高频电子线路实验指导书正文(update).doc

前 言

实验是学习电子技术的一个重要环节。对巩固和加深课堂教学内容，提高学生实际动手技能，培养科学作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础具有重要作用。
本实验教程是为配合《高频电子线路》课程的理论教学，配合上海爱仪电子设备有限公司研制的ASGP-1高频电子线路实验系统的使用而编写的。
本书在编写时参考了上海爱仪电子设备有限公司编写的《ASGP-1高频电子线路实验系统实验指导书》。在此基础上，结合教学实验的需要，进行了重新编写，并对错漏之处作了纠补。在编写过程中，上海爱仪电子设备有限公司的高级工程师张向东、孙伟众、王义康等同志亦提供了有益的帮助，特向他们表示衷心的感谢。由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免会有疏漏，甚或谬误之处，恳请老师和同学们批评指正。

编者
实验要求
1. 实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：
1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。
2）完成各实验“预习要求”中指定的内容。
3）熟悉实验任务。
4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
2. 使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。
3. 实验时接线要认真，相互仔细检查，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. 高频电路实验注意：
1）将实验板插入主机插座后，即已接通地线，但实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。接地点必须接触良好。以减少干扰。
3）做放大器实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. 实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导老师。找出原因、排除故障，经指导老师同意再继续实验。
6. 实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。
7. 实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象）。所记录的实验结果经指导老师审阅签字后再拆除实验线路。
8. 实验结束后，必须关断电源、拨出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
9. 实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
实验一览表
实验序号
实验名称
实验主要内容/知识点
需用的
实验系统
需用的
实验仪器
一
单调谐回路
谐振放大器
· 放大器静态工作点
· LC并联谐振回路
· 单调谐放大器幅频特性
实验板1
实验板6
双踪示波器
AS1637
万用表
二
双调谐回路
谐振放大器
· 双调谐回路
· 电容耦合双调谐放大器
· 放大器动态范围
实验板1
实验板6
双踪示波器
AS1637
万用表
三
高频谐振
功率放大器
· 谐振功放基本工作原理
· 谐振功放工作状态，计算
· VCC和负载变化对谐振功放工作的影响
实验板2
双踪示波器
AS1637
万用表
四
电容三点式
LC振荡器
· 三点式LC振荡器
· 克拉泼电路
· 工作点、耦合电容、反馈系数、Q值对振荡器工作的影响
实验板1
双踪示波器
频率计
万用表
五
石英晶体
振荡器
· 石英晶体振荡器
· 串联型晶体振荡器
· 工作点、微调电容、负载电阻对晶振工作的影响
实验板1
双踪示波器
频率计
万用表
六
振幅调制器
· 幅度调制
· 模拟乘法器实现幅度调制
· MC1496四象限模拟相乘器
实验板3
双踪示波器
AS1637
低频信号发生器
万用表
七
振幅解调器
· 振幅解调
· 二极管包络检波
· 模拟乘法器实现同步检波
实验板3
双踪示波器
AS1637
万用表
低频信号发生器
八
变容二极管
调频器
· 频率调制
· 变容二极管调频
· 静态、动态调制特性
实验板4

双踪示波器
频率计
万用表
低频信号发生器
九
电容耦合回路相位鉴频器
· FM波的解调
· 电容耦合回路相位鉴频器
· S形鉴频特性
实验板4
实验板6

双踪示波器
AS1637
万用表
低频信号发生器
十
LM566组成的频率调制器
· LM566组成
· LM566组成的调频器原理
实验板5

双踪示波器
频率计
万用表
低频信号发生器

十一
LM565组成的频率解调器
· LM565组成
· LM565组成的鉴频器原理
实验板5

双踪示波器
万用表
低频信号发生器
十二
三角波－正弦波变换器
· 三角波－正弦波变换原理
· 三角波－正弦波变换方法

双踪示波器
稳压电源

目 录

实验一 单调谐回路谐振放大器 - 5 -
实验二 双调谐回路谐振放大器 - 10 -
实验三 高频谐振功率放大器 - 13 -
实验四 电容三点式LC振荡器 - 17 -
实验五 石英晶体振荡器 - 22 -
实验六 振幅调制器 - 25 -
实验七 振幅解调器 - 29 -
实验八 变容二极管调频器 - 33 -
实验九 电容耦合回路相位鉴频器 - 36 -
实验十 LM566组成的频率调制器 - 40 -
实验十一 LM565组成的频率解调器 - 43 -
实验十二 正弦波振荡电路设计 - 46 -
附录 通信原理与高频电路实验室仪器操作规程 - 49 -
参考文献 - 52 -

