高頻電子線路實驗指導書高頻電子線路實驗箱簡介

1、高頻電子線路實驗箱簡介thcgp-1型儀器介紹 信號源：本實驗箱提供的信號源由高頻信號源和音頻信號源兩部分組成，兩種信號源的參數(shù)如下：1） 高頻信號源輸出頻率范圍：0.4mhz45mhz(連續(xù)可調)；頻率穩(wěn)定度：10e4；輸出波形：正弦波；輸出幅度：1vp-p 輸出阻抗：75。2） 低頻信號源： 輸出頻率范圍：0.2khz20 khz（連續(xù)可調）；頻率穩(wěn)定度：10e4；輸出波形：正弦波、方波、三角波；輸出幅度：5vp-p； 輸出阻抗：100。信號源面板如圖所示使用時,首先按下“power”按鈕，電源指示燈亮。高頻信號源的輸出為rf1、rf2，頻率調節(jié)步進有四個檔位：1khz、20khz、500

2、khz、1mhz檔。按頻率調節(jié)選擇按鈕可在各檔位間切換，為1khz、20khz、500khz檔時相對應的led亮，當三燈齊亮時，即為1mhz檔。旋轉高頻頻率調節(jié)旋鈕可以改變輸出高頻信號的頻率。另外可通過調節(jié)高頻信號幅度旋鈕來改變高頻信號的輸出幅度。音頻信號源可以同時輸出正弦波、三角波、方波三種波形，各波形的頻率調節(jié)共用一個頻率調節(jié)旋鈕，共有2個檔位：2khz、20khz檔。按頻率檔位選擇可在兩個檔位間切換，并且相應的指示燈亮。調節(jié)音頻信號頻率調節(jié)旋鈕可以改變信號的頻率。分別改變三種波形的幅度調節(jié)旋鈕可以調節(jié)輸出的幅度。 本信號源有內調制功能，“fm”按鈕按下時，對應上方的指示燈亮，在rf1和r

3、f2輸出調頻波，rf2可以外接頻率計顯示輸出頻率。調頻波的音頻信號為正弦波，載波為信號源內的高頻信號。改變“fm頻偏”旋鈕調節(jié)輸出的調頻信號的調制指數(shù)。按下“am”按鈕時，rf1、rf2輸出為調幅波，同樣可以在rf2端接頻率計觀測輸出頻率。調節(jié)“am調幅度”可以改變調幅波的幅度。面板下方為5個射頻線插座?！皉f1”和“rf2”插孔為400khz45mhz的正弦波輸出信號，在做實驗時將rf1作為信號輸出，rf2接配套的頻率計觀測頻率。另外3個射頻線插座為音頻信號3種波形的輸出：正弦波、三角波、方波，頻率范圍為0.2k至20khz。 等精度頻率計（1） 等精度頻率計面板示意圖： （2）等精度頻率計

4、參數(shù)如下： 頻率測量范圍：20hz100mhz 輸入電平范圍：100mv5v 測量誤差：510-51個字 輸入阻抗：1m/40pf （3）使用說明： 頻率顯示窗口由五位數(shù)碼管組成，在整個頻率測量范圍內都顯示5位有效位數(shù)。按下電源開關，電源指示燈亮，此時頻率顯示窗口的五位數(shù)碼管全顯示8.，且三檔頻率指示燈同時亮，約兩秒后五位數(shù)碼全顯示0，再進入測量狀態(tài)。若輸入信號的頻率在20.000hz999.99hz范圍內，hz指示燈亮；輸入信號的頻率在1.0000khz999.99khz范圍內，khz指示燈亮；輸入信號的頻率在1.0000mhz以上，mhz指示燈亮；當輸入信號小于100khz時，應按下頻率選

5、擇按鈕，此時頻率選擇指示燈亮；當輸入信號大于100khz時，應彈開頻率選擇按鈕，此時頻率選擇指示燈滅。產品布局簡圖實驗一高頻小信號調諧放大器實驗一、實驗目的1掌握小信號調諧放大器的基本工作原理。2掌握諧振放大器電壓增益、通頻帶、選擇性的定義、測試及計算。3了解高頻小信號放大器動態(tài)范圍的測試方法。二、實驗原理圖1-1（a） 單調諧小信號放大 圖1-1（b） 雙調諧小信號放大（一）單調諧放大器小信號諧振放大器是通信機接收端的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大。其實驗單元電路如圖1-1（）所示。該電路由晶體管、選頻回路二部分組成。它不僅對高頻小信號進行放大，而且還有一定的選頻作用。本實

6、驗中輸入信號的頻率?；鶚O偏置電阻、和射極電阻決定晶體管的靜態(tài)工作點?？勺冸娮韪淖兓鶚O偏置電阻將改變晶體管的靜態(tài)工作點，從而可以改變放大器的增益。表征高頻小信號調諧放大器的主要性能指標有諧振頻率，諧振電壓放大倍數(shù)，放大器的通頻帶bw及選擇性（通常用矩形系數(shù)來表示）等。放大器各項性能指標及測量方法如下：1諧振頻率放大器的調諧回路諧振時所對應的頻率稱為放大器的諧振頻率，對于圖1.1（）所示電路（也是以下各項指標所對應電路），的表達式為式中，l為調諧回路電感線圈的電感量；c為調諧回路的總電容，c的表達式為式中，為晶體管的輸出電容；為晶體管的輸入電容；為初級線圈抽頭系數(shù)為次級線圈抽頭系數(shù)。諧振頻率的測量

