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文檔簡介
1、高頻電子線路實(shí)驗(yàn)講義目 錄 實(shí)驗(yàn)1 單調(diào)諧回路諧振放大器1實(shí)驗(yàn)2 高頻功率放大與發(fā)射6實(shí)驗(yàn)3 幅度調(diào)制與解調(diào)12實(shí)驗(yàn)4 變?nèi)荻O管調(diào)頻與鑒頻24實(shí)驗(yàn)5 發(fā)送部分聯(lián)試實(shí)驗(yàn)30實(shí)驗(yàn)6 接收部分聯(lián)試實(shí)驗(yàn)31實(shí)驗(yàn)7 發(fā)射與接收完整系統(tǒng)的調(diào)試32附錄36實(shí)驗(yàn)1 單調(diào)諧回路諧振放大器 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn):l 放大器靜態(tài)工作點(diǎn)l LC并聯(lián)諧振回路l 單調(diào)諧放大器幅頻特性2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器:l 單調(diào)諧回路諧振放大器模塊l 雙蹤示波器l 萬用表l 頻率計l 高頻信號源l 掃頻儀二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);2掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的基本工作原理; 3熟悉放大器靜態(tài)
2、工作點(diǎn)和集電極負(fù)載對單調(diào)諧放大器幅頻特性(包括電壓增益、通頻帶)的影響;4掌握測量放大器幅頻特性的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用示波器測量單調(diào)諧放大器的幅頻特性;2用掃頻儀觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響;3用掃頻儀觀察集電極負(fù)載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。四、基本原理1單調(diào)諧回路諧振放大器原理小信號諧振放大器是通信接收機(jī)的前端電路,主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大和選頻。單調(diào)諧回路諧振放大器原理電路如圖1-1所示。圖中,RB1、RB2、RE用以保證晶體管工作于放大區(qū)域,從而放大器工作于甲類。CE是RE的旁路電容,CB、CC是輸入、輸出耦合電容,L、C是諧振回路,RC是集電極(交流)
3、電阻,它決定了回路Q值、帶寬。為了減輕晶體管集電極電阻對回路Q值的影響,采用了部分回路接入方式。圖1-1 單調(diào)諧回路放大器原理電路43圖1-2 單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路圖2單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路單調(diào)諧回路諧振放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖1-2所示。其基本部分與圖1-1相同。圖中,1C2用來調(diào)諧,1K02用以改變集電極電阻,以觀察集電極負(fù)載變化對諧振回路(包括電壓增益、帶寬、Q值)的影響。1W01用以改變基極偏置電壓,以觀察放大器靜態(tài)工作點(diǎn)變化對諧振回路(包括電壓增益、帶寬、Q值)的影響。1Q02為射極跟隨器,主要用于提高帶負(fù)載能力。五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1)插裝好單調(diào)諧回路諧振放大器模塊,接
4、通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān),按下模塊上開關(guān)1K01。(2)接通電源,此時電源指示燈亮。2單調(diào)諧回路諧振放大器幅頻特性測量測量幅頻特性通常有兩種方法,即掃頻法和點(diǎn)測法。掃頻法簡單直觀,可直接觀察到單調(diào)諧放大特性曲線,但需要掃頻儀。本實(shí)驗(yàn)采用點(diǎn)測法,即保持輸入信號幅度不變,改變輸入信號的頻率,測出與頻率相對應(yīng)的單調(diào)諧回路揩振放大器的輸出電壓幅度,然后畫出頻率與幅度的關(guān)系曲線,該曲線即為單調(diào)諧回路諧振放大器的幅頻特性。步驟如下:(1)1K02置“off“位,即斷開集電極電阻1R3,調(diào)整1W01使1Q01的基極直流電壓為2.5V左右,這樣放大器工作于放大狀態(tài)。高頻信號源輸出連接到單調(diào)諧放大器的輸入端(1P01
5、)。示波器CH1接放大器的輸入端1TP01,示波器CH2接單調(diào)諧放大器的輸出端1TP02,調(diào)整高頻信號源頻率為6.3MHZ (用頻率計測量),高頻信號源輸出幅度(峰峰值)為200mv(示波器CH1監(jiān)測)。調(diào)整單調(diào)諧放大器的電容1C2,使放大器的輸出為最大值(示波器CH2監(jiān)測)。此時回路諧振于6.3MHZ。比較此時輸入輸出幅度大小,并算出放大倍數(shù)。(2)按照表1-2改變高頻信號源的頻率(用頻率計測量),保持高頻信號源輸出幅度為200mv(示波器CH1監(jiān)視),從示波器CH2上讀出與頻率相對應(yīng)的單調(diào)諧放大器的電壓幅值,并把數(shù)據(jù)填入表1-2。表1-2輸入信號頻率f(MHZ)5.45.55.6
