XK-GP1型_高频电子线路实验箱实验指导书.doc

XK-GP1型
高频电子线路实验箱

实验指导书

目 录

实验一 高频小信号调谐放大器实验----------------------------------------1

实验二 集成选频放大器-------------------------------------------------------8

实验三 二极管双平衡混频器-------------------------------------------------11

实验四 模拟乘法器-------------------------------------------------------------14

实验五 三极管变频-------------------------------------------------------------18

实验六 三点式正弦波振荡器-------------------------------------------------21

实验七 晶体振荡器与压控振荡器-------------------------------------------23

实验八 非线性丙类功率放大器实验----------------------------------------25

实验九 线性宽带功率放大器-------------------------------------------------32

实验十 极电集调幅实验-------------------------------------------------------35

实验十一 模拟乘法器调幅-------------------------------------------------------38

实验十二 包络检波及同步检波实验-------------------------------------------42

实验十三 变容二极管调频实验-------------------------------------------------47

实验十四 正交鉴频及锁相鉴频实验-------------------------------------------51

实验十五 模拟锁相环实验-------------------------------------------------------55

实验十六 自动增益控制（AGC）----------------------------------------------60

实验十七 中波调幅发射机组装及调试----------------------------------------63

实验十八 超外差中波调幅接收机----------------------------------------------64

实验十九 锁相频率合成组装及调试-------------------------------------------66

实验二十 半双工调频无线对讲机----------------------------------------------67

实验一 高频小信号调谐放大器实验

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、实验原理

图1-1(a)单调谐小信号放大

图1-1(b)双调谐小信号放大

(一)单调谐放大器
小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1(a)所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fs=12MHz。基极偏置电阻W1、R1、R2和射极电阻R3决定晶体管的静态工作点。可变电阻W1改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。
高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数AV0，放大器的通频带BW及选择性(通常用矩形系数Kr0.1来表示)等。
放大器各项性能指标及测量方法如下：
1．谐振频率
放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1－1(a)所示电路(也是以下各项指标所对应电路)，f0的表达式为

式中，L为调谐回路电感线圈的电感量
为调谐同路的总电容的表达式为

式中， 为晶体管的输出电容：。为晶体管的输入电容：为初级线圈抽头系数；为次级线罔抽头系数。
谐振频率f0的测量方法是：
用扫频仪作为测量仪器．测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点。
2．电压放大倍数
放大器的谐振回路谐振时．所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为

式中，“为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是本身也是一个复数，所以谐振时输出电压与输入电压相位差不是1800而是为。
AV0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图l-l(a)中输出信号V0及输入信号Vi大小，则电压放大倍数Avo由下式计算： ‘
　　　　或　　
3．通频带
由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数Av下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW．其表达式为

式中，QL为谐振回路的有载品质因数。
分析表明，放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为

上式说明，当晶体管选定即确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。
通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也BWW

0.7
fL f0 fH
可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数AV0，然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压Vs不变)，并测出对应的电压放大倍数AV0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。

图1-2谐振曲线
可得：
通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。
4．选择性——矩形系数
调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数KV0.1来表示，如图1-2所示的谐振曲线，矩形系数KV0.1为电压放大倍数下降到0.1AV0时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707 AV0时对应的频率偏移之比，即

上式表明。矩形系数KV0.1越小．谐振曲线的形状越接近矩形。选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差(矩形系数KV0.1远大于１)．为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数KV0.1．
(二)双调谐放大器
双调谐放大器具有频带较宽、选择性较好的优点。双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路改用双调谐回路。其原理基本相同。
L．电压增益为

2．通频带

3．选择性——矩形系数

三、实验步骤
(一)单调谐小信号放大器单元电路实验
l．根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的各测试点及可调器件(具体指出)。
2．按下面框图(图l-3)所示搭建好测试电路。

