通信電子線路實(shí)物試驗(yàn)報(bào)告

1、東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電子電路與綜合實(shí)驗(yàn)第一次實(shí)物實(shí)驗(yàn)院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：信息工程姓 名：陳金煒 學(xué) 號(hào)：04013130實(shí) 驗(yàn)室： 高頻實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)組別：同組人員： 陳秦 郭子衡 鄒俊昊 實(shí)驗(yàn)時(shí)間:2015年11月21日評(píng)定成績(jī):審閱教師:實(shí)驗(yàn)一常用儀器使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握常用示波器、信號(hào)源和頻譜儀等儀器的使用，并理解常用儀器的基本工作原理；2,通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握振幅調(diào)制、頻率調(diào)制的基本概念。二、實(shí)驗(yàn)儀器示波器(帶寬大于100MHz)1臺(tái)萬(wàn)用表1臺(tái)雙路直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)頻譜儀1臺(tái)多功能實(shí)驗(yàn)箱1套多功能智能測(cè)試儀1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、說(shuō)明頻譜儀

2、的主要工作原理，示波器測(cè)量精度與示波器帶寬、與被測(cè)信號(hào)頻 率之間關(guān)系。答：(1)頻譜儀結(jié)構(gòu)框圖為:顯示器6.奧模默 匕典 模數(shù) 數(shù)字 必向奧衰.器灌波器期樣器轉(zhuǎn)換器濁波器處理器頻譜儀的主要工作原理：對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域的采集，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，將其轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)。這種方法對(duì)于AD要求很高，但還是難以分析高頻信號(hào)。通過(guò)直接接收，稱為超外差接收直接掃描調(diào)諧分析儀。即：信號(hào)通過(guò)混頻器與本振混頻后得到中頻，采用固定中頻的辦法， 并使本振在信號(hào)可能的頻譜范圍內(nèi)變化。得到中頻后進(jìn)行濾波和檢波，就可以獲取信號(hào)中某一頻率分量的大小。(2)示波器的測(cè)量精度與示波器帶寬、被測(cè)信號(hào)頻率之間的關(guān)系：示波器的帶寬越寬，在通

3、帶內(nèi)的衰減就越緩慢；示波器帶寬越寬，被測(cè)信號(hào)頻率離示波器通帶截止頻率點(diǎn)就越遠(yuǎn)，則測(cè)得的數(shù)據(jù)精度約(Wj。2、畫(huà)出示波器測(cè)量電源上電時(shí)間示意圖，說(shuō)明示波器可以捕獲電源上電上升時(shí)間的工作原理.答：上電時(shí)間示意圖:工作原理：示波器探頭與電源相連， 使示波器工捕獲這個(gè)過(guò)程需要示波器采樣周期小于過(guò)渡時(shí)間。作于“正?！庇|發(fā)方式，接通電源后，便有電信號(hào)進(jìn)入示波器，由于示波器為“正?！庇|發(fā)方式，所以在屏幕上會(huì)顯示出電勢(shì)波形；并且當(dāng)上電完成后，由于沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)， 示波器將不再顯示此信號(hào)。這樣，就可以利用游標(biāo)讀出電源上電的上升時(shí)間。3、簡(jiǎn)要說(shuō)明在FM調(diào)制過(guò)程中，調(diào)制信號(hào)的幅度與頻率信息是如何加到FM波中的？答：

4、載波的瞬時(shí)角頻率為 w(t)=coc+kfut),(其中kf為與電路有關(guān)的調(diào)頻比例常數(shù))已調(diào)的瞬時(shí)相角為 6( t) =fo(t)dt =ct + kf jf)ut)dt+00t所以FM已調(diào)波的表達(dá)式為：u0(t) =U omcosct +k0UQ(t)dt +日0當(dāng) u&t) =Ufm cosCt 時(shí)，U0(t) =U omcosgct +M f sin Ct +3其中M f為調(diào)制指數(shù)其值與調(diào)制信號(hào)的幅度Uc成正比，與調(diào)制信號(hào)的角頻率 C反比，即FM波中。Mf =kfUfm。這樣，調(diào)制信號(hào)的幅度與頻率信息是已加到 f f J4、對(duì)于單音調(diào)制信號(hào)，分別采用AM與FM調(diào)制方式，信號(hào)所占的帶寬如何