6、5.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1輸出電壓幅值U(mv)(3)以橫軸為頻率,縱軸為電壓幅值,按照表1-2,畫出單調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線。3觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。(本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用掃頻儀完成)順時針調(diào)整1W01(此時1W01阻值增大),使1Q01基極直流電壓為1.5V,從而改變靜態(tài)工作點(diǎn)。按照上述幅頻特性的測量方法,測出幅頻特性曲線。逆時針調(diào)整1W01(此時1W01阻值減?。?,使1Q01基極直流電壓為5V,重新測出幅頻特性曲線??梢园l(fā)現(xiàn):當(dāng)1W01加大時,由于ICQ減小,幅頻特性幅值會減小,同時曲線變“瘦”(帶寬減?。?/p>
7、;而當(dāng)1W01減小時,由于ICQ加大,幅頻特性幅值會加大,同時曲線變“胖”(帶寬加大)。4觀察集電極負(fù)載對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響。(本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)用掃頻儀完成) 當(dāng)放大器工作于放大狀態(tài)下,按照上述幅頻特性的測量方法測出接通與不接通1R3的幅頻特性曲線??梢园l(fā)現(xiàn):當(dāng)不接1R3時,集電極負(fù)載增大,幅頻特性幅值加大,曲線變“瘦”,Q值增高,帶寬減小。而當(dāng)接通1R3時,幅頻特性幅值減小,曲線變“胖”,Q值降低,帶寬加大。六、實(shí)驗(yàn)報告要求1對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,說明靜態(tài)工作點(diǎn)變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響,并畫出相應(yīng)的幅頻特性。2對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,說明集電極負(fù)載變化對單調(diào)諧放大器幅頻特性的影響,并畫
8、出相應(yīng)的幅頻特性。3總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。實(shí)驗(yàn)2 高頻功率放大與發(fā)射、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn):l 諧振功率放大器的基本工作原理(基本特點(diǎn),電壓、電流波形)l 諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器:l 高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)Kl 雙蹤示波器l 萬用表l 頻率計l 高頻信號源二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn),加深對丙類功率放大器基本工作原理的理解,掌握丙類功率放大器的調(diào)諧特性。2掌握輸入激勵電壓變化對放大器工作狀態(tài)的影響。3通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解功率放大器調(diào)幅的工作原理。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(diǎn);2測試激勵電壓變化時余弦電流脈沖的變化三
9、種狀態(tài)(欠壓、臨界、過壓)。3觀察功放基極調(diào)幅波形。四、基本原理 1丙類調(diào)諧功率放大器基本工作原理放大器按照電流導(dǎo)通角的范圍可分為甲類、乙類及丙類等不同類型。功率放大器電流導(dǎo)通角越小,放大器的效率則越高。丙類功率放大器的電流導(dǎo)通角<90°,效率可達(dá)80%,通常作為發(fā)射機(jī)末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。為了不失真地放大信號,它的負(fù)載必須是LC諧振回路。由于丙類調(diào)諧功率放大器采用的是反向偏置,在靜態(tài)時,管子處于截止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)激勵信號足夠大,超過反偏壓及晶體管起始導(dǎo)通電壓之和時,管子才導(dǎo)通。這樣,管子只有在一周期的一小部分時間內(nèi)導(dǎo)通。所以集電極電流是周期性的余弦脈沖,波形
10、如圖2-1所示。 圖2-1 折線法分析非線性電路電流波形根據(jù)調(diào)諧功率放大器在工作時是否進(jìn)入飽和區(qū),可將放大器分為欠壓、過壓和臨界三種工作狀態(tài)。若在整個周期內(nèi),晶體管工作不進(jìn)入飽和區(qū),也即在任何時刻都工作在放大區(qū),稱放大器工作在欠壓狀態(tài);若剛剛進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣,稱放大器工作在臨界狀態(tài);若晶體管工作時有部分時間進(jìn)入飽和區(qū),則稱放大器工作在過壓狀態(tài)。放大器的這三種工作狀態(tài)取決于電源電壓、偏置電壓、激勵電壓幅值以及集電極等效負(fù)載電阻。激勵電壓幅值變化對工作狀態(tài)的影響:當(dāng)調(diào)諧功率放大器的電源電壓、偏置電壓和負(fù)載電阻保持恒定時,激勵振幅變化對放大器工作狀態(tài)的影響如圖2-2所示。圖2-2 變化對工作狀態(tài)的影
