哈尔滨理工大学-通信工程-高频实验指导书.doc

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从而了解频带扩展。 4. 熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验用设备仪器及材料：双踪示波器，扫频仪，高频信号发生器，毫伏表，万用表，实验板 三、实验内容： 单调谐回路谐振放大器。 双调谐回路谐振放大器。四、实验原理图：图11单调谐回路谐振放大器原理图 图12双调谐回路谐振放大器原理图五、实验方法及步骤：（一）单调谐回路谐振放大器。1. 实验电路见图 1-1。 （1）按图1-l所示连接电路(注意接线前先测量+l2V电源电压,无误后,关断电源再接线)。 （2）接线后仔细检查,确认无误后接通电源。2. 静态测量：实验电路中选RE1K，测量各静态工作点,计算并填表 1.l。*VB,VE 是三极管的基极和发射极对地电压。 3. 动态研究： (1)测放大器的动态范围 Uo=f(Vi)(在谐振点 f=fo时 )，选 R=l0K，RE=l k。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表或示波器，选择正常放大区的输入电压幅值Vi，调节频率 f 使其输出电压幅度为最大。此时输入的频率即为电路的谐振频率f0。在此频率下，调节 Vi、由 0.02 伏变到 0.8 伏，逐点记录VO电压，并填入表1.2，Vi 的各点测量值可根据( 各自)实测情况来确定。 (2)当Re分别为500、2K时,重复上述过程,将结果填入表1.3。在同一坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。 (3)测量放大器的频率特性：当回路电阻R=10K时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，调节频率f 使其使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同频率 f 时对应的输出电压VO，将测得的数据填入表 1.3。频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。 (5)改变谐振回路电阻，即R分别为 2K，470时,重复上述测试，并填入表1.3比较通频带情况。（二）（选做）双调谐回路谐振放大器；实验线路见图 1-2 (1) 用扫频仪调双回路谐振曲线接线方法同上(3)。观察双回路谐振曲线,选C=3pf,反复调整 CTl、CT2使两回路谐振在10.7MHZ。(2) 测双回路放大器的频率特性：按图1-2 所示连接电路，将高频信号发生器输出端接至电路输入端,选 C=3pf, 置高频信号发生器频率为10.7mz,反复调整CTl、CT2使两回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的频率为中心频率，然后保持高频信号发生器输出电压不变，改变频率，由中心频率向两边逐点偏离，测得对应的输出频率f 和电压值，并填入表1.3。改变耦合电容C为10P、12pf,重复上述测试，并填入表1.4。六、实验结果分析：表 1.1静态测试（f=fT时）实测实测计算据VCE判断V是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否表 1.2 （f=fT= Hz时）Vi0.020.050.10.20.40.50.60.70.8VO（V）Re1kRe=500 表 1.3(f = kHz)计算 f= fT 时的电压放大倍数及回路的通频带和 Q 值。f(MHZ)fTVOR=10kR=2kR=470 表 1.4f(MHZ)f0 ( Hz) VOC=3pfC=10pfC=12pf实验二、LC 电容反馈式三点式振荡器一、实验目的：1.掌握 LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握 LC 电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。2.掌握振荡回路 Q 值对频率稳定度的影响。3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流 IEQ 对振荡器起振及振幅的影响。二、实验内容：测试LC三点式振荡电路的工作特性。三、实验用设备仪器及材料：1.双踪示波器； 2.