。

4.熟悉小信号谐振放大器通频带与选择性之间的美系。

5.了解小信号谐振放大器自激原理以及防止和消除自激的方法。

6.计算带宽和矩形系数。

实验原理

小信号谐振放大器的工作条件是：放大器的输入端信号中，含有各种频率成分的信号，

除了所需要的信号外，还有不需要的信号。需要的信号和不需要的信号的频谱往往不同，使

得人们可以利用频谱不同将其区分开来，用选频的方法，选取需要的频率分量，抑制不需要

的频率分量。另外，输入喑.号除了频率成分多以外，有用信号的幅度往往很小，有时甚至比

不需要的信号的幅度还要小。k,而非一般单纯使用

滤波器可以完成的。,作为小信号谐振放大器的放大

部分，其基本原理和低频电子技术中的小信号放大器是相同的。谐振放大器的新问题是放大

部分与选频网络联通以后的相互影响。放大环节的输出、输入阻抗会影响选频网络的选择性。

还有一部分谐振放大器，其选频网络的频响特性又会通过反馈器件改变放大器的放大特性，

严重时会造成放大器工作的不稳定一产生自激。

小信号谐振放大器实验电路原理图

本实验电路采用二级单调谐放大，谐振中心频率为5.5MHz,实验原理电路参见上图。

谐振频率与品质因数Q

描述单调谐回路的谐振特性的参数，也就是描述谐振放大器选频特性的主要参数，是谐

振频率力和品质因数Q。

在单调谐回路中，应该选择回路的元件L和C的值，使谐振频率fo处于所需信号的中

高频电子技术实验指导书(无仿真实验版)

心；另外，回路的品质因数Q决定了幅频特性曲线的形状，Q值越高，曲线形状越尖锐，

偏离谐振频率f。时，回路阻抗下降越快。因此，如果希望将偏离f。的频率抑制得厉害一些，

就应该提高谐振电路的品质因数Q。

LC电路发生谐振时，回路的感抗与容抗的绝对值相等，回路表现出纯阻抗的性质，电

感和电容在同路中交换能量，信号源的能量全部提供给电阻元件，所以负载上获得最大的输

出电压。

在本实验电路中，谐振频率选择在6.5MHz,电感线圈采用电视机中周改制而成，并且

可以调节电感量。

提高谐振同路Q值的方法

根据Q值的定义式：

Q--

采用减小回路电感量L、加大电容量Cz、增大与回路并联的电阻Rr等，都能有效地增加谐

振电路的品质因数Q。

通频带与选择性

作为谐振放大电路，一方面需要通过所需的频率成分，因而对其具有通频带的要求，另

方面要抑制不需耍的频率成分，使不需要的频率成分处在通频带之外。谐振放大器对不需

要的频率成分的抑制能力称作“选择性”。一般来说，对于某个具体电路，通频带越宽，选

择性越差。

在实际应用中，往往还要求通频带以内，传输系数变化尽可能小，这样，信号的失真就

小，对无用信号的抑制能力就强。由此可见，通频带和选择性是相互矛盾的。因此，用矩形

系数

8峰

——.

