高頻實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書@20080728

1、前前 言言本高頻電子實(shí)驗(yàn)箱共包含十個(gè)實(shí)驗(yàn)單元模塊：單元選頻電路模塊；小信號選頻放大模塊；正弦波振蕩及 VCO 模塊；AM 調(diào)制及檢波模塊；FM 鑒頻模塊一；FM 鑒頻模塊二；混頻及變頻模塊；高頻功放模塊；波形變換模塊；綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是根據(jù)高等教育出版社的高頻電子線路一書而設(shè)計(jì)的。本實(shí)驗(yàn)箱共設(shè)置了二十四個(gè)實(shí)驗(yàn)：其中有十九個(gè)單元實(shí)驗(yàn)，是為配合課程而設(shè)計(jì)的，主要幫助學(xué)生理解和加深課堂所學(xué)的內(nèi)容；五個(gè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生了解每個(gè)復(fù)雜的無線收發(fā)系統(tǒng)都是由一個(gè)個(gè)單元電路組成的。此外，學(xué)生還可以根據(jù)我們所提供的單元電路自行設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)力求電路原理清楚，重點(diǎn)突出，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富。其電

2、路設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎、技術(shù)先進(jìn)、波形測量點(diǎn)選擇準(zhǔn)確，具有一定的代表性。同時(shí)，注重理論分析與實(shí)際動(dòng)手相結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐驗(yàn)證基本原理，旨在提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力已及動(dòng)手能力。由于編者水平有限，書中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望廣大讀者批評指正。編者2004 年 9 月實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接通電源前請確保電源插座接地良好。2、 每次安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K之前應(yīng)確保主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)處于斷開狀態(tài)。為保險(xiǎn)起見，建議拔下電源線后再安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K。3、 安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K時(shí)，模塊右邊的雙刀雙擲開關(guān)要撥上，將模板四角的螺孔和母板上的銅支柱對齊，然后用黑色接線柱固定。確保四個(gè)接線柱要擰緊，以免

3、造成實(shí)驗(yàn)?zāi)K與電源或者地接觸不良。經(jīng)仔細(xì)檢查后方可通電實(shí)驗(yàn)。4、 各實(shí)驗(yàn)?zāi)K上的雙刀雙擲開關(guān)、撥碼開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、自鎖開關(guān)、手調(diào)電位器和旋轉(zhuǎn)編碼器均為磨損件，請不要頻繁按動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。5、 請勿直接用手觸摸芯片、電解電容等元件，以免造成損壞。6、 各模塊中的 3362 電位器（藍(lán)色正方形封裝）是出廠前調(diào)試使用的。出廠后的各實(shí)驗(yàn)?zāi)K功能已調(diào)至最佳狀態(tài)，無需另行調(diào)節(jié)這些電位器，否則將會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成嚴(yán)重影響。若已調(diào)動(dòng)請盡快復(fù)原；若無法復(fù)原，請與指導(dǎo)老師或直接與我公司聯(lián)系。7、 在關(guān)閉各模塊電源之后，方可進(jìn)行連線。連線時(shí)在保證接觸良好的前提下應(yīng)盡量輕插輕放，檢查無誤后方可通電實(shí)驗(yàn)。拆線時(shí)若遇到連線與孔連

4、接過緊的情況，應(yīng)用手捏住線端的金屬外殼輕輕搖晃，直至連線與孔松脫，切勿旋轉(zhuǎn)及用蠻力強(qiáng)行拔出。8、 按動(dòng)開關(guān)或轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，切勿用力過猛，以免造成元件損壞。目目 錄錄高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介.1儀器介紹儀器介紹.7實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn).10實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 集成選頻放大器集成選頻放大器.18實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 二極管的雙平衡混頻器二極管的雙平衡混頻器.23實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻模擬乘法混頻.29實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 三點(diǎn)式正弦波振蕩器三點(diǎn)式正弦波振蕩器.34實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 晶體振蕩器與壓控振蕩器晶體振蕩器與壓控振蕩器.37實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 非線性丙類功率

5、放大器實(shí)驗(yàn)非線性丙類功率放大器實(shí)驗(yàn).40實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 線性寬帶功率放大器線性寬帶功率放大器.49實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn).54實(shí)驗(yàn)十實(shí)驗(yàn)十 模擬乘法器調(diào)幅（模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）.59實(shí)驗(yàn)十一實(shí)驗(yàn)十一 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn).65實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn).73實(shí)驗(yàn)十三實(shí)驗(yàn)十三 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn).79實(shí)驗(yàn)十四實(shí)驗(yàn)十四 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)?zāi)M鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn).86實(shí)驗(yàn)十五實(shí)驗(yàn)十五 自動(dòng)增益控制（自動(dòng)增益控制（AGC） .93實(shí)驗(yàn)十六實(shí)驗(yàn)十六 中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試.98

6、實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 超外差中波調(diào)幅接收機(jī)超外差中波調(diào)幅接收機(jī).100實(shí)驗(yàn)十八實(shí)驗(yàn)十八 鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試.103實(shí)驗(yàn)十九實(shí)驗(yàn)十九 半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)半雙工調(diào)頻無線對講機(jī).106選做實(shí)驗(yàn)一選做實(shí)驗(yàn)一 斜率鑒頻及脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻斜率鑒頻及脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻.109選做實(shí)驗(yàn)二選做實(shí)驗(yàn)二 波形變換實(shí)驗(yàn)波形變換實(shí)驗(yàn).115選做實(shí)驗(yàn)三選做實(shí)驗(yàn)三 常用低通帶通濾波器特性實(shí)驗(yàn)常用低通帶通濾波器特性實(shí)驗(yàn).121選做實(shí)驗(yàn)四選做實(shí)驗(yàn)四 LC 串并聯(lián)諧振回路特性實(shí)驗(yàn)串并聯(lián)諧振回路特性實(shí)驗(yàn).125高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱簡介一、一、產(chǎn)品組成產(chǎn)品組成該產(chǎn)品由 3 種實(shí)驗(yàn)儀器、10