实验一 单调谐回路谐振放大器
—、实验准备
1． 做本实验时应具备的知识点：
· 放大器静态工作点
· LC并联谐振回路
· 单调谐放大器幅频特性
2．做本实验时所用到的仪器：
· 实验板1（调谐放大电路及通频带扩展电路单元，简称单调谐放大器单元）
· 实验板6（宽带检波器）
· 双踪示波器
· AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪）
· 万用表
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2．熟悉放大器静态工作点的测量方法。
3．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响。
4．掌握用扫频仪测量放大器幅频特性的方法。
三、实验内容
1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点。
2．采用扫频法（以AS1637作为扫频仪）测量单调谐放大器的幅频特性。
3．用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。
4．用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。

四、基本原理
1．单调谐回路谐振放大器原理
单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。
2．单调谐回路谐振放大器实验电路
单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。
五、实验步骤
1．AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置

图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路
⑴ 频率定标
频率定标的目的是为频率特性设定频标。每一频标实为某一单频正弦波的频谱图示。
1）频率定标个数：共设8点频率，并存储于第0~7存储单元内。若把中心频率10.7MHz置于第3单元内，且频率间隔取为1MHz，则相应地有：0单元—7.7 MHz，1单元—8.7 MHz，…，7单元—14.7 MHz。
2）频率定标方法
① 准备工作：对频率范围、工作方式、函数波形作如下设置。
(ⅰ) 频率范围：2MHz~16MHz范围（按“频段手动递增/减”按键调整）；
（ⅱ）工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗）；
（ⅲ）函数波形：正弦波。
② 第0单元频率定标与存储
(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为7700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为7.7 MHz）；
（ⅱ）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为0；
（ⅲ）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把7.7 MHz频率存入第0单元内。
③ 第1单元频率定标与存储
(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为8700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为8.7 MHz）；
（ⅱ）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮（只需顺时针旋转1格），使存储单元编号显示为1；
（ⅲ）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把8.7 MHz频率存入第1单元内。
④ 依此类推，直到把14.7 MHz频率存入第7单元内为止。
⑵ 其他参数设置
① 扫描时间设置为20ms，即示波器上显示的横坐标（频率）的扫描时间为20ms。设置方法为：按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时间显示为0.020s；
② 工作方式又设置为线性扫描，即示波器上显示的横坐标（频率）为线性坐标。设置方法为：再按“工作方式”键，使INT LINEAR灯点亮；
③ 输出幅度设置为50mV。设置方法为：使“﹣40dB”衰减器工作，并调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出显示为50mV（峰-峰值）。
2．实验准备
⑴ 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1左上方单元（单调谐放大器单元）的电源开关（K7）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。
3．单调谐回路谐振放大器静态工作点测量
⑴ 取射极电阻R4=1kW（接通K4，断开K5、K6），集电极电阻R3=10kW（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE、VC，并填入表1.1内。（R1=15 kΩ，R2=6.2 kΩ）
表1.1
射极偏置电阻
实测(V)
计算(V,mA)
晶体管工作于放大区?
理由
VB
VE
VC
VBE
VCE
IC
是
否
R4=1kW
3.465
2.807
11.89
0.658
9.083