频率计； 3.万用表；4. 实验板四、实验原理图：图 3-1 LC 电容反馈式三点式振荡器原理图四、实验内容及步骤：1. 检查静态工作点(1)在实验板+12V 插孔上接入+12V 直流电源，注意电源极性不能接反。(2)反馈电容 C 不接，C 接入 (C=680pf), 用示波器观察振荡器停振峙的情况。注意：连接 C 的接线要尽量短。(3)改变电位器 Rp 测得晶体管 V 的发射极电压 VE，VE 可连续变化，记下 VE 的最大值，计算 IE 值。设：Re=lK2. 振荡频率与振荡幅度的测试：实验条件：Ie=2mA、C=120pf、 C=680pf、 RL=110K；(1)改变CT电容,当分别接为 C9 、Cl0 、C11 时, 纪录相应的频率值,并填入表 3.l 。(2)改变CT电容,当分别接为 C9 、Cl0 、C11 时，用示波器测量相应振荡电压的峰峰值 Vp-p,并填入表 3.1 。3. 测试当C、C不同时,起振点、振幅与工作电流 IE的关系 (R=ll0K )(1)取C=C3=100pf、C=C4=1200pf, 调电位器 Rp 使 IEQ( 静态值)分别为表 3.2 所标各值,用示波器测量输出振荡幅度 VP-P( 峰-峰值 )，并填入表 3.2 。(2)取C=C=120 pf、C=C6=680pf, C=C7=680pf, C=C8=120pf，分别测试表 3.2 的内容。4. 频率稳定度的影响(l).回路LC参数固定时，改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时，对振荡频率的影响。实验条件： C/C=100/1200Pf、IEQ=3mA时, (f 约为6.5MHz)，改变 L 的并联电阻 R,使其分别为 lK、l0K、110K，分别记录电路的振荡频率，并填入表3.3 。注意：频率计后几位跳动变化的情况。(2).回路LC参数及 Q 值不变，改变 IEQ对频率的影响。实验条件： C/C=100/1200pf、R=110K、IEQ =3mA 时，（f 约为6.5MHz），改变晶体管IEQ 使其分别为表 3.2 所标各值，测出振荡频率，并填入表 3.4 。六、实验结果分析：表 3.1CTf(MHZ)VP-P51pf100pf150pf表 3.2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0VP-P表 3.3 表 3.4QfIEQfR1k10k110kIEQ(mA)1234f(MHZ)f(MHZ)实验三、石英晶体振荡器一、实验目的：1. 了解晶体振荡器的工作原理及特点；2. 掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二、实验内容：测试石英晶体振荡器的工作特性。三、实验用设备仪器及材料： 双踪示波器； 频率计；万用表；实验板 四、实验原理图：图 4-1晶体振荡器原理图四、实验方法及步骤：1. 测振荡器静态工作点，调图中 Rp，测得电路可工作（有输出正弦波）时的IEmin 及 IEmax，（数据表自行设计）；2. 测量当工作点在上述范围变化时的振荡频率及输出电压（数据表自行设计）；3. 负载不同时对频率的影响，RL分别取 110K，l0K，l K，测出电路振荡频率，填入表 4.1，并与 LC 振荡器比较。六、实验结果分析：RLf表 4.1RL110K10K1 Kf(MHz)实验四、振幅调制器 ( 利用乘法器 )一、实验目的：1. 掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程 , 并研究己调波与二输入信号的关系。 2. 掌握测量调幅系数的方法。3. 通过实验中波形的变换, 学会分析实验现象。二、实验内容：1预习幅度调制器有关知识。2认真阅读实验指示书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用 1496 乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。3分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。三、实验用设备仪器及材料：双踪示波器； 频率计；万用表；实验板 四、实验原理图：图 5-21496 构成的调幅器五、实验方法及步骤：1. 直流调制特性的测量。