高频信号源
RF1
RF22
小信号谐振放大器
示波器
高频频率计

图l-3 高频小信号调谐放大器测试连接框图

注：图中符号 表示高频连接线

3．打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮．红灯为+12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯(以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤)。
4．调整晶体管的静态工作点。
在不加输入信号时用万用表(直流电压测量档)测量电阻R2两端的电压(即VBQ)和R3两端的电压(即VEQ)，调整可调电阻W1，使VEQ=4.8V。记下此时的VBQ、VEQ，并计算出此时的IEQ=VEQ／R3。
5．按下信号源和频率计的电源开关．此时开关下方的工作指示灯点亮。
6．调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1和“RF2”输出频率为12MHz的高频信号。将信号输入到1号板的J1口。在TH1处观察信号峰-峰值约为50mv。
7．调谐放大器的谐振回路使其谐振在输入信号的频率点上。
将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上。
8．测量电压增益Av0。
在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在THl和TH2分别观测输入和输出信号的幅度大小，则AV0即为输出信号与输入信号幅度之比。
9．测量放大器通频带
对放大器通频带的测量有两种方式，
其一是用频率特性测试仪(即扫频仪)直接测量；
其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：
通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化(以20KHz或500KHz为步进间隔来变化)，并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度－频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。
输出幅度

频率

10．测量放大器的选择性
描述放大器选择性的的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用Kr0.1 和Kr0.01米表示：

式中，，为放大器的通频带；分别为相对放大倍数下降至0.1利0.01处的带宽。用第9步中的方法，我们就可以测出、和，的大小，从而得到Kr0.1 和Kr0.01的值。
注意：对高频电路而言，随着频率升高，电路分布参数的影响将越来越大，而我们在理论计算中是没有考虑到这些分布参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差。另外，为了使测试结果准确，应使仪器的接地尽可能良好。
(二)双调谐小信号放大器单元电路实验
双调谐小信号放大器的测试方法和测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍作改动：
其一是输入信号的频率应改为465KHz(峰－峰值200mV)；
其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能最终使谐振回路谐振在输入信号的频点上，具体方法是，按图1-3连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，首先调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试第二级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复调第一级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到最大，这样。放大器就已经谐振到输入信号的频点上了。
11．同单调谐实验，做双调谐实验，并将两种调谐电路进行比较。

四、实验报告要求
1．写明实验目的。
2．画出实验电路的直流和交流等效电路。
3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。
4．整理实验数据，并画出幅频特性。

五、实验仪器
　1． 高频实验箱 　 　１台
　2． 双踪示波器 　 　１台
　3． 万用表 　　　　　 　　　　 １台
4． 扫频仪(可选) 　 １台

实验二 集成选频放大器

一、实验目的
1． 熟悉集成放大器的内部工作原理
2． 熟悉陶瓷滤波器的选频特性
3． 掌握自动增益控制电路(AGC)的基本工作原理

二、实验内容
1． 测量集成选频放大器的增益。
2． 测量集成选频放大器的通频带。
3． 测量集成选频放大器的选择性

三、集成选频放大器基本原理
1． 集成选频放大器的原理图见下图

图2-1 集成选频放大器电路原理图
由上图可知，本实验中涉及到的集成选频放大器是带AGC(自动增益控制)功能的选频放大器，放大IC用的是Motorola公司的MCl350。
2．MCl350放大器的工作原理
图2-2为MCl350单片集成放大器的电原理图。这个电路是双端输入、双端输出的全差动式电路，其主要用于中频和视频放大。输入级为共射-共基差分对，Q1和Q2组成共射差分对，Q3和Q6组成共基差分对。除了Q3和Q6的射极等效输入阻抗为Q1、Q2的集电极负载外，还有Q4、Q5的射极输入阻抗分别与Q3、Q6的射极输入阻抗并联，起着分流的作用。各个等效微变输入阻抗分别与该器件的偏流成反比。增益控制电压(直流电压)控制Q4、Q5的基极，以改变Q4、Q5分别和Q3、Q6的工作点电流的相对大小，当增益控制电压增大时，Q4、Q5的工作点电流增大，射极等效输入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益减小。

图2-2 MCl350内部电路图
四、实验步骤
1. 根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及可调器件(具体指出)。