R4=510W
3.422
2.754
11.88
0.668
9.126

R4=2kW
3.488
2.847
11.89

⑵ 当R4分别取510W（接通K5，断开K4、K6）和2kW（接通K6，断开K4、K5）时，重复上述过程，将结果填入表1.1，并进行比较和分析。
4．单调谐回路谐振放大器幅频特性测量
一般说来，有两种方法用来对一个系统的幅频特性进行测量：点测法和扫频法。这里采用扫频法，并以AS1637作为扫频仪，步骤如下。
⑴ 实验准备
先按图1-3所示的方法对AS1637、实验板1上的单调谐放大器单元、实验板6（宽带检波器）、双踪示波器进行连接，说明如下。
图1-3扫频法测量幅频特性实验框图
· AS1637的输出信号（OUTPUT 50W）连接到单调谐放大器的IN端，以对输入信号进行放大。
· 单调谐放大器的输出（OUT）
连接到实验板6的信号输入端，以对输入信号进行检波。
· AS1637背面板上的频标输出（MARKER OUT）连接到实验板6的频标输入端。实验板6把已检波的信号与频标混合后输出。
· 实验板6的混合输出端连接到双踪示波器CH2（Y）端上。
· AS1637背面板上的锯齿输出（SAWTOOTH OUT）连接到双踪示波器CH1（X）端上。此时需把示波器水平扫描调节旋钮置于“X-Y”档，该CH1输入即用作为外同步信号，便可在示波器上观测到带频标刻度的放大器幅频特性（有回扫）。改变CH1量程可调节横坐标（时间轴）比例，改变CH2量程可调节纵坐标（幅度）比例。
⑵ 幅频特性测量
仍取R3=10kW、R4=1kW，观测放大器幅频特性，并作如下调试：
· 调实验板6上的“频标幅度”旋钮，可调节频标高度；
· 调实验板1上的单调谐放大器的电容C3，可调节谐振频率点；
· 调AS1637的输出幅度（AMPL）旋钮，可调节频率特性幅度。
最后，把谐振频率调节到10.7MHz，记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。
⑶ 观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R4的大小，可改变静态工作点。观察并记录幅频特性曲线的变化规律。
⑷ 观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R3的大小，观察并记录幅频特性曲线的变化规律。
六、实验报告要求
1．画出图1-2电路的直流通路，计算放大器直流工作点，并与实测结果作比较。
2．对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。
3．对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。
4．总结由本实验所获得的体会。
实验二 双调谐回路谐振放大器

—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点：
· 双调谐回路
· 电容耦合双调谐回路谐振放大器
· 放大器动态范围
· AS1637函数信号发生器使用说明（参阅附录）
2．做本实验时所用到的仪器：
· 实验板1（双调谐放大电路单元）
· 实验板6（宽带检波器）
· 双踪示波器
· AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪和高频信号源）
· 万用表

二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2．熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响。
3．了解放大器动态范围的概念和测量方法。

三、实验内容
1．采用扫频法测量双调谐放大器的幅频特性（以AS1637作为扫频仪）。
2．用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响(单峰特性、双峰特性)。
3．用示波器观察放大器动态范围（以AS1637作为高频信号源）。

四、基本原理
1．双调谐回路谐振放大器原理

顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图2-1所示。
与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图2-1中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。为了减小晶体管和下级负载对回路的影响，它们对L1、L2的接入均采用了部分接入。
2．双调谐回路谐振放大器电路

图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路
双调谐回路谐振放大器电路如图2-2所示，其基本部分与图2-1相同。图中，C3、C6用来对初、次级回路调谐，K1、K2、K3用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。