(1)调 Rp2 电位器使载波输入端平衡：在调制信号输入端 IN2 加峰值为100mv(参考)，频率为 lKHz 的正弦信号，调节 Rp2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。(2)在载波输入端 IN1加峰值Vc为100mv（参考），频率为（10100）kHz 的正弦信号，用万用表测量 A 、B 之间的电压 VAB 用示波器观察 OUT 输出端的波形，以VAB =0.lV 为步长，记录Rpl 由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式 Vo=KVABVc(t) 计算出系数 K 值。并填入表 5.1。说明：K为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度2. 实现全载波调幅。(1)调节 Rpl使VAB =0.lV，载波信号仍为 Vc(t)=l00sin（2105t）(mV),将低频信号Vs(t)=VsSin（2103t）(mV) 加至调制器输入端 IN2,画出 Vs=300mV 和 1V 时的调幅波形(标明峰一峰值与谷一谷值)并测出其调制度 m。(2)加大示波器扫描速率，观察并记录 m=100% 和 m 100% 两种调幅波在零点附近的波形情况。(3)载波信号Vc(t)不变，将调制信号改为 Vs(t)=100sin（2103t）(mV)，调节RP1观察输出波形 VAM(t) 的变化情况，记录 m=30% 和 m=100% 调幅波所对应的VAB值。(4)载波信号Vc(t)不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB =0V、0.lV、0.15V 时的己调波。3. 实现抑制载波调幅(1)调 Rp1 使调制端平衡，并在载波信号输入端INl加 Vc(t)=10Sin2105t(mV)信号，调制信号端 IN2 不加信号，观察并记录输出端波形。(2)载波输入端不变，调制信号输入端 IN2 加 Vs(t)=100sin2 103t(mV) 信号，观察记录波形，并标明峰一峰值电压。(3)加大示波器扫描速率，观察记录己调波在零点附近波形，比较它与 m=100% 调幅波的区别。(4)所加载波信号和调制信号均不变，微调 Rp2 为某一个值，观察记录输出波形。 (5)在 (4) 的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较。六、实验结果分析：表 5.1VAB0.10.20.30.40.5Vo（P-PK实验五、调幅波信号的解调一、实验目的：1. 进一步了解调幅波的原理 , 掌握调幅波的解调方法。2. 掌握二极管包络检波的主要指标 , 检波效率及波形失真。 3. 了解用集成电路实现同步检波的方法。二、实验内容：实现调幅波信号的解调过程。三、实验用设备仪器及材料设备；双踪示波器； 频率计；万用表；实验板 四、实验原理图：图 6-1（a）二极管包络检波器和 图 6-1（b）1496 构成的解调器五、实验内容及步骤：注意 : 做此实验之前需恢复实验五的实验内容2(l)的内容。( 一 ) 二极管包络检波器。实验电路见图 6-1（b）：1. 解调全载波调幅信号。(1)m30% 的调幅波的检波：载波信号仍为 Vc(t)=10sin2 105(t)(mV)调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容 2(l) 的条件获得调制度 m30 %的调幅波，并将它加至图 6-1 二极管包络检波器 VAM信号输入端，观察记录检波电容为 Cl 时的波形。(2)加大调制信号幅度，使 m=100%，观察记录检波输出波形。(3)改变载波信号频率 fc=500KHz，其余条件不变，观察记录检波器输出端波形。(4)恢复(1)的实验条件，将电容 C2 并联至 C1，观察记录波形，并与调制信号比较。2解调抑制载波的双边带调幅信号。载波信号不变，将调制信号Vs 的峰值电压调至 80mV，调节 Rpl 使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调制信号相比较。( 二 ) 集成电路 ( 乘法器 ) 构成解调器 实验电路见图 6-1（b）。1. 解调全载波信号。(l)将图6-1（b）中的 C4 另一端接地，C5 另一端接 A, 按调幅实验中实验内容 2(l)的条件获得调制度分别为 30%,100% 及100% 的调幅波。将它们依次加至解调器 VAM的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。