7、個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及實(shí)驗(yàn)箱體（含電源）組成。1、實(shí)驗(yàn)儀器及主要指標(biāo)如下：1)頻率計(jì)：頻率測量范圍：50Hz99MHz輸入電平范圍：100mVrms2Vrms測量誤差：20ppm(頻率低端1Hz)輸入阻抗：1M/10pF2)信號源：輸出頻率范圍：400KHz45MHz（連續(xù)可調(diào)）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波，諧波30dBc輸出幅度：1mVp-p1Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：753)低頻信號源：輸出頻率范圍：200Hz10KHz（連續(xù)可調(diào)，方波頻率可達(dá) 250KHz）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波、方波、三角波輸出幅度：10mVp-p5Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：1002、實(shí)驗(yàn)?zāi)K及

8、電路組成如下：1)模塊 1：單元選頻電路模塊 該模塊屬于選件，非基本模塊包含 LC 并聯(lián)諧振回路、LC 串聯(lián)諧振回路、集總參數(shù) LC 低通濾波器、陶瓷濾波器、石英晶體濾波器等五種選頻回路。2)模塊 2：小信號選頻放大模塊包含單調(diào)諧放大電路、電容耦合雙調(diào)諧放大電路、集成選頻放大電路、自動(dòng)增益控制電路（AGC）等四種電路。3)模塊 3：正弦波振蕩及 VCO 模塊包含 LC 振蕩電路、石英晶體振蕩電路、壓控 LC 振蕩電路、變?nèi)荻O管調(diào)頻電路等四種電路。4)模塊 4：AM 調(diào)制及檢波模塊包含模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）電路、二極管峰值包絡(luò)檢波電路、三極管小信號包絡(luò)檢波電路、模擬乘法器同步檢

9、波電路等四種電路。5)模塊 5：FM 鑒頻模塊一包含正交鑒頻（乘積型相位鑒頻）電路、鎖相鑒頻電路、基本鎖相環(huán)路等三種電路。6)模塊 6：FM 鑒頻模塊二該模塊屬于選件，非基本模塊包含雙失諧回路斜率鑒頻電路、脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻電路等兩種電路。7)模塊 7：混頻及變頻模塊包含二極管雙平衡混頻電路、模擬乘法器混頻電路、三極管變頻電路等三種電路。8)模塊 8：高頻功放模塊包含非線性丙類功放電路、線性寬帶功放電路、集成線性寬帶功放電路、集電極調(diào)幅電路等四種電路。9)模塊 9：波形變換模塊該模塊屬于選件，非基本模塊包含限幅電路、直流電平移動(dòng)電路、任意波變方波電路、方波變脈沖波電路、方波變?nèi)遣娐?、脈沖波變鋸

10、齒波電路、三角波變正弦波電路等七種電路。10) 模塊 10：綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K包含話筒及音樂片放大電路、音頻功放電路、天線及半雙工電路、分頻器電路等四種電路。二、二、產(chǎn)品主要特點(diǎn)產(chǎn)品主要特點(diǎn)1、 采用模塊化設(shè)計(jì)，使用者可以根據(jù)需要選擇模塊，既可節(jié)約經(jīng)費(fèi)又方便今后升級。2、 產(chǎn)品集成了多種高頻電路設(shè)計(jì)及調(diào)試所必備的儀器，既可使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、調(diào)整電路時(shí)更加全面、更加有效，同時(shí)又可為學(xué)生在進(jìn)行高頻電路設(shè)計(jì)及調(diào)試時(shí)提供工具。3、 實(shí)驗(yàn)箱各模塊有良好的系統(tǒng)性，除單元選頻電路模塊及波形變換模塊外，其余八個(gè)模塊可組合成四種典型系統(tǒng)：中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)（535KHz1605KHz） 。超外差中波調(diào)幅接收機(jī)

11、（535KHz1605KHz，中頻 465KHz） 。半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)（10MHz15MHz，中頻 4.5MHz，信道間隔 200KHz） 。鎖相頻率合成器（頻率步進(jìn) 40KHz4MHz 可變） 。4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常豐富，單元實(shí)驗(yàn)包含了高頻電子線路課程的大部分知識(shí)點(diǎn)，并有豐富的、有一定復(fù)雜性的綜合實(shí)驗(yàn)。5、電路板采用貼片工藝制造，高頻特性良好，性能穩(wěn)定可靠。三、三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、小信號調(diào)諧（單、雙調(diào)諧）放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 2）2、集成選頻放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 2）3、二極管雙平衡混頻器實(shí)驗(yàn)（模塊 7）4、模擬乘法器混頻實(shí)驗(yàn)（模塊 7）5、三點(diǎn)式正弦波振蕩器（LC、晶體）實(shí)驗(yàn)（模塊 3）6、晶

12、體振蕩器與壓控振蕩器實(shí)驗(yàn)（模塊 3）7、非線性丙類功率放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 8）8、線性寬帶功率放大器實(shí)驗(yàn)（模塊 8）9、集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)（模塊 8）10、 模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）實(shí)驗(yàn)（模塊 4）11、 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)（模塊 4）12、 變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)（模塊 3）13、 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)（模塊 5）14、 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)（模塊 5）15、 自動(dòng)增益控制（AGC）實(shí)驗(yàn)（模塊 2）16、 中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 4、8、10）17、 超外差中波調(diào)幅接收機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 2、4、7、10）18、 鎖相頻率合成器組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 5、10）19、 半雙

13、工調(diào)頻無線對講機(jī)組裝及調(diào)試實(shí)驗(yàn)（模塊 2、3、5、7、8、10）20、 斜率鑒頻及脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻實(shí)驗(yàn)（選件模塊 6，屬選做實(shí)驗(yàn)）21、 波形變換實(shí)驗(yàn)（選件模塊 9，屬選做實(shí)驗(yàn)）22、 常用低通、帶通濾波器特性實(shí)驗(yàn)（選件模塊，屬選做實(shí)驗(yàn)）23、 LC 串、并聯(lián)諧振回路特性實(shí)驗(yàn)（選件模塊，屬選做實(shí)驗(yàn)）四、四、需另配設(shè)備需另配設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)桌2、20M 雙蹤示波器（數(shù)字或模擬）3、萬用表（數(shù)字或模擬）五、五、附：產(chǎn)品布局簡圖及綜合實(shí)驗(yàn)方框圖附：產(chǎn)品布局簡圖及綜合實(shí)驗(yàn)方框圖附一：產(chǎn)品布局簡圖附二：綜合實(shí)驗(yàn)方框圖1、自動(dòng)增益控制增益可調(diào)放大器選頻回路放大線性化檢波比較基準(zhǔn)電壓儀器區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)2、中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)