五、实验步骤
1．AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置
与实验一中的方法完全相同。
2．实验准备
⑴ 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1右上方单元（双调谐放大电路单元）的电源开关（K4）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。
3．双调谐回路谐振放大器幅频特性测量
⑴ 实验准备
先对AS1637、实验板1上的双调谐放大器、实验板6（宽带检波器）、双踪示波器进行连接，其方法与图1-3所示的方法相同，只是单调谐放大器应改为双调谐放大器而已。
⑵ 单峰（幅频）特性测量
取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），然后反复调整C3、C6，使两个回路均调谐在10.7MHz，并使放大器幅频特性为单峰。记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。
⑶ 双峰（幅频）特性测量
取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3断开）和C7=12pF（K3接通，K1、K2断开）进行测量，并作记录（应观察到双峰）。当C7=12pF时，中心频率可能发生偏移，此时应反复调整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。记下C7=12pF时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。
4．放大器动态范围测量
⑴ 实验准备
① 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），并反复调整C3、C6，使特性曲线仍为单峰，且谐振于10.7MHz。
② AS1637输出信号（OUTPUT 50W）仍连接到双调谐放大电路的IN端（并以示波器CH1监视），放大电路的输出（OUT）端改接到示波器CH2上。断开示波器与实验板6的连接，示波器水平扫描则处于常规状态。
③ AS1637设置
(ⅰ) 工作方式设置为内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗），此时AS1637工作于信号源方式。
(ⅱ) 按“REC”键，相应指示灯亮，调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为3；
（ⅲ）再按“REC”键，相应指示灯变暗，表明已将10.7 MHz频率从第3单元内读出，于是AS1637输出10.7 MHz正弦波。
⑵ 放大器动态范围测量
从AS1637上读取放大器输入电压幅度值，以示波器CH1监视双调谐放大器的输入波形，从示波器CH2上监测放大器输出波形，并读取输出幅度值，便可监视放大器失真，并计算放大器电压放大倍数值。改变AS1637的输出信号幅度，并把数据填入表2.1。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，输出波形开始畸变（失真），放大倍数开始下降。
表2.1
放大器输入(mV)
20
40
60
80
100
150
200
250
300

放大器输出(V)

放大器电压放大倍数

六、实验报告要求
1．画出耦合电容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三种情况下的幅频特性，计算-3dB带宽，并由此说明单峰特性和双峰特性的优缺点。
2．当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？
3．画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。若把放大器的动态范围定义为放大倍数下降1dB时对应的输入电压幅度，试求本放大器的动态范围。
4．总结由本实验所获得的体会。

实验三 高频谐振功率放大器
—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点：
· 谐振功率放大器的基本工作原理（基本特点，电压、电流波形）
· 谐振功率放大器的三种工作状态，功率、效率计算
· 集电极电源电压VCC和集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响
2．做本实验时所用到的仪器：
· 实验板2（丙类高频功率放大电路单元）
· 双踪示波器
· AS1637函数信号发生器（用作为高频信号源）
· 万用表
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2．熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。
3．了解集电极电源电压VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。
三、实验内容
1．用示波器监测两级前置放大器的调谐。

2．观察谐振功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。
3．观察并测量集电极电源电压VCC变化对谐振功率放大器工作的影响。
4．观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。
四、基本原理
1．高频谐振功率放大器原理
图3-1 丙类功率放大器原理电路
高频谐振功率放大器原理电路如图3-1所示。图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类。C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。
2．高频谐振功率放大器电路
高频谐振功率放大器电路如图3-2所示，其第3级部分与图3-1相同。BG1、BG2是两级前置放大器，C2、C6用以调谐，A、B点用作为这两级的输出测试点。BG3为末级丙类功率放大器，当K4断开时可在C、D间串入万用表（直流电流档），以监测IC0值。同时，E点可近似作为集电极电流iC波形的测试点（R10=10Ω，C9=100pF，因而C9并未对R10构成充分的旁路）。K1~K3用以改变集电极负载电阻。