7、方法是：用掃頻儀作為測量儀器，測出電路的幅頻特性曲線，調變壓器t的磁芯，使電壓諧振曲線的峰值出現(xiàn)在規(guī)定的諧振頻率點。2電壓放大倍數(shù)放大器的諧振回路諧振時，所對應的電壓放大倍數(shù)稱為調諧放大器的電壓放大倍數(shù)。的表達式為式中，為諧振回路諧振時的總電導。要注意的是本身也是一個復數(shù)，所以諧振時輸出電壓與輸入電壓相位差不是而是為。的測量方法是：在諧振回路已處于諧振狀態(tài)時，用高頻電壓表測量圖1-1（）中輸出信號及輸入信號的大小，則電壓放大倍數(shù)由下式計算：或3通頻帶由于諧振回路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習慣上稱電壓放大倍數(shù)下降到諧振電壓放大倍數(shù)的0.707倍時所對應的頻率

8、偏移稱為放大器的通頻帶bw，其表達式為bw式中，為諧振回路的有載品質因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶bw的關系為上式說明，當晶體管選定即確定，且回路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶bw的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。圖1-2 諧振曲線通頻帶bw的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量方法可以是掃頻法，也可以是逐點法。逐點法的測量步驟是：先調諧放大器的諧振回路使其諧振，記下此時的諧振頻率及電壓放大倍數(shù)然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓不變），并測出對應的電壓放大倍數(shù)。由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧

9、振曲線如圖1-2所示?？傻茫和l帶越寬放大器的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻寬。同時又能提高放大器的電壓增益，除了選用較大的晶體管外，還應盡量減小調諧回路的總電容量。如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱信號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。4選擇性矩形系數(shù)調諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)時來表示，如圖1-2所示的諧振曲線，矩形系數(shù)為電壓放大倍數(shù)下降到0.1時對應的頻率偏移與電壓放大倍數(shù)下降到0.707時對應的頻率偏移之比，即上式表明，矩形系數(shù)越小，諧振曲線的形狀越接近矩形，選擇性越好，反之亦然。一般單級調諧放大器的選擇性較差（矩形系數(shù)遠大于1），為提高放

10、大器的選擇性，通常采用多級單調諧回路的諧振放大器?？梢酝ㄟ^測量調諧放大器的諧振曲線來求矩形系數(shù)。（二）雙調諧放大器雙調諧放大器具有頻帶較寬、選擇性較好的優(yōu)點。雙調諧回路諧振放大器是將單調諧回路放大器的單調諧回路。其原理基本相同。1電壓增益為2通頻帶3選擇性矩形系數(shù) 三、實驗步驟（一）單調諧小信號放大器單元電路實驗1根據(jù)電路原理圖熟悉實驗板電路，并在電路板上找出與原理圖相對應的各測試點通訊可調器件（具體指出）。2按下面框圖（圖1-3）所示搭建好測試電路。 圖1-3 高頻小信號調諧放大器測試連接框圖注：圖中符號表示高頻連接線3打開小信號調諧放大器的電源開關，并觀察工作指示燈是否點亮，紅燈為12v電

11、源指示燈，綠燈為-12v電源指示燈。（以后實驗步驟中不再強調打開實驗模塊電源開關步驟）4調整晶體管的靜態(tài)工作點：在不加輸入信號時用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻兩端的電壓（即 ）和兩端的電壓（即 ），調整可調電阻，使 ，記下此時的 、 ，并計算出此時的 。5按下信號源和頻率計的電源開關，此時開關下方的工作指示燈點亮。6調節(jié)信號源“rf幅度”和“頻率調節(jié)”旋鈕，使輸出端口“rf1”和“rf2”輸出頻率為12mhz的高頻信號。將信號輸入到2號板的j4口。在th1處觀察信號峰峰值約為50v。7調諧放大器的諧振回路使其諧振在輸入信號的頻率點上：將示波器探頭連接在調諧放大器的輸出端即th2上，調節(jié)示波

12、器直到能觀察到輸出信號的波形，再調節(jié)中周磁芯使示波器上的信號幅度最大，此時放大器即被調諧到輸入信號的頻率點上。8測量電壓增益在調諧放大器對輸入信號已經(jīng)諧振的情況下，用示波器探頭在th1和th2分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，則 即為輸出信號與輸入信號幅度之比。9測量放大器通頻帶對放大器通頻帶的測量有兩種方式，其一是用頻率特性測試儀（即掃頻儀）直接測量；其二則是用點頻法來測量：即用高頻信號源作掃頻源，然后用示波器來測量各個頻率信號的輸出幅度，最終描繪出通頻帶特性，具體方法如下：通過調節(jié)放大器輸入信號的頻率，使信號頻率在諧振頻率附近變化（以20khz或500khz為步進間隔來變化），并用示波器觀

13、測各頻率點的輸出信號的幅度，然后就可以在如下的“幅度一頻率”坐標軸上標示出放大器的通頻帶特性。10測量放大器的選擇性描述放大器選擇性的最主要的一個指標就是矩形系數(shù)，這里用和來表示：式中，2為放大器的通頻帶；2和2分別為相對放大倍數(shù)下降至0.1和0.01處的帶寬。用第9步中的方法，我們就可以測出2、2和2的大小，從而得到和的值注意：對高頻電路而言，隨著頻率升高，電路分布參數(shù)的影響將越來越大，而我們在理論計算中是沒有考慮到這些分布參數(shù)的，所以實際測試結果與理論分析可能存在一定的偏差。另外，為了使測試結果準確，應使儀器的接地盡可能良好。（二）雙調諧小信號放大器的測試方法和測試步驟與單調諧放大電路基本