14、話筒或音樂IC音頻放大高頻功放AM調(diào)制3、超外差中波調(diào)幅接收機(jī)天線回路變頻音頻功放中頻放大耳機(jī)檢波4、鎖相頻率合成器參考分頻器（11/99)鑒相器VCO環(huán)路濾波器時(shí)基分頻器（11/999)5、半雙工調(diào)頻無線對講機(jī)高放耳機(jī)FM解調(diào)中頻放大下變頻限幅音頻功放雙工器上變頻功放調(diào)頻音頻放大話筒儀器介紹儀器介紹一、信號源一、信號源本實(shí)驗(yàn)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：400KHz45MHz（連續(xù)可調(diào)） ；頻率穩(wěn)定度：10E-4；輸出波形：正弦波，諧波30dBc;輸出幅度：1mVp-p1Vp-p（連續(xù)可調(diào)） ；輸出阻抗：75。2)音頻信號

15、源：輸出頻率范圍：200Hz10KHz（連續(xù)可調(diào)，方波頻率可達(dá) 250KHz）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波、方波、三角波輸出幅度：10mVp-p5Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：100信號源面板如圖所示：高頻頻率調(diào)節(jié)內(nèi)調(diào)頻內(nèi)調(diào)幅頻率增加按鍵頻率減小按鍵信號源頻率調(diào)節(jié)低頻輸出頻率調(diào)節(jié)正弦波三角波方波波形選擇幅度調(diào)節(jié)FMAMRF幅度FM頻偏AM調(diào)幅度RF輸出 0.445MHzRF1RF2POWER1K10K 100K高頻信號幅度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)頻指數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)幅度調(diào)節(jié)旋鈕電源開關(guān)波形選擇按鍵高頻信號輸出口低頻信號輸出端口低頻信號幅度調(diào)節(jié)旋鈕使用時(shí)，首先按下“POWER”開關(guān)，紅燈點(diǎn)亮。高頻信號源

16、頻率調(diào)節(jié)有四個(gè)檔位：1KHz，10KHz，100KHz 和 1MHz 檔。按下面板左上的頻率調(diào)節(jié)旋鈕可在各檔位間切換，為 1KHz，10KHz 和 100KHz 檔時(shí)，相對應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，當(dāng)三燈齊亮，即為 1MHz 檔。調(diào)節(jié)該旋鈕可改變輸出高頻信號的頻率。音頻信號源通過“波形選擇”按鍵切換輸出波形，并用相應(yīng)的指示燈指示，如選擇正弦波，則“正弦波”指示燈亮。通過“” “”按鍵可以增大、減小信號的頻率。調(diào)節(jié)“RF 幅度”旋鈕可改變輸出高頻信號源的幅度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)幅度增加；調(diào)節(jié)“幅度調(diào)節(jié)”旋鈕可改變輸出音頻信號源的幅度，本信號源有內(nèi)調(diào)制功能， “FM”開關(guān)按下，下方對應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)頻波，調(diào)制信號為信

17、號源音頻正弦波信號，載波信號為信號源高頻信號；“FM”開關(guān)按上，綠燈滅，輸出無調(diào)制的高頻信號。 “AM”開關(guān)按下，下方對應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)幅波，調(diào)制信號為信號源音頻正弦波信號，載波信號為信號源高頻信號；“AM”開關(guān)按上，綠燈滅，輸出無調(diào)制的高頻信號。調(diào)節(jié)“FM 頻偏”旋鈕可改變調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)，調(diào)節(jié)“AM 調(diào)幅度”旋鈕可改變調(diào)幅波的調(diào)幅度。面板下方為三個(gè)射頻線插孔。 “RF1”和“RF2”插孔輸出 400KHz45MHz 的正弦波信號（在觀察頻率特性的實(shí)驗(yàn)中，可將“RF1”作為信號輸入， “RF2”通過射頻跳線連接到頻率計(jì)觀察頻率） ；“低頻輸出”插孔輸出 200Hz10KHz 的正弦波、三角

18、波、方波信號。二、頻率計(jì)二、頻率計(jì)本實(shí)驗(yàn)箱自帶高頻頻率計(jì)和音頻頻率計(jì)，用于觀測信號頻率。頻率計(jì)面板如圖所示：高頻頻率計(jì)音頻頻率計(jì)AUDIO INRF INPOWER20VP-P MAX20VP-P MAX電源開關(guān)音頻輸入MHzKHzKHz高頻輸入高頻頻率顯示高頻頻率顯示頻率計(jì)參數(shù)如下：頻率測量范圍：50Hz99MHz輸入電平范圍：100mVrms2Vrms測量誤差：20ppm(頻率低端1Hz)輸入阻抗：1M/10pF使用時(shí)，按下“POWER”開關(guān)，紅燈點(diǎn)亮。高頻頻率計(jì)顯示部分由八個(gè)數(shù)碼管組成。音頻頻率計(jì)顯示部分由四個(gè)數(shù)碼管組成。高頻頻率計(jì)有 KHz 和 MHz 兩個(gè)級別單位。當(dāng)測量的頻率低于

19、1MHz 時(shí)，圖中所示的高頻頻率計(jì)“KHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，標(biāo)識(shí)此時(shí)測量頻率單位是“KHz” ，例如，此小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是 500，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是 123，則所測的頻率是 500.123KHz，即500123Hz；同理，當(dāng)測量的頻率高于 1MHz 時(shí)，圖中所示的高頻頻率計(jì)“MHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，標(biāo)識(shí)此時(shí)測量頻率單位是“MHz” ，例如，此小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是 15，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是 123456，則所測的頻率是 15.123456MHz，即 15123456Hz。音頻頻率計(jì)有 KHz 和 Hz 兩個(gè)級別單位。當(dāng)測量的頻率高于 10KHz 時(shí)，圖中音頻頻率計(jì)“KHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)