米衡审:选择性的好坏。显然，一个理想的谐振放大器的频率特性曲线，其矩形系数应该等于

1。矩形系数越接近1,则谐振放大器的选择性和通频带两个指标的兼顾越好。

白激产生的原因及消除方法

放大器的电压放大倍数与放大器的负载阻抗有关，负载阻抗越大，放大器的电压放大倍

数越大。因此，谐振(选频)网络的频率响应(简称“频响”)特性，会通过放大器内部反

馈网络改变放大器的放大特性，严重时会招致工作不稳定一一产生自激。为了减小内部反馈

的不良影响，消除日激现象，通常采用减小放大器放大倍数或削弱反馈量的两个方法来实现。

具体做法有：

(1)适当选择负载电阻与振荡回路连接时的接入系数，使得放大器的等效负载阻抗不

要过大，减小放大器的电压放大倍数；

(2)降低三极管的静态工作点，使Ic减小，使用三极管工作在电流放大倍数较小的放

大区，从而减小放大器的电压放大倍数；

(3)采用共射-共基组成亚合放大器电路，以减小放大器内部反馈量。

测试方法

L调谐与谐振频率的测试

在小信号谐振放大器的输入端A点接入幅度为20mV、频率为6.5MHz的正弦波信号。

然后分别调谐两级放大器的谐振何路电感线圈的电感量，改变谐振回路的谐振频率，测试谐

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振频率是否等于6.5MHz。

2.宽带和矩形系数

缓慢减小高频信号输入频率（可采用频率微调），使信号输出幅度分别降低3dB和20dB

（与中心频率的输出幅度相比较），记录这两种情况下的频率；再缓慢地增大信号频率，使

输出信号的幅度增大到中心频率的输出幅度，然后继续增大输入信号频率，使信号输出幅度

再次降低3dB和20dB,记录这两种情况下的信号频率。这样可以计算出放大器的通频带（带

宽）和矩形系数。

3.频率响应曲线

缓慢减小、增大高频输入信号频率，测试输出信号幅度，在坐标纸上记录（X轴代表频

率，丫轴代表幅度）频率和输出电压值，至少测试20个不同的坐标点，把各个测试点用光

滑曲线连接起来，绘制出频率响应曲线（即幅频特性曲线）。

也可以用扫频仪直接测量频率响应曲线。

4.自激现象与电压放大倍数的测量

增大谐振问路的并联可阻，使放大器的负载电阻增大，从而增大放大器的电压放大倍数，

使放大器产生自激现象。然后再减小电压放大倍数，使电路停止自激，观察总结电压放大倍

数与自激现象的关系。

实验内容

把实验箱的+12V和一点连接至电路。

1.调谐与谐振频率测试

（1）在A点输入高频信号，频率6.5MHz,幅度在20mV,在B点接示波器（或扫频

仪），调整第一级放大器的谐振回路的可变电容，使第一级谐振。

（2）用导线连接第二级开关，在C点接示波器（或扫频仪），调节第二级谐振回路可

变电容，使第二级谐振。

（3）用频率计测量谐振时的频率值。

2.带宽、矩形系数

按照“测试方法”的笫2条，测试带宽、计算矩形系数。

3.频率响应曲线

按照“测试方法”的第3条，测试频率响应曲线。

4.自激

（1）改变第一级谐振回路的并联电阻值为51k。

（2）改变第二级谐振回路的并联电阻值为51k,并调节电位器，使输出信号发生自激。

（3）减小第一级、第二级回路的并联电阻，使自激消失，测试电压放大倍数，比较放

大倍数与自激的关系。

实验设备

1.ECS-3型高频实验箱1

2.双踪示波器1

rA

3.万用表1AI

4.扫频仪1口

人

5.信号源1口

a^

6.高频毫伏表1.

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实验三：LC振荡电路

实验目的

1.了解LC三点式振荡器电路的基本工

作原理.

2.研究振荡电路的起振条件和影响频

率稳定度的因素c

3.比较LC与晶体东荡器的频率稳定

度。

实验原理及说明

本实验采用三点式振荡电路，图3.1是

其电路原理示意图。

起振条件

相位平衡条件：

Xi和X2必须为同性质的电抗，X3必须为异性质的电抗。并且它们之间满足关系式:

X=-(X,+X2)