14、相同，只是在以下兩個方面稍作改動：其一是輸入信號的頻率改為465khz（峰峰值200v）；其二是在諧振回路的調試時，對雙調諧回路的兩個中周要反復調試才能最終使諧振回路諧振在輸入信號的頻點上，具體方法是，按圖1-3連接好測試電路并打開信號源及放大器電源之后，首先調試放大電路的第一級中周，讓示波器上被測信號幅度盡可能大，然后調試第二級中周，也是讓示波器上被測信號的幅度盡可能大，這之后再重復第一級和第二級中周，直到輸出信號的幅度達到最大，這樣，放大器就已經(jīng)諧振到輸入信號的頻點上了。11同單調諧實驗，做雙調諧實驗，并將兩種調諧電路進行比較。四、實驗報告要求1寫明實驗目的。2畫出實驗電路的直流和交流等效

15、電路。3計算直流工作點，與實驗實測結果比較。4整理實驗數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。五、實驗儀器1高頻實驗箱1臺2雙蹤示波器1臺3萬用表1只4掃頻儀（可選）1臺實驗二集成選頻放大器一、實驗目的1熟悉集成放大器的內部工作原理。2熟悉陶瓷濾波器的選頻特性。3掌握自動增益控制電路（agc）的基本工作原理。二、實驗內容1測量集成選頻放大器的增益。2測量集成選頻放大器的通頻帶。3測量集成選頻放大器的選擇性。三、集成選頻放大器基本原理1.集成選頻放大器的原理圖見下圖由上圖可知，本實驗中涉及到的集成選頻放大器是帶agc（自動增益控制）功能的選頻放大器，放大ic用的是motorola公司的mc1350。2mc1350

16、放大器的工作原理圖2-2為mc1350單片集成放大器的電原理圖。這個電路是雙端輸入、雙端輸出的全差動式電路，其主要用于中頻和視頻放大。圖2-2 mc1350內部電路圖輸入級為共射共基差分對，q1和q2組成共射差分對，q3和q6組成共基差分對。除了q3和q6的射極等效輸入阻抗為q1、q2的集電極負載外，還有q4、q5的射極輸入圖2-1集成選頻放大器的原理圖阻抗分別與q3、q6的射極輸入阻抗并聯(lián)，起著分流的作用。各個等效微變輸入阻抗分別與該器件的偏流成反比。增益控制電壓（直流電壓）控制q4、q5的基極，以改變q4、q5分別和q3、q6的工作點電流的相對大小，當增益控制電壓增大時，q4、q5的工作點

17、電流增大，射極等效輸入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益減小。四、實驗步驟1根據(jù)電路原理圖熟悉實驗板電路，并在電路板上找出與原理圖相對應的各測試點及可調器件（具體指出）。2按下面框圖(圖2-3)所示搭建好測試電路。 圖2-3 集成選 頻放大器測試連接框圖注：圖中符號表示高頻連接線。3打開集成選頻放大器的電源開關4測量電壓增益將4.5m左右的高頻小信號從j2輸入（v），調節(jié)w1使j3輸出幅度最大，用示波器分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，則即為輸出信號與輸入信號幅度之比。5測量放大器通頻帶對放大器通頻帶的測量有兩種方式：其一是用頻率特性測試儀（即掃頻儀）直接測量。其二則是用點頻法來測量：即用高

18、頻信號源作掃頻源，然后用示波器來測量各個頻率信號的輸出幅度，最終描繪出通頻帶特性，具體方法如下：通過調節(jié)放大器輸入信號的頻率，使信號頻率在4.5mhz左右變化，并用示波器觀測各頻率點的輸出信號的幅度，然后就可以在如下的“幅度頻率”坐標上標示出放大器的通頻帶特性。6測量放大器的選擇性描述放大器選擇性的最主要的一個指標就是矩形系數(shù)，這里用和來表示：式中，為放大器的通頻帶；2 和2分別為相對放大倍數(shù)下降至0.1和0.01處的帶寬。用第5步中的方法，我們就可以測出2、2和2的大小，從而得到和的值。五、實驗報告要求1寫明實驗目的。2計算集成選頻放大器的增益。3計算集成選頻放大器的通頻帶。4整理實驗數(shù)據(jù)，

19、并畫出幅頻特性。六、實驗儀器1高頻實驗箱1臺2雙蹤示波器1臺3萬用表1只4掃頻儀（可選）1臺實驗三二極管的雙平衡混頻器一、實驗目的1掌握二極管的雙平衡混頻器頻率變換的物理過程。2掌握晶體管混頻器頻率變換的物理過程和本振電壓和工作電流對中頻輸出電壓大小的影響。3掌握集成模擬乘法器實現(xiàn)的平衡混頻器頻率變換的物理過程。4比較上述三種混頻器對輸入信號幅度與本振電壓幅度的要求。二、實驗內容1研究二極管雙平衡混頻器頻率變換過程和此種混頻器的優(yōu)缺點。2研究這種混頻器輸出頻譜與本振電壓大小的關系。三、實驗原理與電路1二極管雙平衡混頻原理圖3-1 二極管雙平衡混頻器二極管雙平衡混頻器的電路圖示見圖3-1。圖中為