5、計(jì)算, 并與頻譜儀測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較說(shuō)明。答：AM波的帶寬公式：2Q=2Ei、= FM波的帶寬公式:寬帶調(diào)頻:BlCR = 2(Mf+)F = 2(+F)率帶調(diào)頻rMm* ls BWck A/； F,M $ l、叫產(chǎn) 2F可以觀察到FM占用的帶寬遠(yuǎn)大于 AM。這一點(diǎn)與從頻譜儀上觀察的結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)二振幅調(diào)制與解調(diào)電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解振幅調(diào)制的基本概念、調(diào)幅波的性質(zhì)及其特點(diǎn)；2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解大信號(hào)包絡(luò)檢波的基本概念及基本原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器 TOC o 1-5 h z 雙蹤示波器(帶寬大于 40MHZ)1臺(tái)萬(wàn)用表1臺(tái)雙路直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)信號(hào)發(fā)生器2臺(tái)頻譜儀三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)打

6、開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱調(diào)幅與解調(diào)部份供電電源；(2)測(cè)量MC1496各引腳直流電位，估算片內(nèi)各三極管工作狀態(tài)，注意不要讓使其引 腳短路。(3)在P10端輸入信號(hào)fC =2MHz , Vpp=400mV正弦單音信號(hào)作為載頻信號(hào)，該信號(hào) 可用智能測(cè)試儀的高頻信號(hào)輸出端口產(chǎn)生。(4)在P11端輸入信號(hào)fM =2KHz, Vpp=400mV 正弦單音信號(hào)作為調(diào)制(基帶)信號(hào)， 該信號(hào)可用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生(也可以用實(shí)驗(yàn)箱DDS的功能5產(chǎn)生，DDS信號(hào)輸出端為 P24)。(5)示波器通道衰減打到 X10檔；(6)分別用示波器和頻譜儀觀察P13端振幅調(diào)制信號(hào)。(7)分別改變載波和基帶信號(hào)頻率及幅度，觀察已調(diào)信號(hào)波形。(8)

7、用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)，載頻為2MHz,調(diào)制信號(hào)為2KHz,調(diào)制度在60%左右，調(diào)幅波信號(hào)峰峰值大于700mV,輸入到調(diào)幅解調(diào)電路的P14輸入信號(hào)端。(9)用示波器觀察 AM解調(diào)輸出端P17的波形，分別改變載頻、基帶信號(hào)頻率、幅度 及調(diào)制度，觀察波形失真情況。(10)改變圖3.3.8中包絡(luò)檢波器中放電時(shí)間常數(shù)(RL值)，即接通與斷開(kāi)開(kāi)關(guān) LJQ2,觀察對(duì)解調(diào)波形的影響。二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果MC1496各引腳電位PIN1234567891011121314V-0.086-1.02-0.7340-6.29 8.0705.24 (.020 5,44 0.020 7.890.008-7.18根據(jù)所測(cè)電壓，分

8、析并判斷調(diào)幅集成電路內(nèi)主要晶體管的工作狀態(tài)原理圖見(jiàn)教材152頁(yè)5腳、14腳所接的三極管作為恒流源正常工作，1腳、4腳所接三極管導(dǎo)通，其余四只差分對(duì)三極管未導(dǎo)通。(3)當(dāng)f c=2MHz, Vpp=200mV正弦單音信號(hào),fM = 2KHz, Vpp=200mV 正弦單音信號(hào)時(shí),分別畫(huà)出調(diào)幅信號(hào)的頻域及時(shí)域波形，計(jì)算調(diào)制指數(shù)；測(cè)量此時(shí)的調(diào)幅波形，從所測(cè)量波形上計(jì)算調(diào)制數(shù)；用頻譜儀測(cè)量此已調(diào)波的頻譜。uo(t) =(Vcm kaV mcost)cos ct = 2001 0.5cos2二fMt cos2二fct由測(cè)量結(jié)果所得的調(diào)制指數(shù)85.6 -20mA100% =62.12%85.6 20(4)

9、寫(xiě)出此調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并計(jì)算此調(diào)幅波所占帶寬。此調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Vo(t ) = 20Q10. 5 cos 4二 103t )cos 8二106t( mV). 2，。此調(diào)幅波所占帶寬為：；：f =一-=4 103Hz2 二（5）實(shí)驗(yàn)步驟（3）與（4）中分別改變載波和基帶信號(hào)幅度時(shí)，哪一個(gè)對(duì)已調(diào)信號(hào)波形的 影響大些，為什么？答：從實(shí)驗(yàn)中可見(jiàn)已調(diào)信號(hào)的振幅是周期變化的，主要受基帶信號(hào)振幅的影響，基帶信號(hào)幅度對(duì)已調(diào)波形影響較大。分析：引腳2與引腳3間的反饋電阻可增加射頻電壓的線性范圍，引腳 5和引腳14間電 壓恒定，引腳5接T7、T8的基極，這兩個(gè)三極管為恒流源。從MC1496的原理圖