高频信号源
RF1
RF2
集成选频放大器
示波器
高频频率计

图2-3 集成选频放大器测试连接框图

注．图中符号 表示高频连接线

2．打开集成选频放大器的电源开关。
3．测量电压增益AV0
将4.5M左右的高频小信号从J5输入(Vp-p约为200mV)，调节Ｗ3使J6输出幅度最大，用示波器分别观测输入和输出信号的幅度大小，则AV0即为输出信号与输入信号幅度之比。
4．测量放大器通频带 。
对放大器通频带的测量有两种方式：
其一是用频率特性测试仪(即扫频仪)直接测量。
其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：
通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在4.5Mz左右变化，并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度－频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。

输出幅度
频率

6．测量放大器的选择性
描述放大器选择性的的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用Kr0.1 和Kr0.01来表示：

式中，，为放大器的通频带；分别为相对放大倍数下降至0.1和0.01处的带宽。用第9步中的方法，我们就可以测出、和，的大小，从而得到Kr0.1 和Kr0.01的值。

五、实验报告要求
1．写明实验目的。
2．计算集成选频放大器的增益。
3．计算集成选频放大器的通频带。
4．整理实验数据，并画出幅频特性。

六、实验仪器
1． 高频实验箱 1　台 　
2． 双踪示波器 1　台
　3．万用表 1　台　　　
4．扫频仪(可选) 1　台

实验三　二极管的双平衡混频器

一、实验目的
1．掌握二极管的双平衡混频器频率变换的物理过程。
2．掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压Vo和工作电流Ie对中频输出
电压大小的影响。
3．掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。
4．比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。

二、实验内容
1．研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。
2．研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。

三、实验原理与电路
１．二极管双平衡混频原理

图3－1二极管双平衡混频器
二极管双平衡混频器的电路图示见图3-l。图中Ｖs为输入信号电压，VL为本机振荡电压。在负载电阻RL上产生差频与和频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器(图中未画出)，即可取得所需的混频频率。
二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。图3－l中的变压器一般为传输线变压器。
二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。众所周知．二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为

当加到二极管两端的电压Ｖ为输入信号Vs和本振电压VL之和时，V2项产生差频与和频。其它项产生不需要的频率分量。由于上式中n的阶次越高，系数越小。因此，对差频与和频构成干扰最严重的是v的一次方项(因其系数比Ｖ2项大一倍)产生的输入信号频率分量和本振频率分量。
用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。双平衡混频器的输出仅包含(pωL±ωS)( p为奇数)的组合频率分量，而抵消了ωL、ωS以及p为偶数(pωL±ωS)众多组合频率分量。

图3－2双平衡混频器拆开成两个单平衡混频器
下面我们直观的从物理方面简要说明双平衡混频器的工作原理及其对频率为ωL、ωS的抑制作用。
我们将图3－1所示的双平衡混频器拆开成图3－2(a)和(b)所示的两个单平衡混频器。实际电路中，本振信号VL大于输入信号Vs。可以近似认为，二极管的导通与否，完全取决于VL的极性。当VL上端为正时，二极管D3和D4导通，D1和D2截止，也就是说，图3-2(a)表示单平衡混频器工作，(b)表示单平衡混频器不工作。若VL下端为正时，则两个单平衡混
频器的工作情况对调过来。
由图3-2(a)和(b)可以看出，VL单独作用在RL上所产生的ωL分量，相互抵消，故RL上无ωL分量。由Vs产生的分量在VL上正下负期间，经D3产生的分量和经D4产生的分量在RL上均是自上经下。但在VL下正上负期间，则在RL上均自上经下。即使在VL一个周期内．也是互相抵消的。但是VL的大小变化控制二极管电流的大小，从而控制其等效电阻，因此Vs在VL瞬时值不同情况下所产生的电流大小不同．正是通过这一非线性特性产生相乘效应，出现差频与和频。
2．电路说明
如图3－3所示是四只性能一致的二极管组成环路，具有本振信号VL输入J4和射频信号输Vs输入J3，它们都通过变压器将单端输入变为平衡输入并进行阻抗变换，TP6为中频输出口，是不平衡输出。
在工作时，要求本振信号VL>Vs。使4只二极管按照其周期处于开关工作状态，可以证明，在负载RL的两端的输出电压(可在TP6处测量)将会有本振信号的奇次谐波(含基波)与信号频率的组台分量，即pωL±ωS (p为奇数)，通过带通滤波器可以取山所需频率分量 ωL+ωS 。由于4只二极管完全对称，所以分别处于两个对角上的本振电压VL和射频信号VS不会互相影响，有很好的隔离性；此外，这种混频器输出频谱较纯净，噪声低，工作频带宽，动态范围大，工作频率高，工作频带宽，动态范围大，缺点是高频增益小于1。