11、響由圖可以看出,當(dāng)增大時,、也增大;當(dāng)增大到一定程度,放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓,電流波形出現(xiàn)凹陷,但此時還會增大(如)。2高頻功率放大器實(shí)驗(yàn)電路高頻功率放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖2-3所示。圖2-3 高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)圖本實(shí)驗(yàn)單元由兩級放大器組成,11BG02是前置放大級,工作在甲類線性狀態(tài),以適應(yīng)較小的輸入信號電平。11TP01、11TP02為該級輸入、輸出測量點(diǎn)。由于該級負(fù)載是電阻,對輸入信號沒有濾波和調(diào)諧作用,因而既可作為調(diào)幅放大,也可作為調(diào)頻放大。11BG01為丙類高頻功率放大電路,其基極偏置電壓為零,通過發(fā)射極上的電壓構(gòu)成反偏。因此,只有在載波的正半周且幅度足夠大時才能使功率管導(dǎo)通
12、。其集電極負(fù)載為LC選頻諧振回路,諧振在載波頻率上以選出基波,因此可獲得較大的功率輸出。本實(shí)驗(yàn)功放有兩個選頻回路,由11K03來選定。當(dāng)11K03撥至左側(cè)時,所選的諧振回路諧振頻率為6.3MHZ左右,此時的功放可用于構(gòu)成無線收發(fā)系統(tǒng)。當(dāng)11K03撥至右側(cè)時,諧振回路揩振頻率為1.9MHZ左右。此時可用于測量三種狀態(tài)(欠壓、臨界、過壓)下的電流脈沖波形,因頻率較低時測量效果較好。11K04用于控制負(fù)載電阻的接通與否,11W02電位器用來改變負(fù)載電阻的大小。11W01用來調(diào)整功放集電極電源電壓的大?。ㄖC振回路頻率為1.9MHZ左右時)。在功放構(gòu)成系統(tǒng)時,11K02控制功放是由天線發(fā)射輸出還是直接通
13、過電纜輸出。當(dāng)11K02往上撥時,功放輸出通過天線發(fā)射,11TP00為天線接入端。11K02往下?lián)軙r,功放通過11P03輸出。11P02為音頻信號輸入口,加入音頻信號時可對功放進(jìn)行基極調(diào)幅。11TP03為功放集電極測試點(diǎn),11TP04為發(fā)射極測試點(diǎn),可在該點(diǎn)測量電流脈沖波形。11TP06用于測量負(fù)載電阻大小。五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)箱主板上裝上高頻功率放大與射頻發(fā)射模塊,接通電源即可開始實(shí)驗(yàn)。2激勵電壓變化對丙類功放工作狀態(tài)的影響開關(guān)11K01置“on”,11K03置“右側(cè)”,11K02往下?lián)?。保持集電極電源電壓=6V(用萬用表測11TP03直流電壓,調(diào)11W01等于6V),負(fù)載電阻=8K
14、(11K04置“off”,用萬用表測11TP06電阻,調(diào)11W02使其為8K,然后11K04置“on”)不變。將高頻信號源頻率1.9MHZ左右,幅度200mv(峰峰值)的正弦波信號,連接至功放模塊輸入端(11TP01)。示波器CH1接11TP03,CH2接11TP04。調(diào)整高頻信號源頻率,使功放諧振即輸出幅度(11TP03)最大。改變信號源幅度,即改變激勵信號電壓,觀察11TP04電壓波形。信號源幅度變化時,應(yīng)觀察到欠壓、臨界、過壓脈沖波形。其波形如圖2-4所示(如果波形不對稱,應(yīng)微調(diào)高頻信號源頻率)。圖2-4 三種狀態(tài)下的電流脈沖波形3功放調(diào)幅波的觀察11K01置“on”,11K02往下?lián)埽?/p>
15、11K03置“左側(cè)”將高頻信號源頻率6.3MHZ,幅度200mv(峰峰值)的正弦波信號連接至功放模塊輸入端(11TP01),調(diào)整高頻信號源的頻率,使功放諧振,即使11TP03點(diǎn)輸出幅度最大。然后從11P02輸入頻率1KHz,幅度200mv(峰峰值)音頻調(diào)制信號,用示波器觀察11TP03的波形。此時該點(diǎn)波形應(yīng)為調(diào)幅波,改變音頻信號的幅度,輸出調(diào)幅波的調(diào)制度應(yīng)發(fā)生變化。改變調(diào)制信號的頻率,調(diào)幅波的包絡(luò)亦隨之變化。六、實(shí)驗(yàn)報告 1認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)參數(shù)和波形進(jìn)行分析,說明輸入激勵電壓對工作狀態(tài)的影響。 2用實(shí)測參數(shù)分析丙類功率放大器的特點(diǎn)。 3. 觀測調(diào)幅波的包絡(luò)。 4總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會