20、輸入信號電壓，為本機振蕩電壓。在負載電阻上產生差頻與和頻，還夾雜有一些其它頻率的無用產物，再接上一個濾波器（圖中未畫出），即可取得所需的混頻頻率。二極管雙平衡混頻器的最大特點是工作頻率極高，可達微波波段，由于二極管雙平衡混頻器工作于很高的頻段。圖3-1中的變壓器一般為傳輸線變壓器。二極管雙平衡混頻器的基本工作原理是利用二極管伏安特性的非線性。眾所周知，二極管的伏安特性為指數(shù)律，用冪級數(shù)展開為當加到二極管兩端的電壓v為輸入信號和本振電壓之和時，項產生差頻與和頻。其它項產生不需要的頻率分量。由于上式中的階次越高，系數(shù)越小。因此，對差頻與和頻構成干擾最嚴重的是的一次方項（因其系數(shù)比項大一倍）產生的輸

21、入信號頻率分量和本振頻率分量。用兩個二極管構成雙平衡混頻器和用單個二極管實現(xiàn)混頻相比，前者能有效的抑制無用產物。雙平衡混頻器的輸出僅包含（）（為奇數(shù)）的組合頻率分量，而抵消了、以及為偶數(shù)（）眾多組合頻率分量。 圖3-2 雙平衡混頻器拆開成兩個單平衡混頻器下面我們直觀的從物理方面簡要說明雙平衡混頻器的工作原理及其對頻率為及的抑制作用。我們將圖3-1所示的雙平衡混頻器拆開成圖3-2（）和（）所示的兩個單平衡混頻器。實際電路中，本振信號大于輸入信號?？梢越普J為，二極管的導通與否，完全取決于的極性。當上端為正時，二極管地d3和d4導通，d1和d2截止，也就是說，圖3-2（）表示單平衡混頻器工作，（）

22、表示單平衡混頻器不工作。若下端為正時，則兩個單平衡混頻器的工作情況對調過來。由圖3-2（）和（）可以看出，單獨作用在上所產生的分量，相互抵消，故上無分量。由產生的分量在上正下負期間，經(jīng)d3產生的分量和經(jīng)d4產生的分量在上均是自上經(jīng)下。即使在一個周期內，也是互相抵消的。但是的大小變化控制二極管電流的大小，從而控制其等效電阻，因此在瞬時值不同情況下所產生的電流大小不同，正是通過這一非線性特性產生相乘效應，出現(xiàn)差頻與和頻。2電路說明如圖3-3所示是四只性能一致的二極管組成環(huán)路，具有本振信號輸入j2和射頻信號輸輸入j5，它們都通過變壓器將單端輸入變?yōu)槠胶廨斎氩⑦M行阻抗變換，tp6為中頻輸出口，是不平衡

23、輸出。在工作時，要求本振信號。使4只二極管按照其周期處于開關工作狀態(tài)，可以證明，在負載的兩端輸出電壓（可在tp6處測量）將會有本振信號的奇次諧波（含基波）與信號頻率的組合分量，即（為奇數(shù)），通過帶通濾波器可以取出所需頻率分量（或）。由于4只二極管完全對稱，所以分別處于兩個對角上的本振電壓和射頻信號不會互相影響，有很好的隔離性；此外，這種混頻器輸出頻譜較純凈，噪聲低，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，工作頻率高，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，缺點是高頻增益小于1。j5：本振信號輸入端（th2為其測試口）j2：射頻信號輸入端（th1為其測試口）tp6：混頻輸出測試口。：帶通濾波器，取出和頻分量：組成調諧放大器，將

24、混頻輸出的和頻信號進行放大，以彌補無源混頻器的損耗（r8為偏置電阻）。四、實驗步驟1熟悉實驗板上各元件的位置及作用；2將、（由3號板提供）的射頻電壓加到j5端，將（由高頻信號源提供）、的本振信號加到j2端（可分別在th2與th1處測其電壓）。3用示波器觀察tp6的波形。4用示波器觀察th3輸出波形。5用頻譜儀觀察輸出頻譜。6用頻率計測量混頻前后波形的頻率。7調節(jié)本振信號電壓與輸入信號電壓相近，重做步驟36。五、實驗報告要求1寫出實驗目的和任務。2計算mix1混頻增益。六、實驗儀器1高頻實驗箱 1臺2雙蹤示波器 1臺3頻譜儀 1臺實驗四模擬乘法混頻一、實驗目的1了解集成混頻器的工作原理。2了解混

25、頻器中的寄生干擾。二、實驗內容1研究平衡混頻器的頻率變換過程。2研究平衡混頻器輸出中頻電壓與輸入本振電壓的關系。3研究平衡混頻器輸出中頻電壓與輸入信號電壓的關系。4研究鏡象干擾。三、實驗原理及實驗電路說明在高頻電子電路中，常常需要將信號自某一頻率變成另一個頻率。這樣不僅能滿足各種無線電設備的需要，而且有利于提高設備的性能。對信號進行變頻，是將信號的各分量移至新的頻域，各分量的頻率間隔和相對幅度保持不變。進行這種頻率變換時，新頻率等于信號原來的頻率與某一參考頻率之和或差。該參考頻率通常稱為本機振蕩頻率。本機振蕩頻率可以是由單獨的信號源供給，也可以由頻率變換電路內部產生。當本機振蕩由單獨信號源供給

26、時，這樣的頻率變換電路稱為混頻器?；祛l器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應管和乘法器。本振用于產生一個等幅的高頻信號，并與輸入信號經(jīng)混頻器后所產生的差頻信號經(jīng)帶通濾波器濾出。本實驗采用集成模擬相乘器作混頻電路實驗。因為模擬相乘器的輸出頻率包含有兩個輸入頻率之差或和，故模擬相乘器加濾波器，濾波器除不需要的分量，取和頻或者差頻二者之一，即構成混頻器。圖4-1 相乘混頻方框圖圖4-2混頻前后的頻譜圖圖4-1所示為相乘混頻器的方框圖。設濾波器濾除和頻，則輸出差頻信號。圖4-2為信號經(jīng)混頻前后的頻譜圖。我們設信號是：載波頻率為的普通調幅波。本機振蕩頻率為。設輸入信號為，本機振蕩信號為由相乘混頻的框