图3－3　二极管双平衡混频
J4：本振信号输入端(TH1为其测试口)
J3：射频信号输入端(TH2为其测试口)
TP5：混频输出测试口。
C13、C14、L1：带通滤波器，取出和频分量fLO+fS
Q2、C16、T4：组成调谐放大器，将混频输出的和频信号进行放大，以弥补无源混频器的损耗(R11为偏置电阻)

四、实验步骤
1．熟悉实验板上并元件的位置及作用。
2．将fS=4.19MHz、Vsp-p=400mV（由２号板提供）的射频电压加到J3端，将 fL=8.7MHz(由高频信号源提供)、VLP-P=1V的本振信号加到J4端（可分别在TH2和THl处测其电压）。
3．用示波器观察TP5波形。
4．用示波器观察TH3输出波形
5．用频谱仪观察输出频谱。
6．用频率计测量混频前后波形的频率。
7．调节本振信号电压与输入信号电压相近，重做步骤3～6。

五、实验报告要求
l．写出实验目的和任务
2．计算MIXI混频增益。

六、实验仪器
１　高频实验箱　　　　１　台
２　双踪示波器　　　　１　台
３　频谱仪 　１　台

实验四　　模拟乘法混频

一、实验目的
1．了解集成混频器的工作原理
2．了解混频器中的寄生干扰

二、实验内容
1．研究平衡混频器的频率变换过程
2．研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入本振电压的关系
3．研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入信号电压的关系
4．研究镜象干扰

三、实验原理及实验电路说明
在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考频率通常称为本机振荡频率。本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。
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VL，并与输入信号Vs经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。
本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。
因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。

模拟相乘器
KM
滤波器
KF
混频器
本机振荡器

图4—l相乘混频方框图
相对振幅

本机振荡

高频调幅波

ωs-Ω ωs ωs+Ω ωL
ω

ωL

ω
相对振幅
ωi-Ω ωi ωi+Ω
中频调幅波

圈4—2测频前后的频谱图
图4-1所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，刚输出差频信号。图4-2为信号经混频前后的频谱图。我们设信号是：载波频率为fs的普通调幅波。本机振荡频率为fL 。 设输入信号为，本机振荡信号为
由相乘混频的框图可得输出电压

式中
定义混频增益AＭ。为中频电压幅度V0与高频电压VS之比，就有

图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MCl496完成。

图4－3 MCl496构成的混频电路
MCl496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用+12V，-８V供电。R22(820Ω)、R23(820Ω)组成平衡电路。F2为4.5MHz选频回路。本实验中输入信号频率为fS = 4.2MHz，本振频率f L = 8.7MHz。
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Vs和本振电压ＶL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．这些组合信号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涉，影响输入信号的接收。
干扰是由混频器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象干扰。

四、实验步骤
1．打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。
2．用实验箱的信号源做本振信号，将频率f L　= 8.7MHz(幅度VLP-P=600mV左右)的本振号从J6处输入(本振输入处)，在相乘混频器的输出端J8处用双踪示波器观察输出中频信号波形。
3．将频率f S = 4.19MHz(幅度VSP-P=300mv左右)的高频信号(由2号扳提供)从相乘混频器的输入端J7输入。用示波器观察J8处中频信号波形的变化。
4．用示波器观察T'H8和TH9处波形。
5． 变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值