16、。實(shí)驗(yàn)3 幅度調(diào)制與解調(diào) 、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn):l 幅度調(diào)制l 振幅解調(diào)l MC1496四象限模擬相乘器l 用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制l 模擬乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波l 二極管包絡(luò)檢波2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器:l 集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊l 集成乘法器幅度解調(diào)電路模塊l 晶體二極管檢波器模塊l 高頻信號源l 雙蹤示波器l 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、通過實(shí)驗(yàn)了解幅度調(diào)制與解調(diào)的工作原理。2、掌握MC1496實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制與解調(diào)的方法。3、掌握二極管檢波的方法。4、掌握用示波器測量AM調(diào)幅系數(shù)的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用示波器觀察正常調(diào)幅波(AM)波形,并測量其調(diào)幅系數(shù)。2用示波器觀察平衡調(diào)幅
17、波(抑制載波的雙邊帶波形DSB)波形。3用示波器觀察調(diào)制信號為方波、三角波的調(diào)幅波。4用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)AM波、DSB波形。5用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AM波、DSB波形。 四、基本原理所謂調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號去控制高頻振蕩(載波)的幅度,使其成為帶有低頻信息的調(diào)幅波。目前由于集成電路的發(fā)展,集成模擬相乘器得到廣泛的應(yīng)用,為此本實(shí)驗(yàn)采用價格較低廉的MC1496集成模擬相乘器來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅之功能。 1MC1496簡介MC1496是一種四象限模擬相乘器,其內(nèi)部電路以及用作振幅調(diào)制器時的外部連接如圖3-1所示。由圖可見,電路中采用了以反極性方式連接的兩組差分對(T1T4),且這兩組差分對的恒流
18、源管(T5、T6)又組成了一個差分對,因而亦稱為雙差分對模擬相乘器。其典型用法是:、腳間接一路輸入(稱為上輸入v1),、腳間接另一路輸入(稱為下輸入v2),、腳分別經(jīng)由集電極電阻Rc接到正電源+12V上,并從、腳間取輸出vo。、腳間接負(fù)反饋電阻Rt。腳到地之間接電阻RB,它決定了恒流源電流I7、I8的數(shù)值,典型值為6.8k。腳接負(fù)電源-8V。、腳懸空不用。由于兩路輸入v1、v2的極性皆可取正或負(fù),因而稱之為四象限模擬相乘器。可以證明: ,因而,僅當(dāng)上輸入滿足v1VT (26mV)時,方有:,才是真正的模擬相乘器。本實(shí)驗(yàn)即為此例。圖3-1 MC1496內(nèi)部電路及外部連接 2MC1496組成的調(diào)幅
19、器實(shí)驗(yàn)電路用1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路如圖3-2所示。圖中,與圖3-1相對應(yīng)之處是:8R08對應(yīng)于RT,8R09對應(yīng)于RB,8R03、8R10對應(yīng)于RC。此外,8W01用來調(diào)節(jié)(1)、(4)端之間的平衡,8W02用來調(diào)節(jié)(8)、(10)端之間的平衡。8K01開關(guān)控制(1)端是否接入直流電壓,當(dāng)8K01置“on”時,1496的(1)端接入直流電壓,其輸出為正常調(diào)幅波(AM),調(diào)整8W03電位器,可改變調(diào)幅波的調(diào)制度。當(dāng)8K01置“off”時,其輸出為平衡調(diào)幅波(DSB)。晶體管8Q01為隨極跟隨器,以提高調(diào)制器的帶負(fù)載能力。振幅解調(diào)即是從振幅受調(diào)制的高頻信號中提取原調(diào)制信號的過程,亦稱為檢波。
20、通常,振幅解調(diào)的方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。 1二極管包絡(luò)檢波二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號電平較大(俗稱大信號,通常要求峰一峰值為1.5V以上)的AM波。它具有電路簡單,檢波線性好,易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)電路主要包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分,如圖3-3所示。圖中,10D01為檢波管,10C02、10R08、10C07構(gòu)成低通濾波器,10R01、10W01為二極管檢波直流負(fù)載,10W01用來調(diào)節(jié)直流負(fù)載大小,10R02與10W02相串構(gòu)成二極管檢波交流負(fù)載,10W02用來調(diào)節(jié)交流負(fù)載大小。開關(guān)10K01是為二極管檢波交流負(fù)載的接入與斷開而
21、設(shè)置的,10K01置“on”為接入交流負(fù)載,10K01置“off”為斷開交流負(fù)載。10K02開關(guān)控制著檢波器是接入交流負(fù)載還是接入后級低放。開關(guān)10K02撥至左側(cè)時接交流負(fù)載,撥至右側(cè)時接后級低放。當(dāng)檢波器構(gòu)成系統(tǒng)時,需與后級低放接通。10BG01、10BG02對檢波后的音頻進(jìn)行放大,放大后音頻信號由10P02輸出,因此10K02可控制音頻信號是否輸出,調(diào)節(jié)10W03可調(diào)整輸出幅度。圖中,利用二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娐返某浞烹姇r間常數(shù)不同(實(shí)際上,相差很大)來實(shí)現(xiàn)檢波,所以RC時間常數(shù)的選擇很重要。RC時間常數(shù)過大,則會產(chǎn)生對角切割失真(又稱惰性失真)。RC常數(shù)太小,高頻分量會濾不干凈。綜合考