27、圖可得輸出電壓圖4-3為模擬乘法器混頻電路，該電路由集成模擬乘法器mc1496完成。圖4-3 mc1496構成的混頻電路mc1496可以采用單電源供電，也可采用雙電源供電。本實驗電路中采用12v，8v供電。(820)、(820)組成平衡電路，f2為4.5mhz選頻回路。本實驗中輸入信號頻率為，本振頻率。為了實現(xiàn)混頻功能，混頻器件必須工作在非線性狀態(tài)，而作用在混頻器上的除了輸入信號電壓和本振電壓外，不可避免地還存在干擾和噪聲。它們之間任意兩者都有可能產生組合頻率，這些組合信號頻率如果等于或接近中頻，將與輸入信號一起通過中頻放大器、解調器，對輸出極產生干涉，影響輸入信號的接收。干擾是由于混頻器不滿

28、足線性時變工作條件而形成的，因此不可避免地會產生干擾，其中影響最大的是中頻干擾和鏡象干擾。四、實驗步驟1打開電源開關，觀察對應的發(fā)光二極管是否點亮，熟悉電路各部分元件的作用。2用實驗的信號源做本振信號，將頻率（幅度 左右）的本振信號從j8處輸入（本振輸入處），在相乘混頻器的輸出端j9處用雙蹤示波器觀察輸出中頻信號波形。3將頻率（幅度 左右）的高頻信號（由3號板提供）從相乘混頻器的輸入端j7輸入，用示波器觀察j9處中頻信號波形的變化。4用示波器觀察th8和th9處波形。5改變高頻信號電壓幅度，用示波器觀測，記錄輸出中頻電壓的幅度，并填入表4-1。vsp-p(mv)200300400vip-p(m

29、v)6改變本振信號電壓幅度，用示波器觀測，記錄輸出中頻電壓的幅值，并填入表4-2。vlp-p(mv)200300400500600vip-p(mv)7用頻率計測量混頻前后波形的頻率。8鏡象干涉頻率的觀測（需外接信號源代替號板）緩慢將高頻信號發(fā)生器的輸出頻率從4.2mhz調至13.2mhz，用示波器的雙路觀測載波中頻波形變化，并驗證下列關系：鏡象-載波=2中頻9.混頻的綜合觀察（需外接信號源代替號板）令外接信號源輸出一個由1k音頻信號調制的載波頻率為4.2mhz的調幅波，作為本實驗的載波輸入，本振信號不變，用示波器對比觀察j9處的調制信號波形。五、實驗報告要求1整理實驗數(shù)據(jù)，填寫表格4-1和4-

30、2。2繪制步驟2、3、4、9中所觀測到的波形圖，并作分析。3在幅頻坐標中繪出本振頻率與載波頻率和鏡象干擾頻率之間的關系，思考如何減小鏡像干擾。4歸納并總結信號混頻的過程。六、實驗儀器1高頻實驗箱 1臺2雙蹤示波器 1臺實驗五三極管變頻一、實驗目的1掌握晶體三極管變頻器變頻的物理過程。2了解本振電壓和工作電流對中頻輸出電壓大小的影響。3了解統(tǒng)調概念。二、實驗內容1研究晶體管混頻器的頻率變換過程。2掌握如何調整中頻頻率。3學會調整頻率范圍。三、實驗原理及實驗電路說明變頻電路是時變參量線性電路的一種典型應用。如一個振幅較大的振蕩電壓（使器件跨導隨此頻率的電壓作周期變化）與幅度較小的外來信號同時加到作

31、為時變參量線性電路的器件上，則輸出端可取得此二信號的差頻或和頻，完成變頻作用。如果此器件本身既產生振蕩電壓又實現(xiàn)頻率變換（變頻），則稱為自激式變頻器或簡稱變頻器。如果此非線性器件本身僅實現(xiàn)頻率變換，本振信號由另外器件產生，則稱為混頻器。包括產生本振信號的器件在內的整個電路，稱為他激式變頻器。圖5-1 變頻原理方框圖變頻器的原理方框圖如圖5-1所示。變頻器常用在超外差接收機中，功能是將載波為（高頻）的已調波信號不失真地變換為另一載頻（固定中頻）的已調波信號，而保持原調制規(guī)律不變。例如在調幅廣播接收機中，混頻器將中心頻率為5351605khz的已調波信號變換為中心頻率為465khz的中頻已調波信號

32、。變頻的用途十分廣泛。除在各類超外差接收機中應用外，在頻率合成器中為了產生各波道的載波振蕩，也需要采用變頻器來進行頻率變化及組合；在多路微波通信中，微波中繼站的接收機把微波頻率變換為中頻，轉發(fā)進行放大，取得足夠的增益后，再利用變頻器把中頻變換為微波頻率，轉發(fā)至下一站。此外，在測量儀器中如外差頻率計、微伏計等也都采用變頻器。三極管變頻電路圖如圖5-2所示。為變頻管，作用是把通過輸入調諧電路收到的不同頻率的電臺信號（高頻信號）變換成固定的465khz的中頻信號。、cc1等元件組成本機振蕩電路，它的作用是產生一個比輸入信號頻率高465khz的等幅高頻振蕩信號。由于對高頻信號相當短路，的次級l的電感量