20、亮，標(biāo)識(shí)單位是“KHz” ，讀法與高頻頻率計(jì)的類似。當(dāng)測量頻率低于 10KHz 時(shí)，此時(shí)的頻率測量單位是“Hz” ，數(shù)碼管顯示的讀數(shù)即測量的頻率。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)高頻小信號調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握小信號調(diào)諧放大器的基本工作原理；2、 掌握諧振放大器電壓增益、通頻帶及選擇性的定義、測試及計(jì)算；3、 了解高頻小信號放大器動(dòng)態(tài)范圍的測試方法；二、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的靜態(tài)工作電2、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的增益3、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的通頻帶三、三、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號源模塊 1 塊2、 頻率

21、計(jì)模塊 1 塊3、 2 號板 1 塊4、 雙蹤示波器 1 臺(tái)5、 萬用表 1 塊6、 掃頻儀（可選） 1 臺(tái)四、四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理（一）單調(diào)諧放大器小信號諧振放大器是通信機(jī)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(shí)驗(yàn)單元電路如圖 1-1 所示。該電路由晶體管 Q1、選頻回路 T1二部分組成。它不僅對高頻小信號進(jìn)行放大，而且還有一定的選頻作用。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號的頻率fS10.7MHz。基極偏置電阻 W3、R22、R4和射極電阻 R5決定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)節(jié)可變電阻 W3改變基極偏置電阻將改變晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)，從而可以改變放大器的增益。表征高頻小信號調(diào)諧放大器的主要性能

22、指標(biāo)有諧振頻率 f0，諧振電壓放大倍數(shù) Av0，放大器的通頻帶 BW 及選擇性（通常用矩形系數(shù) Kr0.1來表示）等。圖 1-1 單調(diào)諧小信號放大電路放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)及測量方法如下：1、諧振頻率放大器的調(diào)諧回路諧振時(shí)所對應(yīng)的頻率 f0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(xiàng)指標(biāo)所對應(yīng)電路） ，f0的表達(dá)式為 LCf210式中，L 為調(diào)諧回路電感線圈的電感量；為調(diào)諧回路的總電容，的表達(dá)式為CC ieoeCPCPCC2221式中， Coe為晶體管的輸出電容；Cie為晶體管的輸入電容；P1為初級線圈抽頭系數(shù)；P2為次級線圈抽頭系數(shù)。諧振頻率 f0的測量方法是：用掃頻儀作為測量儀

23、器，測出電路的幅頻特性曲線，調(diào)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(diǎn) f0。2、電壓放大倍數(shù)放大器的諧振回路諧振時(shí)，所對應(yīng)的電壓放大倍數(shù) AV0稱為調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)。AV0的表達(dá)式為 GgpgpyppgyppvvAieoefefeiV2221212100式中，為諧振回路諧振時(shí)的總電導(dǎo)。要注意的是 yfe本身也是一個(gè)復(fù)數(shù)，所以諧振時(shí)g輸出電壓 V0與輸入電壓 Vi相位差不是 180 而是為 180+fe。AV0的測量方法是：在諧振回路已處于諧振狀態(tài)時(shí)，用高頻電壓表測量圖 1-1 中輸出信號 V0及輸入信號 Vi的大小，則電壓放大倍數(shù) AV0由下式計(jì)算： AV0 =

24、 V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、通頻帶由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù) AV下降到諧振電壓放大倍數(shù) AV0的 0.707 倍時(shí)所對應(yīng)的頻率偏移稱為放大器的通頻帶 BW，其表達(dá)式為BW = 2f0.7 = f0/QL 式中，QL為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù) AV0與通頻帶 BW 的關(guān)系為 CyBWAfeV20上式說明，當(dāng)晶體管選定即 yfe確定，且回路總電容為定值時(shí)，諧振電壓放大倍數(shù)CAV0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

25、概念是相同的。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(diǎn)法。逐點(diǎn)法的測量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧振回路使其諧振，記下此時(shí)的諧振頻率 f0及電壓放大倍數(shù) AV0然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓 VS不變） ，并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù) AV0。由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧振曲線如圖 1-2 所示?？傻茫?7 . 02 fffBWLH通頻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(shí)又能提高放大器的電壓增益，除了選用 yfe較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減小調(diào)諧回路的總電容量 C。如果放大器只用來放大來自

26、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。（二）雙調(diào)諧放大器為了克服單調(diào)諧回路放大器的選擇性差、通頻帶與增益之間矛盾較大的缺點(diǎn)，可采用雙調(diào)諧回路放大器。雙調(diào)諧回路放大器具有頻帶寬、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，并能較好地解決增益與通頻帶之間的矛盾，從而在通信接收設(shè)備中廣泛應(yīng)用。在雙調(diào)諧放大器中，被放大后的信號通過互感耦合回路加到下級放大器的輸入端，若耦合回路初、次級本身的損耗很小，則均可被忽略。 1、電壓增益為gyppvvAfeiV221002、通頻帶為弱耦合時(shí)，諧振曲線為單峰；為強(qiáng)耦合時(shí)，諧振曲線出現(xiàn)雙峰；臨界耦合時(shí)，雙調(diào)諧放大其的通頻帶BW = 2f0.7 = fo/QL2

27、 0VAAv 0.7 BW 0.1 Lf0fHf2f0.1圖 1-2 諧振曲線圖 1-3 雙調(diào)諧小信號放大五、五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟（一）單調(diào)諧小信號放大器單元電路實(shí)驗(yàn)1、根據(jù)電路原理圖熟悉實(shí)驗(yàn)板電路，并在電路板上找出與原理圖相對應(yīng)的的各測試點(diǎn)及可調(diào)器件（具體指出） 。2、打開小信號調(diào)諧放大器的電源開關(guān)，并觀察工作指示燈是否點(diǎn)亮，紅燈為+12V 電源指示燈，綠燈為-12V 電源指示燈。(以后實(shí)驗(yàn)步驟中不再強(qiáng)調(diào)打開實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源開關(guān)步驟)3、調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)：在不加輸入信號時(shí)用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻 R4 和 R5 兩端的電壓（即VBQ與 VEQ） ，調(diào)整可調(diào)電阻 W3，使 VEQ1