22、慮要求滿足下式:其中:為調(diào)幅系數(shù),為調(diào)制信號角頻率。當(dāng)檢波器的直流負(fù)載電阻R與交流音頻負(fù)載電阻不相等,而且調(diào)幅度又相當(dāng)大時會產(chǎn)生底邊切割失真(又稱負(fù)峰切割失真),為了保證不產(chǎn)生底邊切割失真應(yīng)滿足。2. 同步檢波又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步(同頻、同相)的一個恢復(fù)載波與已調(diào)幅波相乘,再用低通濾波器濾除高頻分量,從而解調(diào)出調(diào)制信號。本實(shí)驗(yàn)采用MC1496集成電路來組成解調(diào)器,如圖3-4所示。圖中,恢復(fù)載波vc先加到輸入端9P01上,再經(jīng)過電容9C01加在、腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上,再經(jīng)過電容9C02加在、腳之間。相乘后的信號由(6)腳輸出,再經(jīng)過由9C04、9C0
23、5、9R06組成的P型低通濾波器濾除高頻分量后,在解調(diào)輸出端(9P03)提取出調(diào)制信號。需要指出的是,在圖3-4中對1496采用了單電源(+12V)供電,因而腳需接地,且其它腳亦應(yīng)偏置相應(yīng)的正電位,恰如圖中所示。圖3-2 1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路 圖3-3 二極管包絡(luò)檢波電路圖3-4 MC1496 組成的解調(diào)器實(shí)驗(yàn)電路五、實(shí)驗(yàn)步驟(一)幅度調(diào)制 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1)在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上集成乘法器幅度調(diào)制電路模塊。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān),按下模塊上開關(guān)8K1,此時電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。(2)調(diào)制信號源:采用低頻信號源中的函數(shù)發(fā)生器,其參數(shù)調(diào)節(jié)如下(示波器監(jiān)測):· 頻率范圍:1kHz·
24、 波形選擇:正弦波· 輸出峰-峰值:300mV(3)載波源:采用高頻信號源:· 工作頻率:2MHz用頻率計測量;· 輸出幅度(峰-峰值):200mV,用示波器觀測。2AM(常規(guī)調(diào)幅)波形測量 (1)AM正常波形觀測 將開關(guān)8K01置“on”(往上撥),即轉(zhuǎn)為正常調(diào)幅狀態(tài)。載波頻率仍設(shè)置為2MHZ(幅度200mv),調(diào)制信號頻率1KHZ(幅度300mv)。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03,即可觀察到正常的AM波形,如圖3-5所示。圖3-5調(diào)整電位器8W03,可以改變調(diào)幅波的調(diào)制度。在觀察輸出波形時,改變音頻調(diào)制信號的頻率及幅度,輸出波形應(yīng)隨之變化。3DS
25、B(抑制載波雙邊帶調(diào)幅)波形觀察將高頻信號源輸出的載波接入載波輸入端(8P01),低頻調(diào)制信號接入音頻輸入端(8P02)。示波器CH1接調(diào)制信號(可用帶“鉤”的探頭接到8TP02上),示波器CH2接調(diào)幅輸出端(8TP03),即可觀察到調(diào)制信號及其對應(yīng)的DSB信號波形。其波形如圖3-6所示,如果觀察到的DSB波形不對稱,應(yīng)微調(diào)8W01電位器。圖3-6 4.調(diào)制信號為三角波和方波時的調(diào)幅波觀察 保持載波源輸出不變,但把調(diào)制信號源輸出的調(diào)制信號改為三角波(峰峰值200mv)或方波(200mv),并改變其頻率,觀察已調(diào)波形的變化,調(diào)整8W03,觀察輸出波形調(diào)制度的變化。 5調(diào)制度Ma的測試我們可以通過
26、直接測量調(diào)制包絡(luò)來測出Ma。將被測的調(diào)幅信號加到示波器CH1或CH2,并使其同步。調(diào)節(jié)時間旋鈕使熒光屏顯示幾個周期的調(diào)幅波波形,如圖3-7所示。根據(jù)Ma的定義,測出A、B,即可得到Ma。圖3-7(二)二極管包絡(luò)檢波1AM波的解調(diào)(1)AM波的解調(diào) AM波的獲得AM由實(shí)驗(yàn)(一)中獲得,低頻信號或函數(shù)發(fā)生器作為調(diào)制信號源(輸出300mVp-p的1kHz正弦波),以高頻信號源作為載波源(輸出200mVp-p的2MHz正弦波),調(diào)節(jié)8W03,便可從幅度調(diào)制電路單元上輸出AM波。 AM波的包絡(luò)檢波器解調(diào)連接好二極管包絡(luò)檢波電路模塊,先斷開檢波器交流負(fù)載(10K01=off),把上面得到的AM波加到包絡(luò)檢