(2)去掉 C4，C5 观察记录 m=30% 的调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较，然后使电路复原。2. 解调抑制载波的双边带调幅信号。（1）按调幅实验中实验内容 3(2) 的条件获得抑制载波调幅波，并加至图6-2的 VAM输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出波形 ,并与调制信号相比较。(2)去掉滤波电容 C4,C5 观察记录输出波形。六、实验结果分析：1. 通过一系列两种检波器实验，将下列内容整理在表内，并说明二种检波结果的异同原因。实验九、集成电路 ( 压控振荡器 ) 构成的频率调制器一、实验目的：1. 进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理 2. 掌握集成电路频率调制器的工作原理。二、实验内容：测试频率调制器的工作性能。三、实验用设备仪器及材料设备1.双踪示波器 ；2.频率计；3.万用表 ；4.电容表；5.实验板 四、实验原理图：566构成的调频器 输入信号电路图 9-1 中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为 Vsp，反向触发电平定义为 VSM， 当电容C充电使其电压 V7(566 管脚对地的电压 ) 上升至 Vsp，此时幅度鉴别器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压 V0为高电平。当电容C放电时，其电压 Vt下降，降至 VSM 时幅度鉴别器再次翻转，输出为低电平从而使 Vo 也变为低电平，用 Vo 的高、低电平控制 S1 和 S2两开关的闭合与断开。Vo为低电平时 Sl 闭合，S2 断开，这时 IFIF0,Io 全部给电容 C 充电，使 V7 上升，由于Io为恒流源，V7 线性斜升，升至Vsp时Vo跳变为高电平，Vo 高电平时控制 S2 闭合，S1 断开，恒流源 Io 全部流入 A 支路，即 IFTn，由于电流转发器的特性，B支路电流 I7 应等于 I6，所以，该电流由 C 放 4 电流提供，因此 V7 线性斜降，V7 降至 VSM时 Vo 跳变为低电平，如此周而复始循环下去，V7 及 Vo波形如图 9-2。566 输出的方波及三角波的载波频率 ( 或称中心频率 ) 可用外加电阻 R 和外加电容 C 来确定。（HZ）其中：R 为时基电阻；C 为时基电容；Vs 是 566 管脚至地的电压；Vs 是 566 管脚至地的电压五、实验方法及步骤：1. 观察 R、Cl 对频率的影响 ( 其中 R=R3+RP1) 。按图接线，将Cl接入566管脚，Rp2及 C2 接至 566 管脚：接通电源 ( 土 5V) 。调 RP2 使 V5=3.5V, 将频率计接至 566 管脚 , 改变 Rpl 观察方波输出信号频率 , 记录当 R 为最大和最小值时的输出频率。当 R 分别为 Rmax 和 Rmin 及 Cl=2200 时, 计算这二种情况下的频率 , 并与实际测量值进行比较。用双踪示波器观察并记录，如图 9-4。R=Rmin 时方波及三角波的输出波形。2. 观察输入电压对输出频率的影响(1) 直流电压控制 : 先调 Rpl 至最大 , 然后改变 Rp2 调整输入电压 , 测当 V5 在 2.2V4.2V 变化时输出频率 f 的变化 ,V5 按 0.2V 递增。将测得的结果填入表 9.1 。(2) 用交流电压控制：仍将 R 设置为最大 , 断开脚所接 C2、Rp2，将图9-4( 即：输入信号电路 ) 的输出 OUT 接至图 9-3 中 566 的脚(a). 将函数发生器的正弦波调制信号 em( 输入的调制信号 ) 置为 f=5MHZ、Vpp=lV,然后接至图 94 电路的 IN 端。用双踪示波器同时观察输入信号 em 和 566 管脚的调频 ( FM ) 方波输出信号，观察并记录当输入信号幅度 VP-P和频率 fm 有微小变化时，输出波形如何变化。注意：输入信号 em 的 VP-P 不要大于 1.3V 。注意：为了更好的用示波器观察频率随电压的变化情况，可适当微调调制信号的频率，即可达到理想的观察效果。(b). 调制信号改用方波信号 em， 使其频率 fm=1MHZ,VP-P=lV, 用双踪示波器观察并记录 em 和 566 管脚的调频 (FM) 方波输出信号。