幅度起振条件：

•般来说，幅度起振条件可以表达为：

A,F>1,

也可以用放大器的三极管参数表达出来，取三极管的跨导为gm,贝ijgm必须满足如下不等式：

/

I—♦JTJ,

式中：

goe晶体管的输出电导；gie晶体管的输入电导；gi晶体管的等效负载电导；Kf反馈系

数。

频率稳定度

1.引起频率不稳定的原因：

外因有温度、电压、负载及机械振动等，内因为决定振荡频率的振荡电路元件参数。

2.稳定频率的措施：

(1)设法减小外界因素的变化。

(2)减小外界因素对电路参量的影响。

(3)使内部参量变化互相抵消，不影响频率。

实验电路

实验电路板电路如图3.2所示，当B点与B1点连援、C点与②点连接，则组成高稳

定度的西勒振荡器；当A点与A】点连接、B点与B点连接、C点与Ci点联接则组成

晶体振荡器。作为石英晶体振荡器，石英晶体等效于一个LC并联电路(但并非工作于它

的谐振频率上)，C6、C7串联后与C1构成振荡器的正反馈网络(形成电容三点式电路

结构)，C3为石

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英晶体串联的负载电容，用来补偿石英晶体的老化影响。本实验的石英晶体振荡电路实际上

也是一种西勒振荡电路。

W】用来调节振荡级Vi的静态工作点，控制振荡电压幅度。调节微调电容器CIO和

L2可以改变振荡频率。

100klOOmll

R.,

22kR4

560

田"3

6MC51p

470p

B

。/

tr2

⑤

实验内容及步骤

接通12V电源，将B点与盘点连接、C点与②点连接，使电路组成LC振荡器电路。

1.调整静态工作点，观察振荡情况

短接插孔④、⑤，破坏振荡条件，使振荡器停振，然后调节W-用万用表测量C点

对地的静态宜流电压UEQ,使其为5V。这时振荡管的静态工作点电流IEo=UE0/R6=5mA,

然后拆除短路线，振荡界应该恢复正常起振工作状态。在⑥端观察振荡波形，并测量振荡

频率。

此时，在C点测量C点对地电压Ue,比较Ue和UEQ。

2.观察反馈系数Kp对振荡电压的影响

保持IEo=5mA,改变Ci或C7,从而改变反馈系数Kp,用毫伏表在⑥端测量振荡电

压UL,记入表3.1中。另外，用频率计在输出端检测频率，一并记入表3.1中。

表3.1

GSF)5001000150020002500

UL(V)

f(kHz)

3.测量振荡电压UL和振荡频率f之间的关系计算波段覆盖系数

用高频毫伏表接⑥端，频率计接U。端（即输出端），保持IEo=5mA,改变Clo,测量

振荡频率和相对应的电UL,记入表3.2中，找出fmax和fmin,计算frnax和fmin波段覆盖系

数。做f〜UL关系曲线。

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表3.2

C1O(PF)|1012013014015c)|60

f(kHz)_____________________________________________________________________

UL(V)|||||

附注fmax、fmin^fmax/fmin参数值

注：为精确起见，应避免两仪器同时测量，互相干扰。

4.观察直流工作点对振荡电压UL的影响

调节Clo,使振荡频率最低，用调整静态工作点的方法改变IEQ,测昂:相对应的电压UL,

并记入表3.3中，做出IEQ〜UL曲线。

表3.3

IEQ(mA)|1.5|2|2.5|3|3,5|4|4.5|5

UL(V)|||||||.________

5.观察外界因素变化对振荡频率稳定度的影响

(1)将M的静态工作电流调整到IEo=5mA的基础上，频率计接U。端，调整振荡

频率到最低值，改变电源电压按照表3.4进行实验，计算频率变化的相对值。

(2)保持IEo=5mA、振荡频率为fmin,在插空④、⑤之间接R=4.7kC电阻，减小回

路品质因数，重狂上条实验，并将测量数据记入表3.5中。比较两次测量结果。

表3.4

电源电压(V)12108

f(kHz)

f/fo=|f-fo|/fo

表3.5

电源电压(V)12108

f(kHz)

f/fo=If-foI/fo

6.比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度

将A点接A1点、B点接Bi点、C点接G点，使电路电路组成晶体振荡器。按照

本实验步骤3和5的第1项内容，观察电源电压对振荡频率的影响，并将测量数据记入表

3.6和表3.7中。计算相对频率稳定度，并比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度差异,

分析原因。

表3.6

Clo(pF)102030405060

f(kHz)

UL(V)