图3-2 高频谐振功率放大器实验电路
五、实验步骤
1．实验准备
⑴ 在箱体右下方插上实验板2（丙类高频功率放大电路单元）。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板2右上方的电源开关（K5）拨到上面的ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。
⑶ AS1637输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波，并连接到实验板2的输入（IN）端上。
2．两级前置放大器调谐
先将C、D两点断开（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（带钩）探头接A点，（监测第1级输出），调C2使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。 再把示波器高阻（带钩）探头接B点，（监测第2级输出），调C6使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。需要时，亦可把示波器探头接在B点上，再反复调节C2、C6，使输出幅度最大。
3．末级谐振功率放大器（丙类）测量
⑴ 谐振功率放大器工作状态观察
① 实验准备
(ⅰ) 接通开关K4（拨到“ON”）；
(ⅱ) 示波器CH1连接到实验板2的OUT点上；
(ⅲ) 示波器CH2以高阻（带钩）探头连接到E点上。
② 逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT点）和集电极电流波形（E点）。可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大，说明放大器工作于欠压状态。
③ 当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷，说明放大器已进入到过压状态。
⑵ 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响
① VIp-p(AS1637输出信号)为100mV时的测量
(ⅰ) 取R12=120W (接通K1，断开K2、K3) 时的测量
用示波器观察功放级的输入、输出电压波形（B点、OUT点），并测量输入、输出电压峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值IC0，并把结果填入表3.1中。测量IC0的方法是：在C、D两点间串入万用表（直流电流，200mA档），再断开K4，便可读得IC0值，然后接通K4，取走表笔。
(ⅱ) 取R12=75W时的测量：接通K2，断开K1、K3，重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响。
(ⅲ) 取R12=50W时的测量：接通K3，断开K1、K2，再重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。
② VIp-p为200mV时的测量：重复①。
⑶ 集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响
实验板2右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V电源（相应指示灯点亮），重做⑵，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表3.1。
说明：① 表中“计算”列内各符号的含义如下：Ic1m ——集电极电流基波振幅；Po——集电极输出功率；PD——集电极直流电源供给功率；Pc——集电极耗散功率；hc——集电极效率。
② 作计算时应注意：在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值，而在教材的计算公式中则常用振幅值，两者相差一倍。

表3.1
测试条件
实测
计算
Vbp-p (V)
Vcp-p (V)
Ic0
(mA)
Ic1m
(mA)
Po
(mW)
PD
(mW)
Pc
(mW)
hc
VCC=
12V
VIp-p=
100mV
R12=120W

R12=75W

R12=50W

VIp-p=
200mV
R12=120W

R12=75W

R12=50W

VCC=
5V
VIp-p=
100mV
R12=120W

R12=75W

R12=50W

VIp-p=
200mV
R12=120W

R12=75W

R12=50W

六、实验报告要求
1．根据实验测量数据，计算各种情况下的Ic1m、Po、PD、Pc、hc。
2．对实验结果进行分析，说明输入信号振幅Vbm、集电极电源电压VCC、集电极负载对谐振功率放大器工作的影响（工作状态，电压、电流波形，功率、效率）。
3．倘若实验结果与理论学习时的结论不一，请分析其可能存在的原因。
4．总结由本实验所获得的体会。
实验四 电容三点式LC振荡器
—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点：
· 三点式LC振荡器
· 克拉泼电路
· 静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响
2．做本实验时所用到的仪器：
· 实验板1（LC振荡器电路单元）
· 双踪示波器
· 频率计
· 万用表
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能。
3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。
4．熟悉不同反馈系数时，静态工作点变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验内容
1．用万用表进行静态工作点测量，用示波器观察振荡器的停振、起振现象。
2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。

3．观察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响。

四、基本原理
1．电容三点式LC振荡器原理
电容三点式LC振荡器的交流通路如图4-1所示。由图可见，这是一种克拉泼电路，C5是耦合电容，通常应满足C5＜C3、C4。若把C5与L1、R5互换位置，则与一般克拉泼电路画法相同。
⑴ 振荡频率fosc
令C = C3∥C4∥C5，则有。
若取，则可算得。
若取，则可算得。
⑵ 起振条件：。
① ，是晶体管跨导。显然，静态工作点电流会影响。
② ，是电压反馈系数。
③ Re是等效到晶体管C（集电极）、B（基极）两端的总（谐振）电阻。
若令，则R5等效到C、B两端的电阻为，
又，R4等效到C、B两端的电阻为，
于是，Re = R5′∥R4′=∥。