28、.6V，記下此時(shí)的 VBQ，并計(jì)算出此時(shí)的IEQVEQ /R5（R5=470）4、關(guān)閉電源，按下表所示搭建好測試電路。 （連線框圖如圖 1-4 所示）信號源頻率計(jì)單調(diào)諧小信號放大單元（2號板）示波器J4J1輸入輸出RF1RF2RFIN圖 1-4 單調(diào)諧小信號放大連線框圖注：圖中符號表示高頻連接線源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號源：RF1（Vp-p =200mV f=10.7M）2 號板：J4射頻信號輸入信號源：RF2頻率計(jì)：RF IN頻率計(jì)實(shí)時(shí)觀察輸入頻率5、按下信號源、頻率計(jì)和 2 號板的電源開關(guān)，調(diào)節(jié)信號源“RF 幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使在 TH1 處輸出信號峰-峰值約

29、為 200mV（示波器探頭用 x10 檔測量）頻率為 10.7 MHz 的高頻信號。測量諧振頻率測量諧振頻率將示波器探頭連接在調(diào)諧放大器的輸出端即 TH2 上，調(diào)節(jié)示波器直到能觀察到輸出信號的波形，再調(diào)節(jié)中周磁芯使示波器上的信號幅度最大，此時(shí)放大器即被調(diào)諧到輸入信號的頻率點(diǎn)上。測量電壓增益測量電壓增益 Av0在調(diào)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 Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。測量放大器通頻帶測量放大器通頻帶調(diào)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 為步進(jìn)間隔來變化） ，并用示波器觀

30、測各頻率點(diǎn)的輸出信號的幅度，在如下的“幅度頻率”坐標(biāo)軸上標(biāo)示出放大器的通頻帶特性。 （二）雙調(diào)諧小信號放大器單元電路實(shí)驗(yàn)1、打開雙調(diào)諧小信號調(diào)諧放大器的電源開關(guān)，并觀察工作指示燈是否點(diǎn)亮。2、調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)：在不加輸入信號時(shí)用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻 R15 和 R16 兩端的電壓（即VBQ與 VEQ） ，調(diào)整可調(diào)電阻 W4，使 VEQ0.4V，記下此時(shí)的 VBQ，并計(jì)算出此時(shí)的IEQVEQ /R16（R16=1.5K）3、關(guān)閉電源，按下表所示搭建好測試電路。 （連線框圖如圖 1-5 所示）信號源頻率計(jì)雙調(diào)諧小信號放大單元（2號板）示波器J5J6輸入輸出RF1RF2RFIN圖

31、1-5 雙調(diào)諧小信號放大連線框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號源：RF1（Vp-p =500mV f=455K）2 號板：J5射頻信號輸入信號源：RF2頻率計(jì)：RF IN頻率計(jì)實(shí)時(shí)觀察輸入頻率4、按下信號源、頻率計(jì)和 2 號板的電源開關(guān)，調(diào)節(jié)信號源“RF 幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使在 TH1 處輸出信號峰-峰值約為 500mV（示波器探頭用 x10 檔測量）頻率為頻率輸出幅度455KHz 的高頻信號。測量諧振頻率測量諧振頻率1）將示波器探頭連接在調(diào)諧放大器的輸出端 TH6 上，調(diào)節(jié)示波器直到能觀察到輸出信號的波形。2）首先調(diào)試放大電路的第一級中周，讓示波器上被測信號幅度盡可

32、能大，然后調(diào)試第二級中周，讓示波器上被測信號的幅度盡可能大。3）重復(fù)調(diào)第一級和第二級中周，直到輸出信號的幅度達(dá)到最大。這樣，放大器就諧振到輸入信號的頻點(diǎn)上。測量電壓增益測量電壓增益 Av0在調(diào)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 TH6 和 TH7 分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，則 Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。六、六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、 畫出實(shí)驗(yàn)電路的直流和交流等效電路。3、 計(jì)算直流工作點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)實(shí)測結(jié)果比較。4、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 集成選頻放大器集成選頻放大器一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉集成放大器的內(nèi)

33、部工作原理2、 熟悉陶瓷濾波器的選頻特性二、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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。三、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號源模塊 1 塊2、 頻率計(jì)模塊 1 塊3、 2 號板 1 塊4、 雙蹤示波器 1 臺(tái)5、 萬用表 1 塊6、 掃頻儀（可選） 1 臺(tái)四、四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、集成選頻放大器的原理圖見下圖圖 2-1 集成選頻放大器電路原理圖由上圖可知，本實(shí)驗(yàn)中涉及到的集成選頻放大器是帶 AGC（自動(dòng)增益控制）功能的選頻放大器，放大 IC 用的是 Motorola 公司的 MC1350。2、MC1350 放大器的工作原理圖 2-2 為 MC1350 單片

34、集成放大器的電原理圖。這個(gè)電路是雙端輸入、雙端輸出的全差動(dòng)式電路，其主要用于中頻和視頻放大。圖 2-2 MC1350 內(nèi)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(fù)載外，還有 Q4、Q5 的射極輸入阻抗分別與 Q3、Q6 的射極輸入阻抗并聯(lián)，起著分流的作用。各個(gè)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(diǎn)電流的相對大小，當(dāng)增益控制電壓增大時(shí)，Q4、Q5 的工作點(diǎn)電流增大，射極等效輸

35、入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益減小。五、五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、 據(jù)電路原理圖熟悉實(shí)驗(yàn)板電路，并在電路板上找出與原理圖相對應(yīng)的的各測試點(diǎn)及可調(diào)器件。2、 按下面框圖（圖 2-3）所示搭建好測試電路。集成陶瓷選頻放大（2號板）增益可調(diào)放大器選頻回路直流放大基準(zhǔn)電壓比較線性化檢波信號源示波器TP1TH5TP2TP5TP4TP7RF1J2輸入J3輸出圖 2-3 集成選頻放大器測試連接框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號源：RF1（Vp-p =100mV f=4.5M ）2 號板：J2射頻信號輸入信號源：RF2頻率計(jì)：RF IN頻率計(jì)實(shí)時(shí)觀察輸入頻率測量電壓增益測量電壓增益 A