27、波器輸入端(10P01),即可用示波器在10TP02觀察到包絡(luò)檢波器的輸出,并記錄輸出波形。(2)調(diào)制信號為三角波和方波的解調(diào)在上述情況下調(diào)節(jié)10W01和10W02,使解調(diào)輸出波形不失真。然后將低頻信號源的調(diào)制信號改為三解波和方波(由K101控制),即可在檢波器輸出端(10TP02、10TP03、10TP04)觀察到與調(diào)制信號相對應(yīng)的波形,調(diào)節(jié)音頻信號的頻率(低頻信號源中W101),其波形也隨之變化。 2DSB波的解調(diào)由實(shí)驗(yàn)(一)中獲得DSB波形,并增大載波信號及調(diào)制信號幅度,使得在調(diào)制電路輸出端產(chǎn)生較大幅度的DSB信號。然后把它加到二極管包絡(luò)檢波器的輸入端,觀察并記錄檢波器的輸出波形,并與調(diào)
28、制信號作比較。 (三)集成電路(乘法器)構(gòu)成的同步檢波1.AM波的解調(diào) AM由實(shí)驗(yàn)(一)中獲得,將幅度調(diào)制電路的輸出接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端(9P02)。解調(diào)電路的恢復(fù)載波,可用鉚孔線直接與調(diào)制電路中載波輸入相連,即9P01與8P01相連。示波器CH1接調(diào)幅信號9TP02,CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察并記錄AM的解調(diào)輸出波形,并與調(diào)制信號作比較。2.DSB波的解調(diào)由實(shí)驗(yàn)(一)中獲得DSB波,并加入到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端,而其它連線均保持不變,觀察并記錄解調(diào)輸出波形,并與調(diào)制信號作比較。改變調(diào)制信號的頻率及幅度,觀察解調(diào)信號有何變化。將調(diào)制信號改成三角波和方波,再觀察解調(diào)
29、輸出波形。(四)調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)按圖3-8可構(gòu)成調(diào)幅與檢波的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。圖3-8 調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖將電路按圖3-8連接好后,按照上述實(shí)驗(yàn)的方法,將幅度調(diào)制電路和檢波電路調(diào)節(jié)好,使檢波后的輸出波形不失真。然后將檢波后音頻信號接入低頻信號源中的功放輸入,即用鉚孔線將二極管檢波器輸出10P01(注意10K01、10K02的位置)與低頻信號源中的“功放輸入”P102相連,或?qū)⑼綑z波器輸出9TP03與“功入輸入”相連,便可在揚(yáng)聲器中發(fā)出聲音。改變調(diào)制信號的頻率、聲音也會發(fā)生變化。將低頻信號源中開關(guān)K102撥至“音樂輸出”,揚(yáng)聲器中就有音樂聲音。六、實(shí)驗(yàn)報告要求 1整理按實(shí)驗(yàn)步驟所得數(shù)據(jù),繪制記錄的
30、波形,并作出相應(yīng)的結(jié)論。2總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。實(shí)驗(yàn)4 變?nèi)荻O管調(diào)頻與鑒頻、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1做本實(shí)驗(yàn)時應(yīng)具備的知識點(diǎn):l 頻率調(diào)制l 變?nèi)荻O管調(diào)頻l 靜態(tài)調(diào)制特性、動態(tài)調(diào)制特性l FM波的解調(diào)l 電容耦合回路相位鑒頻器2做本實(shí)驗(yàn)時所用到的儀器:l 變?nèi)荻O管調(diào)頻模塊l 電容耦合回路相位鑒頻器模塊l 雙蹤示波器l 頻率計l 萬用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握用變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器實(shí)現(xiàn)FM的方法; 2理解變?nèi)荻O管調(diào)頻器靜態(tài)調(diào)制特性、動態(tài)調(diào)制特性概念和測試方法; 3了解電容耦合回路相位鑒頻器的工作原理; 4. 了解調(diào)頻波產(chǎn)生和解調(diào)的全過程以及整機(jī)調(diào)試方法,建立起調(diào)頻系統(tǒng)的初步概念。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用示
31、波器觀察調(diào)頻器輸出波形,考察各種因素對于調(diào)頻器輸出波形的影響; 2變?nèi)荻O管調(diào)頻器靜態(tài)調(diào)制特性測量;3變?nèi)荻O管調(diào)頻器動態(tài)調(diào)制特性測量;4調(diào)頻-鑒頻過程觀察:用示波器觀測調(diào)頻器輸入、輸出波形,鑒頻器輸入、輸出波形。 四、基本原理1變?nèi)荻O管調(diào)頻器實(shí)驗(yàn)電路變?nèi)荻O管調(diào)頻器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-1所示。圖中,12BG01本身為電容三點(diǎn)式振蕩器,它與12D01、12D02(變?nèi)荻O管)一起組成了直接調(diào)頻器。12BG03為放大器,12BG04為射極跟隨器。12W01用來調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管偏壓。圖4-1 變?nèi)荻O管調(diào)頻器實(shí)驗(yàn)電路2變?nèi)荻O管調(diào)頻器工作原理由圖4-1可見,加到變?nèi)荻O管上的直流偏置就是+12V經(jīng)由1