附注fmax、fmin^fmax/fmin参数值

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表3.7

电源电压（V）12108

f(kHz)

f/fo=f-fo|/fo

实验报告

1.整理试验结果，绘制振荡电压UL随振荡频率和直流工作点电流变化的曲线。

2.用所学理论，分析各项实验结果。

实验注意事项

1.正确连接电源到实验板，防止接反。

2.用仪表对电路进行测量时，正确连线，避免引起较大的测量误差。

预习实验内容

L理解振荡器起振应该满足的相位条件和振幅条件，熟悉各种振荡器电路，并讨论各

种振荡器电路的优劣特点。

2.分析各种因素（内外）对频率稳定度的影响，以及预防措施。

3.讨论晶振稳频的原理，对振荡器进行理论分析计算。

实验仪器及设备

ECS——3型高频实验箱台

台

双踪示波器

台

信号发生器台

亳伏表

思考体与习题

1.振荡器起振后，Ue为什么不再等于静态工作点的UEQ?在什么情况下Ue<

UEQ?在什么情况下Ue〉LEQ?

2.调整Ci。改变振荡频率时，振荡为什么变化?应如何变化？

3.振荡回路Q值高时，为什么振荡频率的稳定度也高?为什么晶体振荡比一般的

LC振荡器频率稳定度高？

4.若用电容量变化范围更大的可变电容器替代CIO,能否进一步提高波段覆盖系

数？

5.为什么负载的变化会引起振薄幅度、频率的变化?实际应用中如何减小这种变

化？

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实验四：高频谐振功率放大器

实验目的

1,加深对高频功率放大器工作原理的理解。

2.掌握高频功率放大器的一般调谐方法。

3.掌握负载阻抗、激励电压和集电极电源电压变化对电路工作状态的影响。

实验原理及实验板说明

实验电路

木实验电路由振荡器、推动级和末级谐振功率放大器三部分电路所组成，如卜图4.1所

振荡器由三极管Vi及其周围电路组成，为克拉泼振荡电路，输出频率为6.5MHz的

高频信号。V1的静态工作点可以通过电位器W1进行调整，当其集电极静态电流调整为2

〜3mA时，输出高频信号的振幅约为IV。在谐振时调整上偏置电位器W],能够改变振荡

器的输出信号振幅。

推动级由三极管V2及其周围电路组成，其功能是对振荡器输出的高频信弓进行放大,

使末级功率放大器能够得到足够强大的信号功率（也叫做功率放大器所需的“激励功率”）。

静态时，V2的集电极电流调整到5mA左右，其集电极耗散功率相对振荡器（V1管）较大,

这样，该级放大器相当于一个输出功率很小的甲类功率放大器，推动末级功率放大器工作。

末级功率放大器由三极管V3及其外围电路构成，工作于丙类状态。在V3的集电极，

由Ci2、Ci3、L4、L$组成了一个并联谐振回路，并且可以在Ci3两端并联不同的

负载电阻RL（利用不同的插接孔，短路不同的电阻，可改变RL的大小），这样做可以改变

等效到V3集电极的谐振阻抗，改变电路的交流工作参数。为了使电流通角（即导通角）有

较合适的取值，本放大器采用了分压式偏置电路，给V3提供了一个很小的正向偏置电压

（约0.3V,静态时，三极管仍然处于截止状态）。在图4.1中，电阻R12为取样电阻，在它

的两端并接示波器输入电路，可以观察V3三极管的集电极电流波形。在V3集电极谐振回

路上方连接了一个电流表，用来测量末级放大器集电极电流的直流分量18；在电流表的两

端并联高频瓷片电容C14,以滤除高频分量；同时，电流表通路也是三极管V3的集电极

直流通路。

调谐特性

所谓调谐特性，是指谐振功率放大器集电极回路调谐时，集电极平均电流18的变化特

性。如图4.2所示。当同路谐振时（w=Wo）,并联谐振电路的阻抗很大，Ico最小，Ibo最大。

当回路偏离谐振时（wAv。），回路阻抗变小，由于谐振电路还同时表现出容性或感性电抗,

使输入信号电压的相位与谕出信号电压相位出现偏离反相的现象（即输入电压的最小值与输

出电压的最大值不在同一时刻出现）。因此，当w接近w。时，放大器向欠电压方向变化，Ico

最小，Ibo最大；而当w远离wo时，放大器向过电压方向变化，Ico最大，Ibo最小。