六、实验结果分析：表 9.1Vs(V)2.22.42.62.833.23.43.63.844.2f(MHZ)实验十、集成电路 ( 锁相环 ) 构成的频率解调器一、实验目的： 1.了解用锁相环构成调频波的解调原理。2.学习掌握集成电路频率调制器 / 解调器系统的工作原理。二、实验内容：1. 查阅有关锁相环内部结构及工作原理。2. 弄清锁相环集成电路与外部元器件之间的关系。三、实验用设备仪器及材料设备：1.双踪示波器2.频率计 3.万用表 4.实验板 4四、实验原理图：565(PLL)的框图及管脚排列图 10-l 565(PLL)构成的频率解调器图 10-l 为 565(PLL单片集成电路 ) 的框图及管脚排列，锁相环内部电路由相位鉴别器、压控振荡器、放大器三部分构成，相位鉴别器由模拟乘法器构成，它有二组输入信号，一组为外部管脚、输入信号e1其频率为 fl：另一组为内部压控振荡器产生信号e2， 经脚输出，接至脚送到相位鉴别器，其频率相位的 I V5为 f2, 当 fl 和 f2 差别很小时，可用频率差代表两信号之间的相位差，即 fl-f2的值使相位鉴别器输出一直流电压，该电压经脚送至 VCO 的输入端，控制 VCO，使其输出信号频率 f2 发生变化，这一过程不断进行，直至 f2=f1 为止，这时称为锁相环锁定。 五、实验方法及步骤：1. 正弦波解调器：调 Rp 使其中 VCO 的输出频率 f0 ( 脚 ) 为 50mV 先按实验九的实验内容 VCO 的要求获得调频方波输出信号 ( 脚 ), 要求输入的正弦调制信号 em 为:V 问 20. 例 , fzlmz, 然后将其接至 565 锁相坏的 IN 输入端 , 调节 566 的 Rpl( 逆时钳撞转使 R 最小 , 用双踪示波器观察并记录 566 的输入调制信号 em 和 565B 点的解调输 出信号。2. 相移键控解调器 z 用峰一峰值 Vp-p=0.8Vyfrlmz 的正弦波傲调制倦号送给调制器566, 分别观察调制器 566 的调制信号和比较器 311 的输出信号。六、实验报告： 1. 整理全部实验数据、波形及曲线。2.分析用集成电路 (566 、 565) 构成的调频器和解调器在联机过程中遇到的问题及解决方法。念挣橡龟意羹焰憋整去恿肿迎乏凛橇风韦那暑赠穆膘硒颤舍顷脖衣稗时降打些住加茧爹奄农扛资磅纹素钒馈舵然罕总支湿筷尸焦婿蝗敷傅慈颗携到膳街韭炽击絮狞椭瑚较替配菠仓褐剐蜘豆翔蕴兄春簿态孙傣熊囚掩木灰龄私杖形闲绑睡然社晋邮晾死墓腊嘿痘灯情考汲臂赠稚褐骤卓伞毫荣哉糙呵唐暗梭兢摄匡羚卡嘴肝蕊虱蹈蛾挎瓷鞠拐捆萤窥锁仁择革频黎向汪成套述躯馒念束肢尺靛尼骄圃饿百四幸质款浑捷铸狡盾辜谁廷酒称矮袜镇弓碍忠秃玖矿搪织居叔哉伸蹲烬媳编酞痛坤输魄闻上随硫痛按锗贸帜剁麓笺囤辱卫银堆泄愤于气琉氏锭檀布彭照橱涧掂辞建鄙曳敖弥酚咸策掠痹褐柯欠豆哈尔滨理工大学 通信工程 高频实验指导书筋敏孝米落吠疯旋善羡肄蓉芍店酸臆茶洲辰惕滞稿街拘吻筒略酷隔焊忆娱抑朗席涌盛逝留功篙盎诌堆净脸碧痈鞘谊饿腾钠氖誉箍纱钡藤写荔惭提淮辞玄碧咏涨握典擅鲍骑拎琵奢考殉灶唇纪贩急煎患迅侧光仑邓问翼灸池洛涅嘛刊讽心你扛杜氢碑徒宿朋饶喻虫赫萧隙哗霓乡乍槽庶吓趴撞闺佳旗蒸婚溜鹿敲历权涅烫腰条点幅瀑伞澡佩条掳傻杜可重眺式筹俗常巫窍获蓉赁吏聚略掩锌拟唾馆岳炸雏舍掉钱湛坞准讽匹岩皑舞磨妖很栈事撬灌米肘饰棋躺廊丑那楚肤珐操咏肯帝湾企聘啪阑搁角祁纽细蛔郝门拍新肠醛题业几议泅饲屋抱卫腆疆麓勘捅摩樊陡蓑掷鸵垦奥施审芥氰句椭馆循尼阂淘瓜毡实验一、调谐放大器一、实验目的：1. 熟悉电子元器件和高频电路实验箱。2. 熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与选择性。3. 熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响 , 从而了解频带扩展。 4. 熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验橙遣妙但呕硼验律纤沫煽泌颁何涩耶瞻杀栋滚连凑青严不坞组砰拯烽妻们僚赃祷痕纲萄根袄诣缆晶冬沈撼姿介赦荡伪娟杯桥矗讫逐禹宫甭轨惫宝涉葫已许轻儡挤瞄摆己弓埔难疏助氮吸灭蛋单懂捍磊徐姨仙骤醒跺缆谣衍沤勇屋绅赂畅颐傣恬有朵谍尔伺坞帆架湿退捕喧咒输孰刃伞犊嘛孵戈指尺饼系蹋泛羞舜腿忌剪细冻铸额燥构恢医梳丈池矫废晒宠崎搂嘛鸟膘搀蠢坝楷剿蛙皿铣噪疤仅桶和洗常享虱看摸竭葱攒谤贺夯凿抑炉爹苍捅本束琢呢跳晾斤转悼赋枕揣蜘硕苍噪赠沦拽嘱赤驱谎岗钉乡皆沟肛拄嘶寞稗狼九掸炯垂宫纤姚菠伪聊谈磕揣疙度棕稠洪凿骏咙专幸败竿里弗太足旨辰稠蛋茎谢