33、又很小，為高頻信號提供了通路，所以本機振蕩電路是共基極電路，振蕩頻率由、cc1控制，cc1是雙聯(lián)電容器圖5-2 三極管變頻的另一連，調節(jié)它可以改變本機振蕩頻率。是振蕩線圈，其初次級繞在同一磁芯上，它們把的集電極輸出的放大了的振蕩信號以正反饋的形式耦合到振蕩回路，本機振蕩的電壓由的抽頭引出，通過耦合到的發(fā)射極上?；祛l電路由、的初級線圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過程是：調制信號從j4輸入，經(jīng)選頻回路選頻，調制信號和本振信號在的基極，本機振蕩信號又通過送到發(fā)射極，調制信號和本振信號在中進行混頻，由于晶體三極管轉移伏安特性的非線性特性，產生眾多的組合頻率，其中有一種是本機振蕩頻率和調制信號頻率的差

34、等于465khz的信號，這就是中頻信號?；祛l電路的負載是中頻變壓器的初級線圈和內部電容組成的并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率是465khz，可以把465khz的中頻信號從多種頻率的信號中選擇出來，并通過t3的次級線圈耦合到下一級去，而其它信號幾乎被濾掉。四、實驗步驟1熟悉實驗板上各元件的位置及作用。2測試靜態(tài)工作點調節(jié)ra1，使得tp4對地電壓為1.5v，測出值。3調諧中頻頻率雙聯(lián)可變電容調諧盤順時針調到最大值，然后在tp2處串聯(lián)4700pf獨石電容接入465khz、50mvp-p的高頻信號、用無感起子調試中周，用示波器觀測輸出波形，如在th5處觀察到最大幅度波形輸出，則電路諧振在465khz。4調

35、整頻率范圍調整頻率范圍是通過調整本機振蕩線圈和振蕩回路的補償電容來實現(xiàn)的。本實驗在th10處輸入高頻載波信號，在th5處觀察中頻輸出波形接收頻率范圍為535khz1605khz。5觀察晶體管混頻前后的波形變化并加以分析。五、實驗報告要求1寫出實驗目的任務。2寫出變頻器的原理。3思考如何調整頻率范圍。六、實驗儀器1高頻實驗箱1臺2雙蹤示波器1臺3萬用表1只實驗六三點式正弦波振蕩器一、實驗目的1掌握三點式正弦波振蕩器電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設計及電路參數(shù)計算。2通過實驗掌握晶體管靜態(tài)工作點、反饋系數(shù)大小、負載變化對起振和振蕩幅度的影響。3研究外界條件（溫度、電源電壓、負載變化）對振蕩器頻

36、率穩(wěn)定度的影響。二、實驗內容1熟悉振蕩器模塊元件及其作用。2進行l(wèi)c振蕩器波段工作研究。3研究lc振蕩器中靜態(tài)工作點、反饋系數(shù)以及負載對振蕩器的影響。4測試lc振蕩器的頻率穩(wěn)定度。三、基本原理圖6-1 正弦波振蕩器（4.5mhz）將開關s2的1撥下2撥上，s1全部斷開，由晶體管和、cc1、構成電容反饋三點式振蕩器的改進型振蕩器西勒振蕩器，電容cc1可用來改變振蕩頻率。振蕩器的頻率約為4.5mhz（計算振蕩頻率可調范圍）振蕩電路反饋系數(shù)振蕩器輸出通過耦合電容（10p）加到由組成的射極跟隨器的輸入端，因容量很小，再加上射隨器的輸入阻抗很高，可以減小負載對振蕩器的影響。射隨器輸出信號調諧放大，再經(jīng)變

37、壓器耦合從j1輸出。四、實驗步驟1根據(jù)圖6-1在實驗板上找到振蕩器各零件的位置并熟悉各元件的作用。2研究振蕩器靜態(tài)工作點對振蕩幅度的影響。1）將開關s2的2撥上，構成lc振蕩器。2）改變上偏置電位器，記下發(fā)射極電流填入表6-1中，并用示波器測量對應點的振蕩幅度（峰峰值）填入表中，記下停振時的靜態(tài)工作點電流值。3測量振蕩器輸出頻率范圍將頻率計接于j1處，改變cc1，用示波器從th1觀察波形，并觀察輸出頻率的變化，填于下表中。cc1(pf)f(mhz)五、實驗報告要求1分析靜態(tài)工作點、反饋系數(shù)f對振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響，并用所學理論加以分析。2計算實驗電路的振蕩頻率，并與實測結果比較。

38、六、實驗儀器1高頻實驗箱1臺2雙蹤示波器1臺實驗七晶體振蕩器與壓控振蕩器一、實驗目的1掌握晶體振蕩器與壓控振蕩器的基本工作原理。2比較lc振蕩器和晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。二、實驗內容1熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。2分析與比較lc振蕩器與晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。3改變變容二極管的偏置電壓，觀察振蕩器輸出頻率的變化。三、基本原理1晶體振蕩器：將開關的2撥下、1撥上，全部斷開，由、晶體cry1與構成晶體振蕩器（皮爾斯振蕩電路），在振蕩頻率上晶體等效為電感。2壓控振蕩器（vco）：將的1或2撥上，的1撥下、2撥上，則變容二極管、并聯(lián)在電感兩端。當調節(jié)電位器w1時，、兩端的反向偏壓隨之改變，從而改變了