理论上，发生谐振时，回路两端的电压达到最大，因此测量回路电压可以确定回路的

谐振情况。但是，实际上电路的Q值很低，电路通频带过宽，测得的电压包括了高次谐波

成分，并不能真实地反映高频电压的大小，所以，测试电压的方法并不够准确。因此，本电

路中利用电流表测量Ico大小的方法，在判定电路谐振状态时，是比较好的测量方法。

谐振功率放大器的负载特性

选择不同的负载电阻RL,由于放大器等效负载阻抗变化，集电极电流波形将发生变化。

例如，RL由小变大时，等效到集电极回路对基波电流呈现的谐振阻抗也将由小变大，相应

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K版电子技术实物指导件（无仍其哄检版）

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高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

地，集电极电流i。的波形也必将由尖端脉冲变为凹陷脉冲，如图4.3所示。因此，放大器的

工作状态将由欠电压状态逐渐过渡到过电压状态。

临界过压

图4.3

由于等效谐振阻抗不同时集电极电流波形不同，所以RL不同时，Ico、leini、Ucm的取值

也受影响。不同等效谐振阻抗条件下各电量的变化特性，称为放大器的负载特性。

实验内容及步骤

1.调节振荡器，观察高频功率放大器的工作状态

取出高频功率放大器实验板，利用稳压电源给高频功率放大器接通+12V电源（晶体管

VI、V2电路不要接通电源），这是观察电流表读数，I。应该为零，表明高频功率放大器已

经被调试在丙类工作状态（即检查实验板是否已经调试好）。然后，将整个实验板电路接通

+12V电源，分别用示波器和频率计对A点电信号进行观察，此时频率计的示值应该为

6.5MHz（实验板已设定的频率值）；调整W,改变振荡器的输出电压幅度，使其满足IV

要求。

用观察示波器A点电信号应为标准的正弦波，若有失真，则适当调整WI，便可消除

失真现象。

2.调谐放大器回路

调整负载阻抗，使RL的取值最大。

（1）调谐推动级集电极回路

将高频亳伏表连接到电路B点，用无感螺丝批调节L3的磁芯（即调节电感线圈L3的

电感量），使亳伏表指示最大（即V2集电极的LC并联谐振电路发生谐振），表明推动级

集电极回路已经谐振在电路的工作频率上。此时，观察电流表，高频功率放大器的集电极

电流也应该为最大状态；也可以观察示波器波形的幅值，此时B点波形幅值最大。

（2）调谐高频功率放大器集电极回路

将高频亳伏表接电路输出端，调节L3的磁芯，使亳伏表的指示最大，并记录此时的

输出电压值U。。

若用示波器观察流过RI2的电流波形，应该为尖顶余弦脉冲或凹顶脉冲。

3.观察不同的Ubm时高频功率放大器的工作状态

调整负载，保证放大器工作于过电压状态。

将示波器接在Ri2电阻两端，测量流过22的电流波形；将高频亳伏表接在B点

检测Ubm的值。

调解Wi,观察Ubm的数值，描绘高频功率放大器在各种工作状态下（Wi取值不同）相

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高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

应的集电极电流波形以及【。〜Ubm特性曲线。（若在调整过程中，示波器出现凹顶电流波形

不对称，可以微调Ls,直到对称为止。）

4.观察电源电压Ec对高频功率放大器工作状态的影响

在上述实验的基础上，调节RL使放大器工作在临界状态。然后，在0〜20V范围内改

变电源电压Ec的数值，观察并描绘放大器各种状态时相应的集电极电流波形，并分析绘制

各参量随Ec变化的曲线。

5.改变负载电阻，观察集电极电流波形，测试负载特性

在放大器正确调谐的基础上，并且电源电压在10V左右时，放大器处在过压状态下工

作。这时，RL调到最小，描绘放大器各种状态时相应的集电极电流波形，测量输出电压和

集电极直流电流I。，记录入表4.1中。

分析并绘制各参量随负载电阻的变化曲线。

表4.1输出电压、电流测试记录

RL(Q)30551002002703506500

电流波形

Ico(inA)