36、v0將撥碼開關(guān) S1 撥為“00” （所有撥碼開關(guān)撥上為 1，撥下為 0，以后不多做說明） ，用示波器觀測信號輸出 TH4，調(diào)節(jié) W1 使輸出幅度最大。用示波器分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。測量放大器通頻帶測量放大器通頻帶以 10K 檔步進(jìn)調(diào)節(jié)信號源上頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使其在 4.5MHz 左右變化，并用示波器觀測各頻率點(diǎn)的輸出信號的幅度，然后就可以在如下的“幅度頻率”坐標(biāo)軸上標(biāo)示出放大器的通頻帶特性。 頻率輸出幅度六、六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、 計(jì)算集成選頻放大器的增益。3、 計(jì)算集成選頻放大器的通頻帶。4、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫

37、出幅頻特性。實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 二極管的雙平衡混頻器二極管的雙平衡混頻器一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、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 V0和工作電流 Ie對中頻轉(zhuǎn)出電壓大小的影響。3、掌握集成模擬乘法器實(shí)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、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(diǎn)。2、 研究這種混頻器輸出頻譜與本振電壓大小的關(guān)系。三、三、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號源模塊 1 塊2、 頻率計(jì)模塊 1 塊3、 3 號板 1 塊4、 7 號板 1

38、塊5、 雙蹤示波器 1 臺(tái)四、四、實(shí)驗(yàn)原理與電路實(shí)驗(yàn)原理與電路1、 二二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 VS為輸入信號電壓，VL 為本機(jī)振蕩電壓。在負(fù)載 RL上產(chǎn)生差頻和合頻，還夾雜有一些其它頻率的無用產(chǎn)物，再接上一個(gè)濾波器（圖中未畫出）二極管雙平衡混頻器的最大特點(diǎn)是工作頻率極高，可達(dá)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nTTTSSVvnVvVvIeIiTVv)(1

39、)(21) 1(2或或當(dāng)加到二極管兩端的電壓 v 為輸入信號 VS和本振電壓 VL之和時(shí)，V2項(xiàng)產(chǎn)生差頻與和頻。其它項(xiàng)產(chǎn)生不需要的頻率分量。由于上式中 u 的階次越高，系數(shù)越小。因此，對差頻與和頻構(gòu)成干擾最嚴(yán)重的是 v 的一次方項(xiàng)（因其系數(shù)比 v2項(xiàng)大一倍）產(chǎn)生的輸入信號頻率分量和本振頻率分量。用兩個(gè)二極管構(gòu)成雙平衡混頻器和用單個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)混頻相比，前者能有效的抑制無用產(chǎn)物。雙平衡混頻器的輸出僅包含（pLS） （p 為奇數(shù)）的組合頻率分量，而抵消了L、C以及 p 為偶數(shù)（pLS）眾多組合頻率分量。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 L及 S的抑制作用。（a）Vs

40、RsRLVLT2D3D4RoCLL1L2/2L3L4VoT1（b）圖 3-2 雙平衡混頻器拆開成兩個(gè)單平衡混頻器在實(shí)際電路中，本振信號 VL遠(yuǎn)大于輸入信號 VS。在 VS變化范圍內(nèi)，二極管的導(dǎo)通與否，完全取決于 VL。因而本振信號的極性，決定了哪一對二極管導(dǎo)通。當(dāng) VL上端為正時(shí)，二極管 D3和 D4導(dǎo)通，D1和 D2截止；當(dāng) 上端為負(fù)時(shí)，二極管 D1和 D2導(dǎo)通，D3和 D4截止。這樣，將圖 3-1 所示的雙平衡混頻器拆開成圖 3-2（a）和（b）所示的兩個(gè)單平衡混頻器。圖 3-2（a）是 VL上端為負(fù)、下端正期間工作；3-2（b）是 VL上端為正、下端為負(fù)期間工作。由圖 3-2（a）和（b

41、）可以看出，VL單獨(dú)作用在 RL上所產(chǎn)生的 L分量，相互抵消，故 RL上無 L分量。由 VS產(chǎn)生的分量在 VL上正下負(fù)期間，經(jīng) D3產(chǎn)生的分量和經(jīng) D4 產(chǎn)生的分量在 RL上均是自下經(jīng)上。但在 VL下正上負(fù)期間，則在 RL上均是自上經(jīng)下。即使在 VL一個(gè)周期內(nèi)，也是互相抵消的。但是 VL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 VS在 VL瞬時(shí)值不同情況下所產(chǎn)生的電流大小不同，正是通過這一非線性特性產(chǎn)生相乘效應(yīng)，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 VL輸入 J5 和射頻信號輸 VS輸入 J2， 它們都通過變壓器將單端輸入變

42、為平衡輸入并進(jìn)行阻抗變換，TP6 為中頻輸出口，是不平衡輸出。圖 3-3 二極管雙平衡混頻在工作時(shí)，要求本振信號 VLVS。使 4 只二級管按照其周期處于開關(guān)工作狀態(tài)，可以證明，在負(fù)載 RL 的兩端的輸出電壓（可在 TP6 處測量）將會(huì)有本振信號的奇次諧波（含基波）與信號頻率的組合分量，即 pLS（p 為奇數(shù)） ，通過帶通濾波器可以取出所需頻率分量L+S（或 LS -） 。由于 4 只二極管完全對稱，所以分別處于兩個(gè)對角上的本振電壓VL和射頻信號 VS不會(huì)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(dòng)態(tài)范圍大，工作頻率高，工作頻帶寬，動(dòng)態(tài)范圍大，缺點(diǎn)是高頻增益

43、小于 1。C20、C21、L1：帶通濾波器，取出和頻分量 fLO+fsQ2、C18、T4：組成調(diào)諧放大器，將混頻輸出的和頻信號進(jìn)行放大，以彌補(bǔ)無源混頻器的損耗（R8 為偏置電阻）五、五、測試點(diǎn)說明測試點(diǎn)說明1、輸入點(diǎn)說明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）2、輸出點(diǎn)說明TP6：混頻器輸出測試點(diǎn)TP7：帶通濾波器輸出J3：和頻信號輸出（TH6 為其測試口）六、六、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、 熟悉實(shí)驗(yàn)板上各元件的位置及作用；2、 按下面框圖所示，進(jìn)行連線信號源示波器J5J3本振輸入和頻輸出RF1正弦波振蕩器（3號板）J2射頻輸入頻率計(jì)J1RFIN雙平衡混頻