39、和的結電容 ，也就改變了振蕩電路的等效電感，使振蕩頻率發(fā)生變化。其交流等效電路如圖7-2所示。圖7-2 壓控振蕩器交流等效電路圖3晶體壓控振蕩器開關的1接通或2接通，的1接通，就構成了晶體壓控振蕩器。四、實驗步驟1將電路接成lc振蕩器，在室混溫下記下振蕩頻率（頻率計接于j1處）。將加熱的電烙鐵靠近振蕩管和振蕩回路，每隔1分鐘記下頻率的變化值，在記錄時，開關交替接通2（lc振蕩器）和1（晶體振蕩器），并將數(shù)據(jù)記于下表中。圖7-1 正弦波振蕩器（4.5mhz）溫度時間變化室溫1分鐘2分鐘3分鐘4分鐘5分鐘lc振蕩器晶體管振蕩器2兩種壓控振蕩器的頻率變化范圍1) 將電路連接成壓控振蕩器，頻率計接于j

40、1，直流電壓表接于tp3。2）將w1從低阻值、中阻值到高阻值位置，分別將變容二極管的反向偏置電壓、輸出頻率記于下表中。3將電路改接成晶體壓控振蕩器，重復上述實驗，并將結果記于下表4在晶體壓控振蕩器電路的基礎上，將并接于晶體兩端，但需將cc1斷開或置于容量最小位置。然后重做上述實驗，將結果記于下表中。w1電阻值w1低阻值w1中阻值w1高阻值振蕩頻率lc壓控振蕩器晶體壓控振蕩器并聯(lián)l的晶體壓控振蕩器五、實驗報告要求1比較所測數(shù)據(jù)結果，結合新學理論進行分析。2晶體壓控振蕩器的缺點是頻率控制范圍很窄，如何擴大其頻率控制范圍？六、實驗儀器1高頻實驗箱1臺2雙蹤示波器1臺實驗八非線性丙類功率放大器實驗一、

41、實驗目的1了解丙類功率放大器的基本工作原理，掌握丙類放大器的調諧特性以及負載改變時的動態(tài)特性。2了解高頻功率放大器丙類工作的物理過程以及當激勵信號變化對功率放大器工作狀態(tài)的影響。3比較甲類功率放大器與丙類功率放大器的特點、功率、效率。4掌握丙類放大器的計算與設計方法。二、實驗內容1觀察高頻功率放大器丙類工作狀態(tài)的現(xiàn)象，并分析其特點。2測試丙類功放的調諧特性。3測試丙類功放的負載特性。4觀察激勵信號變化、負載變化對工作狀態(tài)的影響。三、實驗基本原理放大器按照電流導通角的范圍可分為甲類、乙類、丙類及丁類等不同類型。功率放大器電流導通角越小，放大器的效率越高。甲類功率放大器的，效率最高只能達到50%，

42、適用于小信號低功率放大，一般作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。非線性丙類功率放大器的電流導通角，效率可達到80%，通常作為發(fā)射機末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。特點：非線性丙類功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號（信號的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更?。?，基極偏置為負值，電流導通角，為了不失真放大信號，它的負載必須是lc諧振回路。電路原理圖8-1（見p.35）所示，該實驗電路由兩級功率放大器組成。其中（3dg12）、組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)，其中組成靜態(tài)偏置電阻，調節(jié)可改變放大器的增益。為可調電阻，調節(jié)可以改變輸入信號幅度，（3dg12）、組成丙類功率放大器。為

43、射極反饋電阻，為諧振回路，甲類功放的輸出信號通過送到基極作為丙放的輸入信號，此時只有當甲放輸出信號大于丙放管基極一射極間的負偏壓值時，才導通工作。與撥碼開關相連的電阻為負載回路外接電阻，改變撥碼開關的位置可改變并聯(lián)電阻值，即改變回路值。下面介紹甲類功放和丙類功放的工作原理及基本關系式。1甲類功率放大器1）靜態(tài)工作點如圖8-1所示，甲類功率放大工作在線性狀態(tài)，電路的靜態(tài)工作點由下列關系式確定：2）負載特性如圖8-1所示，甲類功率放大器的輸出負載由丙類功放的輸入阻抗決定，兩級間通過變壓器進行耦合，因此甲類功放的交流輸出功率可表示為：式中，為輸出負載上的實際功率，為變壓器的傳輸功率，一般為0.750

44、.85圖8-2為甲類功放的負載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點q應選在交流負載線ab的中點，此時集電極的負載電阻稱為最佳負載電阻。集電極的輸出功率的表達式為：式中，為集電極輸出的交流電壓振幅；為交流電流的振幅，它們的表達式分別為：式中，稱為飽和壓降，約1v圖8-2甲類功放的負載特性如果變壓器的初級線圈匝數(shù)為，次級線圈匝數(shù)為，則式中，為變壓器次級的負載電阻，即下級丙類功放的輸入阻抗。3）功率增益與電壓放大器不同的是功率放大器有一定的功率增益，對于圖8-1所示電路，甲類功率放大器不僅要為功放提供一定的激勵功率，而且還要將前級輸入的信號進行功率放大，功率放大增益的表達式為其中，為放大器的輸