Vsp-p(mV)
200
300
400
500
600
Vip-p(mV)

表4-l

6． 变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值，并填入下
表4－2

VLp-p(mV)
200
300
400
500
600
700
Vip-p(mV)

表4-2

7．用频率计测量混频前后波形的频率。
8．镜象干涉频率的观测(需外接信号源)
缓慢将高频信号发生器的输出频率从4.2MHz调至13.2MHz，用示波器的双路观测载波-中频波形变化，并验证下列关系：
ｆ镜像－f载波 = f中频
9．混频的综合观测(需外接信号源)
将高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波．作为本实验的载波输入，外接信号源输出8.7MHz的本振信号。用示波器对比观察Ｊ8处和调制信号的波形。

五、实验报告要求
1．整理实验数据，填写表格4-1和4-2。
2．绘制步骤2、3、4、9中所观测到的波形图．并作分析。
3．在幅频坐标中绘出本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系。思考如何减小镜像干扰。
4．归纳并总结信号混频的过程。

六、实验仪器
1 高频实验箱 l台
2 双踪示波器 1台

实验五 三极管变频

一、实验目的
1．掌握晶体三极管变频器变频的物理过程
2．了解本振电压VL和工作电流Ie对中频输出电压大小的影响
3．了解统调概念

二、实验内容
l．研究晶体管混频器的频率变换过程
2．掌握如何调整中频频率
3．学会调整频率范围

三、实验原理及实验电路说明
变频电路是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压V0(使器件跨导随此频率的电压作周期变化)与幅度较小的外来信号Vs同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。如果此器件本身既产生振荡电压又实现频率变换(变频)，则称为自激式变频器或简称变频器。如果此非线性器件本身仅实现频率变换，本振信号由另外器件产生，则称为混频器。包括产生本振信号的器件在内的整个电路，称为他激式变频器。

非线性元件
带通滤波器

ωi=ωL-ωS
本机振荡器
vS

vi

vL

图5-1变频原理方框图
变频器的原理方框图如图5-l所示。
变频器常用在超外差接收机中，功能是将载波为fs(高频)的己调波信号不失真地变换为另一载频fi(固定中频)的己调波信号，而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的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。
变频的用途十分广泛。除在各类超外差接收机中应用外，在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要采用变频器来进行频率变化及组台；在多路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频．在中频上进行放大。取得足够的增益后，再利用变频器把中频变换为微波频率，转发至下一站。此外，在测量仪器中如外差频率计、微伏计等也都采用变频器。
三极管变频电路图如图5－2所示

图5-2三极管变频
Ｑ1为变频管，作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率的电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。Q1、T2、WC等元件组成本机振荡电路，它的作用是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。由于C8对高频信号相当短路，T1的次级L的电感量又很小，为高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、WC控制，WC是双连电容器的另一连，调节它可以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈．其初次级绕在同一磁芯上，它们把Q1的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的抽头引出，通过C7耦合到Q1的发射极上。
混频电路由Q1、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是：调制信号从J1输入，经选频回路选频，通过T1的次级线圈送到Q1的基极，本机振荡信号又通过C7送到Q1发射极，调制信号和本振信号在Q1中进行混频，由于晶体三极管转移伏安特性的非线性特性，产生众多的组合频率，其中有一种是本机振荡频率和调制信号频率的差等于465KHz的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器T3的初级线圈和内部电容组成的并联诣振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。