44、單元（7號板）帶通濾波器雙平衡混頻器TP6混頻器輸出選頻放大TP7取和頻輸出TH3圖 3-4 雙平衡混頻連線框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號源：RF1（Vp-p =300mV f=6.5M）7 號板：J5本振信號輸入3 號板：J1（VSP-P =50mV fS=4.2M）7 號板：J2射頻信號輸入7 號板：J3頻率計(jì)：RF IN混頻后信號輸出3、 將 3 號板上 S1 撥為“00” ，S2 撥為“01” ，調(diào)節(jié)中周 T1 使 J1 輸出幅度最大，然后調(diào)節(jié) W2 改變輸出信號幅度，使 J1 輸出 fS=4.2MHz、VSP-P=50mV4、 用示波器觀察混頻器輸出點(diǎn) TP6

45、波形以及混頻輸出 TH3 處波形（調(diào)節(jié)中周 T4 使輸出最大） ，并讀出頻率計(jì)上的頻率。5、 調(diào)節(jié)本振信號電壓與輸入信號電壓相近，重做步驟 34。七、七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)2、 計(jì)算 MIXI 混頻增益實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻模擬乘法混頻一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解集成混頻器的工作原理2、 了解混頻器中的寄生干擾二、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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 Vi與輸入本振電壓的關(guān)系3、 研究平衡混頻器輸出中頻電壓 Vi與輸入信號電壓的關(guān)系三、三、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號源模塊 1 塊2、 頻率計(jì)模塊 1 塊3

46、、 模塊 3 1 塊4、 模塊 7 1 塊5、 雙蹤示波器 1 臺(tái)四、四、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說明實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)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(gè)頻率。這樣不僅能滿足各種無線電設(shè)備的需要，而且有利于提高設(shè)備的性能。對信號進(jìn)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(jìn)行這種頻率變換時(shí)，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(jī)振蕩頻率。本機(jī)振蕩頻率可以是由單獨(dú)的信號源供給，也可以由頻率變換電路內(nèi)部產(chǎn)生。當(dāng)本機(jī)振蕩由單獨(dú)的信號源供給時(shí)，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(yīng)管和

47、乘法器。本振用于產(chǎn)生一個(gè)等幅的高頻信號 VL，并與輸入信號 VS經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號經(jīng)帶通濾波器濾出。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬相乘器作混頻電路實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槟M相乘器的輸出頻率包含有兩個(gè)輸入頻率之差或和，故模擬相乘器加濾波器，濾波器濾除不需要的分量，取和頻或者差頻二者之一，即構(gòu)成混頻器。圖 4-1 所示為相乘混頻器的方框圖。設(shè)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(shè)信號是：載波頻率為的普通調(diào)幅波。本機(jī)振蕩頻率為。SfLf設(shè)輸入信號為，本機(jī)振蕩信號為tVvSSScostVvLLLcos由相乘混頻的框圖可得輸出電壓tVtVVKKvSLSLSLMF)cos()cos(

48、2100式中 SLMFVVKKv210定義混頻增益為中頻電壓幅度與高頻電壓之比，就有MA0VSVLMFSMVKKVVA210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。+12-12J7J8J9C12104C11104C7104C15104C8104R101KR11200R12820R13820R71KR14100R153.3KR163.3KR216.8KR20510R171kF24.5MD28.2VC16104TH6TH7TH8TH9TP5SIG+1GNADJ2GNADJ3SIG-4BIAS5OUT+6NC7CAR+8NC9CAR-10NC11OUT-12NC

49、13VEE14U1MC1496圖 4-3 MC1496 構(gòu)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(shí)驗(yàn)電路中采用12V，8V供電。R12（820） 、R13（820）組成平衡電路，F(xiàn)2為 4.5MHz 選頻回路。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號頻率為4.2MHz(由三號板晶體振蕩輸出)，本振頻率8.7MHz。SfLf為了實(shí)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 VS和本振電壓 VL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(chǎn)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(diào)器，對輸出級產(chǎn)生干涉，影

50、響輸入信號的接收。干擾是由于混頻器不滿足線性時(shí)變工作條件而形成的，因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生干擾，其中影響最大的是中頻干擾和鏡象干擾。五、五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、打開本實(shí)驗(yàn)單元的電源開關(guān)，觀察對應(yīng)的發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮，熟悉電路各部分元件的作用。2、按照下面框圖進(jìn)行連線信號源示波器J8J9本振輸入差頻輸出RF1正弦波振蕩器（3號板）J7射頻輸入頻率計(jì)J1RFIN模擬乘法器混頻單元（7號板）陶瓷濾波器模擬乘法器TP5乘法器輸出TH9圖 4-4 模擬乘法器混頻連線框圖源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號源：RF1（Vp-p =600mV f=8.7M）7 號板：J8本振信號輸入3 號板：J1（

51、VSP-P =300mV fS=4.2M）7 號板：J7射頻信號輸入7 號板：J9頻率計(jì)：RF IN混頻后信號輸出3、將 3 號板上 S1 撥為“00” ，S2 撥為“01” ，調(diào)節(jié) T1 及 W2，使 J1 輸出fS=4.2MHz、VSP-P=300mV。4、用示波器對比觀察 TH8 和 TH9 處波形，并讀出頻率計(jì)上的頻率。5、保持本振電壓不變，改變射頻信號電壓幅度，用示波器觀測，記錄輸出中頻電壓Vi的幅值，并填入表 4-1。VSP-P（mV）100200300400500ViP-P（mV）表 4-16、改變本振信號電壓幅度，用示波器觀測，記錄輸出中頻電壓 Vi的幅值，并填入表4-2。VL