32、2R02、12W01和12R03分壓后,從12R03得到的電壓,因而調(diào)節(jié)12W01即可調(diào)整偏壓。由圖可見,該調(diào)頻器本質(zhì)上是一個電容三點(diǎn)式振蕩器(共基接法),由于電容12C05對高頻短路,因此變?nèi)荻O管實(shí)際上與12L02相并。調(diào)整電位器12W01,可改變變?nèi)荻O管的偏壓,也即改變了變?nèi)荻O管的容量,從而改變其振蕩頻率。因此變?nèi)荻O管起著可變電容的作用。對輸入音頻信號而言,12L01短路,12C05開路,從而音頻信號可加到變?nèi)荻O管12D01、12D01上。當(dāng)變?nèi)荻O管加有音頻信號時,其等效電容按音頻規(guī)律變化,因而振蕩頻率也按音頻規(guī)律變化,從而達(dá)到了調(diào)頻的目的。3. 電容耦合回路相位鑒頻器電路組成
33、和工作原理 實(shí)驗(yàn)電路如圖4-2所示: 相位鑒頻器由頻相轉(zhuǎn)換電路和鑒相器兩部分組成。輸入的調(diào)頻信號加到放大器13Q01的基極上。放大管的負(fù)載是頻相轉(zhuǎn)換電路,該電路是通過電容13C3耦合的雙調(diào)諧回路。初級和次級都調(diào)諧在中心頻率上。初級回路電壓直接加到次級回路中的串聯(lián)電容13C04、13C05的中心點(diǎn)上,作為鑒相器的參考電壓;同時,又經(jīng)電容13C3耦合到次級回路,作為鑒相器的輸入電壓,即加在13L02兩端用表示。鑒相器采用兩個并聯(lián)二極管檢波電路。檢波后的低頻信號經(jīng)RC濾波器輸出。圖4-2相位鑒頻器實(shí)驗(yàn)電路五、實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上變?nèi)荻O管調(diào)頻模塊和電容耦合回路相位鑒頻器模塊,按下12
34、K01,此時變?nèi)荻O管調(diào)頻模塊電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。2靜態(tài)調(diào)制特性測量輸入端先不接音頻信號,將示波器接到調(diào)頻器單元的12TP02。將頻率計接到調(diào)頻輸出(12P02),調(diào)整12W01使得振蕩頻率f0=8.5MHz,用萬用表測量此時12P01點(diǎn)電位值,填入表4-1中。然后重新調(diào)節(jié)電位器12W01,使12P01點(diǎn)電位在29V范圍內(nèi)變化,并把相應(yīng)的頻率值填入表4-1。表4-1V12P01(V)23456789F0(MHz)8.53動態(tài)調(diào)制特性測量(調(diào)頻-鑒頻過程觀測) 實(shí)驗(yàn)步驟 將電容耦合回路相位鑒頻器模塊(簡稱鑒頻器單元)中的+12V電源接通(按下13K01開關(guān),相應(yīng)指示燈亮),從而鑒頻器工作于正常狀態(tài)。
35、調(diào)整12W01使得振蕩頻率f0=8.5MHz。以實(shí)驗(yàn)箱上的函數(shù)發(fā)生器作為音頻調(diào)制信號源,輸出頻率f =1kHz、峰-峰值Vp-p=300mv(用示波器監(jiān)測)的正弦波。 把實(shí)驗(yàn)箱上的函數(shù)發(fā)生器輸出的音頻調(diào)制信號加入到調(diào)頻器單元的音頻輸入端12P01,便可在調(diào)頻器單元的12TP02端上觀察到FM波。把調(diào)頻器單元的調(diào)頻輸出端12P02連接到鑒頻器單元的輸入端上(12P01),便可在鑒頻器單元的輸出端13P02上觀察到經(jīng)解調(diào)后的音頻信號。如果沒有波形或波形不好,應(yīng)調(diào)整12W01和13W01。將示波器CH1接調(diào)制信號源(可接在調(diào)制模塊中的12TP01上),CH2接鑒頻輸出13TP03,比較兩個波形有何不
36、同。改變調(diào)制信號源的幅度,觀測鑒頻器解調(diào)輸出有何變化。調(diào)整調(diào)制信號源的頻率,觀測鑒頻器輸出波形的變化。六、實(shí)驗(yàn)報告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),完成表4-1內(nèi)容的測量,填好數(shù)據(jù)。2畫出調(diào)頻-鑒頻系統(tǒng)正常工作時的調(diào)頻器輸入、輸出波形和鑒頻器輸入、輸出波形。3總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會。實(shí)驗(yàn)5 發(fā)送部分聯(lián)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握模擬通信系統(tǒng)中調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成原理,建立系統(tǒng)概念; 2掌握系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方法,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器l 高頻信號發(fā)生器l 雙蹤示波器l 頻率計三、實(shí)驗(yàn)電路原理圖5-1 調(diào)幅發(fā)射機(jī)連接圖圖5-1是調(diào)幅發(fā)射各模塊連接圖,高頻信號源頻率為6.3MHZ,作為發(fā)射機(jī)的載波,低頻信號源頻