U。(V)

实验报告

1.整理数据，描绘不同R、不同Ec、不同Ubm时相应的集电极电流波形。

2.计算不同RL值时的Pc、Pem、Po、平大致绘出负载特性曲线。

3.对上述实验结果进行分析讨论。

预习思考题

1.振荡器电路组成，工作原理，稳频和振幅调整的多种理论基础。

2.谐振高频放大器的所有相关理论，重点讨论丙类工作状态时欠压、过压、临界几种

情况，I可时讨论负载电阻、工作电压、工作电流、激励大小对多种电量的影响。

3.对照版面图熟悉示波器、高频毫伏表、频率计等仪器的使用，对实验电路做理论上

的分析和研究，探讨实验中可能出现的情况。

实验设备

I.ECS——3型高频实验箱1台

2.双踪示波器1台

3.万用表1只

4.频率计1台

5.信号源1台

6.高频亳伏表1台

思考题

I.当调整高频功率放大器回路时，发现I最小值和高频亳伏表测得的集电极回路电压

最大值往往不是同时出现，为什么？

2.当调谐激励回路时，为什么要使高频功率放大器的1c为最大值?当调谐高频功率放

大器集电极回路时，为什么要求1c。为最小值？

3.利用Io作指示回路调谐状态时，为什么要使负载由大变到小？

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高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

4.PL随RL变化的特性与PL随R变化的负载特性有什么区别？

5.在测量负载特性时，为什么集电极电压波形和负载电压波形有较大的差异?

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高频电子技术实验指导书(无仿真实验版)

实验五：调幅与检波

实验目的

1.通过实验了解调幅与检波的工作原理，掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波系统

的电路连接方法。

2.通过实验了解集成模拟乘法器的使用方法。

3.了解一极管峰值检波。

4.学会用示波器测试调幅度。

实验原理及说明

所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡波(即载波)的幅度，使其成为附带有低

频信息的调幅波。而检波就是从调幅波上取出低频信号。实现调幅和检波的方法有很多，目

前，由于集成电路的开发和普及，集成模拟乘法器被得到越来越广泛的应用。为此，本实验

采用价格较低廉的MC1496集成模拟乘法器来实现调幅与检波的系统过程。同时:考虑到

二极管峰值检波器具有电路结构简单的特点，在许多常见设备中经常被采用，因此也把它与

乘法器纳入木实验内容之一。

调幅与检波系统实验原理图

图5.1调幅与检波系统实验原理框图

调幅部分说明

在图5.1中，虚线左逅部分为调幅部分。Uu(t)是高频载波信号，U。⑴是低频调制信号,

当Ua⑴为零时，调幅电路输出为“平衡调幅波”，如图5.2(b)所示；当Ua(l)不为零时，

调幅电路输出为调幅波，如图5.2(a)所示。

图5.2(a)

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高频电子技术实验指导书（无仿真实验版）

图5.2(b)