四、实验步骤
1．熟悉实验板上各元件的位置及作用
2．测试静态工作点
调节RA1，使得Ie的电流为0.3mA左右(即用万用表量得R2两端电压为0.6V左右)。测出VCE值，
3．调谐中频频率
先将C7短接使本振停振（将短路块连接JP1左边两脚），以免造成对中频调谐工作的干扰。打开本实验电路电源，并将双连可变电容调谐盘顺时针调到最大值，然后在TP2处输入465KHz的高频信号、用无感起子调试中周T3，用示波器观测输出波形，如在TH5处观察到最大幅度波形输出，则电路谐振在465KHz。然后将短路块去了。
4．调整频率范围
调整频率范围是通过调整本机振荡线圈T2和振荡回路的补偿电容来实现的。在中波波段，规定接受频率范围535 KHz～1605KHz，也就是要求双连可变电容器全部旋入时能接收535KHz的信号，全部旋出能接收1605KHz的信号。实验时将高频信号源接入J1插座，调节WC观察TH5波形。这里建议只调振荡线圈T2，不调整补偿电容。
5．观察晶体管混频前后的波形变化并加以分析

五、实验报告要求
l．写出实验目的任务
2．写出变频器的原理
3．思考如何调整频率范围

六、实验仪器
1．高频实验箱 １　台
2．双踪示波器 １　台
3．万用表 １　台

实验六　三点式正弦波振荡器

一、实验目的
l．掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。
2．通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。
3．研究外界条件(温度、电源电压、负载变化)对振荡器频率稳定度的影响。

二、实验内容
1．熟悉振荡器模块各元件及其作用。
2．进行LC振荡器波段工作研究。
3．研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。
4．测试LC振荡器的频率稳定度。

三、基本原理

图6-l正弦波振荡器(4.5MHz)
将开关Ｓ2的1拨上2拨下，S1全部断开，由晶体管Q1和C3、C4、C6、CT1、L1构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CTl可用来改变振荡频率。

振荡器的频率约为4.5MHz(计算振荡频率可调范围)
振荡电路反馈系数

振荡器输出通过耦合电容Ｃ7(10p)加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C7容量很小，再加上射极跟随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射极跟随器输出信号Q3调谐放大，从J2输出。

四、实验步骤
1　根据图6－1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。
2 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。
１）将开关Ｓ2的1拨上，构成LＣ振荡器。
２）改变上偏置电位器W4,记下发射极电流填入表６－１中，并用示波器测量对应点的振荡幅度VP-P(峰一峰值)填于表中，记下停振时的静态工作点电流值。 分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系．分析思路：静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm，而放大倍数和gm是有关系的。在饱和状态下(ICQ过大)，管子电压增益Av会下降，一般取ICQ＝（１～5mA）为宜。
3 测量振荡器输出频率范围
将频率计接于J1处，改变CTl，用示波器从TH2观察波形，并观察输出频率的变化，填于下表中。
表6—1

CT1(pF)
F(MHz)
5

18

4 分别用4700p和100p的电容并联在C20两端，改变反馈系数，观察振荡器输出电压的大小。(选做)
1） 计算反馈系数
2） 用示波器记下振荡幅度值
3） 分析原因

五、实验报告要求
1．记录实验箱序号
2．分析静态工作点、反馈系数下对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响，并用所学理论加以分析。
3．计算实验电路的振荡频率f0，井与实测结果比较。

六、实验仪器
1．高频实验箱 1 台
2．双踪示波器 1 台

实验七 晶体振荡器与压控振荡器

一、实验目的
l．掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。
2．比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验内容
l．熟悉振荡器模块各元件及其作用。
2．分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。
3．改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。

三、基本原理

图7-1正弦波振荡器(4.5MHz)
1．晶体振荡器：将开关S2的2拨上、1拨下，Sl全部断开．由Q1、C3、C4、晶体Y1与C6构成晶体振荡器(皮尔斯振荡电路)，在振荡频率上晶体等效为电感。
2．压控振荡器(VCO)：将Sl的1或2拨上，S2的1拨上、2拨下，则变容二极管D1、D2并联在电感L2两端。当调节电位器W1时Dl、D2两端的反向偏压随之改变，从而改变了D1和D2的结电容Cj，也就改变了振荡电路的等效电感，使振荡频率发生变化。其交流等效电路如图7-2所示。
3．晶体压控振荡器
开关S1的l接通或2接通，S2的2接通，就构成了晶体压控振荡器。