37、率可設(shè)置為1KHz。經(jīng)調(diào)幅后送入功放,經(jīng)功放放大后通過天線發(fā)射出去。四、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖5-1連接圖插好所需模塊,用鉚孔線將各模塊輸入輸出連接好,接通各模塊電源; 2將高頻信號源頻率設(shè)置為6.3MHZ,低頻信號源頻率設(shè)置為1KHz; 3用示波器測試各模塊輸入輸出波形,并調(diào)整各模塊可調(diào)元件使輸出達(dá)最佳狀態(tài); 4改變高頻信號源輸出幅度和低頻信號源輸出幅度,觀看各測量波形的變化。五、實(shí)驗(yàn)報告要求 1畫出圖5-1連接圖中,A、B、C、D各點(diǎn)波形。 2記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并作出分析和寫出實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)6 接收部分聯(lián)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握模擬通信系統(tǒng)中調(diào)幅接收機(jī)組成原理,建立系統(tǒng)概念; 2掌握系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方
38、法,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器l 雙蹤示波器l 高頻信號發(fā)生器l 頻率計三、實(shí)驗(yàn)電路原理圖6-1是調(diào)幅接收各模塊連接圖圖6-1是調(diào)幅接收各模塊連接圖,各模塊之間用鉚孔線連接,諧振放大器可以是單調(diào)諧回路諧振放大器,也可以是雙調(diào)諧回路諧振放大器?;祛l器可以用三極管混頻,也可以用集成乘法器混頻。幅度調(diào)制電路輸出一個頻率為6.3MHZ,幅度為100mv的調(diào)幅波,送入諧振放大器,經(jīng)放大后送入混頻,LC振蕩器輸出頻率為8.8MHZ,經(jīng)混頻后輸出2.5MHZ的調(diào)幅波送入中放,中頻放大后經(jīng)檢波得到與高頻信號源中調(diào)制信號相一致的低頻信號。四、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖6-1連接插好所需模擬,用鉚孔線將各模塊輸入輸
39、出連接好,接通各模塊電源。 2將幅度調(diào)制電路設(shè)置為頻率6.3MHZ,VP-P=100mv的調(diào)幅波,并送入諧振放大器。 3用示波器測試各模塊輸入輸出波形,并調(diào)整各模塊可調(diào)元件,使輸出達(dá)最佳狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)報告要求 1畫出圖6-1連接圖中,A、B、C、D、E、F、G各點(diǎn)波形。 2記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并作出分析和寫出實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)7 發(fā)射與接收完整系統(tǒng)的調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.在模塊實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握調(diào)幅發(fā)射機(jī)、調(diào)幅接收機(jī)整機(jī)組成原理,建立通信系統(tǒng)的概念;2.掌握收發(fā)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)方法,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器l 高頻信號發(fā)生器l 雙蹤示波器l 頻率計三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成調(diào)幅發(fā)射機(jī)、調(diào)幅接收機(jī)的整機(jī)聯(lián)調(diào)。
40、四、實(shí)驗(yàn)電路原理1.方案一: 方案一如圖7-1所示:圖7-1 方案一 各模塊連接圖實(shí)驗(yàn)電路說明:該方案為無線收發(fā)系統(tǒng),可在兩個實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行,一方為發(fā)射,一方為接收,但距離在2米以內(nèi)。高頻信號源輸出6.3MHZ的等幅波,音頻信號源可以是語音,可以是音樂,也可以是固定的單音頻。高頻功放即為高頻功率放大與發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)K,其諧振頻率約6.3MHZ。高頻信號源與音頻信號源送入高頻功放后,在本級進(jìn)行調(diào)幅、放大,然后通過天線發(fā)射出去。在調(diào)試時,需要改變高頻信號源和音頻信號源的幅度,使高頻功放獲得較大的發(fā)射功率。接收端的小信號調(diào)諧放大需采用雙調(diào)諧回路諧振放大器模塊(因該模塊配有接收天線),其諧振頻率為6.3MHZ左右?;祛l器可采用三極管混頻模塊,也可采用集成乘法器混頻模塊。LC振蕩器采用LC振蕩與射隨放大模塊,LC振蕩經(jīng)射隨放大后輸出約8.8MHZ的等幅波送入混頻,經(jīng)混頻后輸出約2.5MHZ的調(diào)幅波。中放即為中頻放大器模塊,其諧振頻率為2.5MHZ。圖中檢波、低放、AGC為
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