在图5.1中，调幅电路中的射极输出器起隔离作用，以减小乘法器与负载之间的相互影

响。

检波部分说明

1.乘法器检波

图5.1的虚线右边下半部分为乘法器检波电路，乘法器的X端输入调幅波，丫端输入载

波。

当X端输入为平衡调幅波时，由于它不存在载波分量，因此Y端输入信号无法从平衡

调幅波中获取载波，只能自己产生本机振荡的参考信号，它与原载波信号之间相位差的大小

影响检波输出的大小，在理想情况下，检波输出与载波同频同相，因此这种检波也被称作“同

步检波”。

本实验中，为了方便起见，检波器的输入信号直接取自射极输出器输出的调幅波信号。

对于正常调幅波的检波，丫端所需的载波可以不再设置信号源，直接将调幅波通过限幅

器得到等幅波便可。

2.二极管峰值检波

二极管峰值检波实际上就是大信号二极管包络线检波，图5.1虚线右边的上半部分电路

为典型的二极管峰值检波电路。图中输入端加一运算放大器，目的是为了提高由调幅部分送

来的正常调幅波的幅度，以满足大信号峰值检波的有求。

MC1496集成模拟乘法器引出端功能及内部电路

(b)

图5.3MC1496引脚和内部原理电路

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高频电子技术实验指导书(无仿真实验版)

ADJG:增益调节端；BI:偏置端；

INc+:载波信号输入正端;INc-:载波信号输入负端;

INs+:信号输入正端；INs.:信号输入负端；

NC:空端；OUT+:正电流输出端；

OUT:负电流输出端；V-:负电源。

测・方法

1.输入失调调零(交流馈通电压的调整)

集成模拟乘法器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是所谓“交流馈通电压”调整。

交流馈通电压是指乘法器的一个输入端有信号电压，而另一个输入端信号为零时的输出电压

(按照“乘法器”的概念，这个信号应该为零)，实际工作中，应该使交流馈通电压越小越

好。

为了补偿输入失调电玉，常采用图5.4所示的输入失调调零电路。具体调零步骤如下：

(1)在Ua(l)等于零时，加置Uu(l)(Uu(l)的大小以输出不失真为宜)，调整Wx,使乘

法器的输出电压达到最小值。

(2)在Uu①等于零时,加U。(t)(Ua(t)的大小以输出不失真为宜)，调整Wy,使乘

法

器输出达到最小值C

(3)反复进行上述调节，已达到尽可能小的数值。

-I2V+12V+I2V

2.调幅度m的测试

(1)直接测量调制包络

将被测的调幅信号电压加到示波器丫轴输入端，示波器的“同步选择”置外同步，同

步信号取低频信号。调节时基旋钮使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图5.5所示，在

示波相，读出A、B参数的值，根据定义：

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高频电子技术实验指导书(无仿真实验版)

-------------100%

人♦B

可以求出m的值。

(2)梯形法

将被测的调幅信号加在示波器的丫轴输入端，示波器的X偏转板上不加锯齿波电压而

加条幅信号的调制电压，使示波器显示如图5.6(a)所示的波形。

若调制信号与包络存在一定相移，则图形不为梯形，而是椭圆形，如图5.6(b)所示。

测出A与B的大小便可以计算

此外，在工程上，有专用的调

幅测试仪供调幅信号测试使用，学

生可在网络上资询相关资料。

实验内容与步骤

1.调幅板调整与测试

参见图5.4,按照如下步骤操作：

(1)接通供电电源

将实验箱上的正负12V电源加

图5.6

至调幅板的+Vcc和-VEE上。

(2)输入失调调零

从实验箱上的波形发生器取出高频信号Uu,其频率f为100kHz,幅度Upp=0.IV(参

考值)加至高频输入端Uc处。

用1kHz、幅度为Vpp=0.3V的正弦信号作为调制信号Ua,加至乘法器的Uo端。当

Uo=0时，调幅器处于平衡调幅状态。

用示波器分别观察Uo等于零和不等于零时的输出波形。

将高频输入端信号Uu接地，调节Wy,使输出最小，然后将高频输入信号正常通入Uw

处。

将低频输入端信号Uo接地，调节Wx,使输出最小，然后将低频输入信号正常通入Ua

处。

以上步骤反复几次，使输出信号为最小为止。

(3)观察平衡调幅波

将开关K置平衡调幅状态，用示波器观察输出波形(用低频信号送至示波器外同步输

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入端），描绘波形并记录波形的峰-峰值。

用示波器观察平衡调幅波过零轴情况（示波器置“内同步”）。调节示波器时基旋钮，使

荧