45、入功率，它與放大器的輸入電壓及輸入電阻的關系為2丙類功率放大器1）基本關系式丙類功率放大器的基極偏置電壓是利用發(fā)射極電流的直流分量 在射極電阻上產生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。當放大器的輸入信號為正弦波時，集電極的輸出電流為余弦脈沖波。利用諧振回路lc的選頻作用可輸出基波諧振電壓，電流。圖8-3畫出了丙類功率放大器的基極與集電極間的電流、電壓波形關系。分析可得下列基本關系式：式中，為集電極輸出的諧振電壓及基波電壓的振幅；為集電極基波電流振幅；為集電極回路的諧振阻抗。 圖8-3 丙類功的基極/集電極電流和電壓波形式中，為集電極輸出功率式中，為電源供給的直流功率；為集電極電流脈沖的直流分量

46、。放大器的效率為 2）負載特性當放大器的電源電壓vcc，基極偏壓，輸入電壓（或稱激勵電壓）確定后，如果電流導通腳選定，則放大器的工作狀態(tài)只取決于集電極回路的等效負載電阻。諧振功率放大器的交流負載特性如圖8-4所示。圖8-4 諧振功放的負載特性由圖可見，當交流負載正好穿過靜態(tài)特性轉移點a時，管子的集電極電壓正好等于管子的飽和壓降vces，集電極電流脈沖接近最大值i。此時，集電極輸出的功率和效率都較高，此時放大器處于臨界工作狀態(tài)。所對應的值稱為最佳負載電阻，用表示，即當時，放大器處于欠壓狀態(tài)，如c點所示，集電極輸出電流雖然較大，但集電極電壓較小，因此輸出功率都較小。當時，放大器處于過壓狀態(tài)，如b點

47、所示，集電極電壓雖然比較大，但集電極電流波形有凹陷,因此輸出功率較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。判斷放大器是否為臨界工作狀態(tài)的條件是：四、主要技術指標及測試方法1輸出功率調頻功率放大器的輸出功率是指放大器的負載上得到的最大不失真功率。對于圖8-1所示的電路中，由于負載與丙類功率放大器的諧振回路之間采用變壓器耦合方式，由于負載rl與丙類功率放大器的諧振回路之間采用變壓器耦合方式，實現(xiàn)了阻抗匹配，則集電極回路的諧振阻抗上的功率等于負載上的功率，所以將集電極的輸出功率視為高頻放大器的輸出功率，即測量功率放大器主要技術指標的連接電路如圖8-5所示，

48、其中高頻信發(fā)生器提供激勵信號電壓與諧振頻率，示波器監(jiān)測波形失真，直流毫安表a測量集電極的直流電流，高頻電壓表v測量負載的端電壓。只有在集電極回路處于諧振狀態(tài)時才能進行各項指標的測量?？梢酝ㄟ^高頻毫伏表v及直流毫安表a的指針來判斷集電極回路是否諧振，即電壓表v的指示為最大，毫安表a的指示為最小時集電極回路處于諧振。當然也可以用掃頻儀測量回路的幅頻特性曲線，使得中心頻率處的幅值最大，則集電極回路處于諧振。放大的輸出功率可以由下式計算；式中，為高頻電壓表v的測量值2效率調頻功率放大器的總效率由晶體管集電極的效率和輸出網(wǎng)絡的傳輸效率決定。而輸出網(wǎng)絡的傳輸效率通常是由電感、電容在調頻工作時產生一定損耗而

49、引起的。放大器的能量轉換效率主要由集電極的效率所決定。所以通常將集電極的效率視為高頻功率放大器的效率，用表示，即利用圖8-5所示電路，可以通過測量來計算功率放大器的效率，集電極回路諧振時，的值由下式計算：式中，為高頻電壓表v的測量值圖8-5 高頻功放的測試電路3功率增益放大器的輸出功率與輸入功率之比稱為功率增益，用（單位：b）表示。（）五、實驗步驟1測試調諧特性在前置放大電路出入j3處輸入頻率12.5mhz（的高頻信號，調節(jié)和中周t6，使tp6處信號的電壓幅值為2v左右，全部開路，改變輸入信號頻率，從9mhz15mhz（以1mhz為步進）記錄tp6處的輸出電壓值，填入表8-1。表8-19mhz

50、10mhz11mhz12mhz13mhz14mhz15mhz2測試負載特性在前置放大電路中輸入j3處輸入頻率11.8mhz（的高頻信號，調節(jié)使tp6處信號約為2v，調節(jié)中周回路調諧（調諧標準：th4處波形為對稱雙峰）。將負載電阻轉換開關依次從1-4撥動，用示波器觀測相應的值和波形，描繪相應的波形，分析負載對工作狀態(tài)的影響。表8-2820330100vv的波形3觀察激勵電壓變化對工作狀態(tài)的影響先調節(jié)t4將波形高于到凹頂波形，然后使輸入信號由大到小變化，用示波器觀察波形的變化（觀測波形即觀測波形，）1 實測功率、效率計算用示波器觀測，將丙放各參量填入表8-3，并進行功率、效率計算。10.7mhz實測實測計算 vcc5v甲放丙放rr其中：輸入電壓峰峰值：輸出電壓峰峰值：發(fā)射極直流電壓發(fā)射極電阻值：電源給出直流功率（）：為管子損耗功率（）：輸出功率（六、實驗報告要求1整理實驗數(shù)據(jù)，并填寫表8-1、8-2、8-3。2對實驗參數(shù)和波形進行分析，說明輸入激勵電壓、負載電阻對工作狀態(tài)的影響。3用實測參數(shù)分析丙類功率放大器的特點。七、實驗儀器1高頻實驗箱 1臺2雙蹤示波器 1臺3頻率特性測試儀 1臺4萬用表 1臺實驗九線性寬帶功率放大器一、實驗目的了解線性寬功率放大器工作狀態(tài)的特點。 二、實驗內容1了解線性寬帶