图4-2 电容三点式LC振荡器实验电路

④ 根据以上分析，总结各参数如何影响起振条件的。
2．电容三点式LC振荡器电路
电容三点式LC振荡器实验电路如图4-2所示。图中，C1是旁路电容，C2是隔直流电容。显然，若把C1、C2短路，并在此基础上画出交流通路，则就是图4-1所示的电路。图4-2中，W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）；K1、K2、K3用来改变C3，K4、K5、K6用来改变C4，从而改变电压反馈系数；K7、K8、K9用来改变R5，从而改变回路谐振电阻；K10、K11、K12用来改变C5，从而改变振荡频率，亦改变耦合程度。当然，它们都会影响起振条件。
五、实验步骤
1．实验准备
⑴ 在箱体右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1右下方单元（LC振荡器电路单元）的电源开关（K13）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。
2．静态工作点测量
⑴ 先不接反馈电容C3（即把 K1～K3均置OFF位置），并取C4=1000pF（K4置ON位置），用示波器探头接本单元OUT端，观察振荡器停振时的情形。
⑵ 改变电位器W1可改变BG1的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。记下VE的最大值，并计算相应的IE值（R4=1kΩ）：
。
3．静态工作点变化对振荡器工作的影响
⑴ 实验初始条件：IEQ=2.5mA（调W1达到），C3=100pF（接通K1，断开K2、K3），C4=1000pF（接通K4，断开K5、K6），R5=110kΩ（接通K7，断开K8、K9），C5=51pF（接通K10，断开K11、K12）。
⑵ 调节电位器W1以改变晶体管静态工作点IEQ，使其分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。
表4.1
IEQ(mA)
0.8
1,0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4,5
5.0
f(MHz)

Vp-p(V)

4．耦合电容C5变化对振荡器工作的影响
表4.2
C5(pF)
51
100
150
Vp-p(V)

f(MHz)

⑴ 实验初始条件：同3⑴。
⑵ 改变耦合电容C5，使其分别为51pF、100pF、150pF（分别单独接通K10、K11、K12），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.2。
表4.3
C3/C4(pF)
100/1000
120/680
680/120
Vp-p(V)

f(MHz)

5．电压反馈系数(分压比) 变化对振荡器工作的影响
① 实验初始条件：同3⑴。
② 同步改变C3/C4，使其分别为100/1000pF，120/680pF，680/120pF（分别单独同步地接通开关K1/K4、K2/K5、K3/K6），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.3。
6．等效Q值变化（负载电阻变化）对振荡器工作的影响
表4.4
R5(kΩ)
110
10
1
Vp-p(V)

f (MHz)

⑴ 实验初始条件：同3⑴。根据具体情况，亦可把接通K10改为接通K11，即把耦合电容C5加大。
⑵ 改变负载电阻R5（亦就改变了等效Q值），使其分别为110kΩ、10kΩ、1kΩ（分别单独接通K7、K8、K9），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.4。
需注意：频率计读数的后几位跳动变化的情况。
7．不同反馈系数时静态工作点变化对振荡幅度的影响
⑴ 实验初始条件：同3⑴。此后在做本实验时，需保持C5 = 51pF（单独接通K10）、R5 = 110 kΩ（单独接通K7）不变，但令C3、C4同步变化，即开关K1/K4、K2/K5、K3/K6应同步地接通或断开。
⑵ 取C3=l00pF、C4=1000pF（K1、K4置“ON”位置），此时分压比C3/C4=0.1，反馈系数F=0.091。调电位器W1使静态工作点电流IE分别为表4.5所标各值，用示波器观察振荡波形，测量输出振荡幅度Vp-p，并填入表4.5。
⑶ 取C3=120pF、C4=680pF（K2、K5置“ON”位置），此时分压比C3/C4=0.176，反馈系数F=0.15，重复做⑵的内容。
⑷ 取C3=680pF、C4=120pF（K3、K6置“ON”位置），此时分压比C3/C4=5.67，反馈系数F=0.85，重复做⑵的内容。
表4.5
IEQ(mA)
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
C3=100pF,C4=1200pF
Vp-p (V)

C3=120pF,C4=680pF
Vp-p (V)

C3=680pF,C4=120pF
Vp-p (V)

最后指出：做本实验时，可能发生振荡器输出波形失真或停振现象，此时可先把该现象记下来。必要时，可改变其他参数，使振荡器重新起振。
六、实验报告要求
1．根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对振荡器起振条件的影响。
2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。
3．总结由本实验所获得的体会。
实验五 石英晶体振荡器
—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点：
· 石英晶体振荡器
· 串联型晶体振荡器
· 静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响
2．做本实验时所用到的仪器：
· 实验板1（石英晶体振荡器电路单元）
· 双踪示波器
· 频率计
· 万用表
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2．掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。
3．熟悉静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响
4．感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。
三、实验内容
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