52、p-p（mV）200300400500600700Vip-p（mV）表 4-2六、六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫表格 4-1 和 4-2。2、 繪制步驟 3、4 中所觀測到的波形圖，并作分析。3、 歸納并總結(jié)信號混頻的過程。實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 三點(diǎn)式正弦波振蕩器三點(diǎn)式正弦波振蕩器一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握三點(diǎn)式正弦波振蕩器電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設(shè)計(jì)及電路參數(shù)計(jì)算。2、 通過實(shí)驗(yàn)掌握晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)大小、負(fù)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(fù)載變化）對振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。二、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 熟悉振蕩器模塊

53、各元件及其作用。2、 進(jìn)行 LC 振蕩器波段工作研究。3、 研究 LC 振蕩器中靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)以及負(fù)載對振蕩器的影響。4、 測試 LC 振蕩器的頻率穩(wěn)定度。三、三、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、模塊 3 1 塊2、頻率計(jì)模塊 1 塊3、雙蹤示波器 1 臺(tái)4、萬用表 1 塊四、四、基本原理基本原理+12J1J2R310KR710KR83.3KR410KR22KR101KR118.2KC5104C21104C1047pC927pC310pC15102C14104L222uHQ33DG6Q23DG6RA1100KC1104C20470pCRY14.19MCC15-25pC4104R122K+12VPOW

54、ER1+12C810pTH1TH2D1BB149LE D1LE DE110UF/16VC22104+12TP2TP3TP6TP7TP1TP4TP5W120KW25kR110KR610KQ13DG6C7104R55101243S11243S2C13100pD2BB149R910KL122uHC23102C2104C6560pT1R133.3KR14510C11104圖 5-1 正弦波振蕩器（4.5MHz）將開關(guān) S2的 1 撥上 2 撥下， S1 全部斷開，由晶體管 Q3和 C13、C20、C10、CCI、L2構(gòu)成電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型振蕩器西勒振蕩器，電容 CCI 可用來改變振蕩頻率。)

55、(211020CCICLf振蕩器的頻率約為 4.5MHz （計(jì)算振蕩頻率可調(diào)范圍）振蕩電路反饋系數(shù)F=12. 0470562013CC振蕩器輸出通過耦合電容 C3（10P）加到由 Q2組成的射極跟隨器的輸入端，因 C3容量很小，再加上射隨器的輸入阻抗很高，可以減小負(fù)載對振蕩器的影響。射隨器輸出信號 Q1調(diào)諧放大，再經(jīng)變壓器耦合從 J1輸出。五、五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、 根據(jù)圖 5-1 在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)對振蕩幅度的影響。1）將開關(guān) S2 的撥為“10” ，S1 撥為“00” ，構(gòu)成 LC 振蕩器。 2）改變上偏置電位器 RA1，記下

56、Q3 發(fā)射極電流 Ieo(=，R10=1K)（將萬用表紅10RVe表筆接 TP4，黑表筆接地測量 VE） ，并用示波測量對應(yīng)點(diǎn) TP1 的振蕩幅度 VP-P，填于表5-1 中，分析輸出振蕩電壓和振蕩管靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系振蕩狀態(tài)Vp-pIeo起振 停振表 5-1分析思路：靜態(tài)電流 ICQ會(huì)影響晶體管跨導(dǎo) gm，而放大倍數(shù)和 gm 是有關(guān)系的。在飽和狀態(tài)下（ICQ過大） ，管子電壓增益 AV會(huì)下降，一般取 ICQ=（15mA）為宜。3、 測量振蕩器輸出頻率范圍將頻率計(jì)接于 J1 處，改變 CCI，用示波器從 TH1 觀察波形及輸出頻率的變化情況，記錄最高頻率和最低頻率填于 5-2 表中。fmaxfm

57、in表 5-2六、六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 記錄實(shí)驗(yàn)箱序號2、 分析靜態(tài)工作點(diǎn)、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(xué)理論加以分析。3、 計(jì)算實(shí)驗(yàn)電路的振蕩頻率 fo，并與實(shí)測結(jié)果比較。實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 晶體振蕩器與壓控振蕩器晶體振蕩器與壓控振蕩器1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、 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。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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?nèi)荻O管的偏置電壓，觀察振蕩器輸出頻率的變化。3.實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器1、模塊 3 1

58、塊2、頻率計(jì)模塊 1 塊3、雙蹤示波器 1 臺(tái)4、萬用表 1 塊4.基本原理基本原理1、 晶體振蕩器：將開關(guān) S1撥為“00” ，S2撥為“01” ，由 Q3、C13、C20、晶體 CRY1 與C10構(gòu)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 S1撥為“10”或“01” ，S2撥為“10” ，則變?nèi)荻O管D1、D2并聯(lián)在電感 L2 兩端。當(dāng)調(diào)節(jié)電位器 W1時(shí)，D1、D2兩端的反向偏壓隨之改變，從而改變了 D1和 D2的結(jié)電容 Cj，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 6-2 所示3、晶體壓控振蕩器開關(guān) S1撥

59、為“10”或“01” ，S2撥為“01” ，就構(gòu)成了晶體壓控振蕩器。+12J1J2R310KR710KR83.3KR410KR22KR101KR118.2KC5104C21104C1047pC927pC310pC15102C14104L222uHQ33DG6Q23DG6RA1100KC1104C20470pCRY14.19MCC15-25pC4104R122K+12VPOWER1+12C810pTH1TH2D1BB149LE D1LE DE110UF/16VC22104+12TP2TP3TP6TP7TP1TP4TP5W120KW25kR110KR610KQ13DG6C7104R55101243

60、S11243S2C13100pD2BB149R910KL122uHC23102C2104C6560pT1R133.3KR14510C11104圖 6-1 正弦波振蕩器（4.5MHz）圖 6-2 壓控振蕩器交流等效電路圖5.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1、 溫度對兩種振蕩器諧振頻率的影響1） 電路接成 LC 振蕩器，在室溫下記下振蕩頻率（頻率計(jì)接于 J1 處） 。2） 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。3） 開關(guān) S2 交替設(shè)為“10” （LC 振蕩器）和“01” （晶體振蕩器） ，并將數(shù)據(jù)記于表 6-1。溫度時(shí)間變化室溫1 分鐘2 分鐘3 分鐘4 分鐘5 分鐘LC 振蕩器