10、，可以看出晶體管T1T4組成雙差分放大器，T5、T6組成單差分放大器，用以激勵(lì)晶體管 T1T4,晶體管T7、T8為恒流電路。當(dāng)兩個(gè)輸入電壓相等時(shí)，乘法 器的線性動(dòng)態(tài)范圍較小，在引腳2和引腳3之間外接電阻Re,可擴(kuò)大輸入的線性動(dòng)態(tài)范圍?；鶐盘?hào)加載到引腳1和引腳4之間，T5、T6將基帶信號(hào)電流放大，載波信號(hào)加載到引腳 8和引腳10之間，若三極管 T1T4的放大倍數(shù)均為 0 ,則15c=2 =Pl5B ,可見(jiàn)T5的基 極電流變化對(duì)結(jié)果的影響較大。實(shí)驗(yàn)三高頻小信號(hào)諧振放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解高頻小信號(hào)諧振放大器的基本性能特點(diǎn)；.通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解小信號(hào)諧振放大器的增益、通頻帶、選擇性等主要性能

11、指標(biāo)；.掌握雙蹤示波器、IST-B智能信號(hào)測(cè)試儀的使用方法和小信號(hào)諧振放大器主要性能指標(biāo)的 測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟.將撥動(dòng)開(kāi)關(guān)JP11置于12之間，接通“小信號(hào)諧振放大器”的直流電壓+12V;.小信號(hào)諧振放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整：調(diào)節(jié)電位器W1,使BG像電極電流Ic1約為1.5mA&右（通過(guò)測(cè)量P3點(diǎn)的電壓來(lái)確定電流IC1）;.從P1端接入6.5MHZ勺正弦信號(hào)，幅度約為 50mV左右；.用示波器觀察比較P2端的波形，應(yīng)有不失真的放大波形；.選1STB “頻率鍵控” （18號(hào)）功能，并設(shè)始頻為 5.0MHZ,頻率間隔為100KHz,按IST-B 鍵盤(pán)光標(biāo)鍵，隨著信號(hào)頻率的變化， 應(yīng)能觀察到

12、P2信號(hào)輸出波形從小到大， 再?gòu)拇蟮叫〉淖?化。并記錄諧振點(diǎn)的頻率。.選1STB “頻響測(cè)試” （13號(hào)）功能，并設(shè)置參數(shù)：始頻為5.5MHZ,頻率間隔為100KHzN= 20, S= 1ms。P1為輸入點(diǎn)，P勸輸出點(diǎn)，P2點(diǎn)接示波器探頭（X10檔），做一次頻響測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果。（P1、P2點(diǎn)各有一個(gè)測(cè)量孔，用于插接 IST-B的探頭）. P2點(diǎn)接示波器探頭（X1檔）步驟同六再做一次頻響測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果。.將撥動(dòng)開(kāi)關(guān)JP1置于2、3使諧振回路并接電阻 R8重復(fù)實(shí)驗(yàn)6。比較接與不接 R8兩種情 況下頻響曲線有何區(qū)別。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析1、諧振功率放大輸入：Vi :141.4mV,6.

13、5MHz輸出：Vo :52.8mV輸入：Vi :100mVRMV,6.5MHz輸出：Vo :103mV2、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄諧振點(diǎn)頻率f/MHz3.63.73.83.94.04.14.24.34.44.54.6V/mV126130134138140141144146146146145f/MHz4.74.84.95.05.15.25.35.45.55.65.7V/mV142142140140140135130126122121117f/MHz5.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.8V/mV11611210910610410210097953、實(shí)驗(yàn)測(cè)得頻響波形:分析：從圖中我們可以看出：小信號(hào)諧振放大器在諧振頻率兩側(cè)呈現(xiàn)的是衰減的趨勢(shì)，由于諧振回路中電感品質(zhì)因數(shù)Q有限，因此頻響并不關(guān)于諧振點(diǎn)呈現(xiàn)重中心對(duì)稱的結(jié)論。利用采樣點(diǎn)直接測(cè)量輸出電壓幅度測(cè)量頻響與利用智能信號(hào)測(cè)試儀直接測(cè)得的頻響在圖像上有很大的相似，但是存在一定的差壓。這是由于高頻實(shí)驗(yàn)中，布線電容，測(cè)量?jī)x器引入誤差導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在一定差異。此外，還可以得到諧振頻率大約是4.3MHz4.5MHz4、比較所描繪的曲線