高频电子线路实验指导书
通信工程系编
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，提高学生实际工作技能，培养严谨科学的工作作风，为以后的学习和工作奠定扎实的基础具有重要的作用。为适应我们学习高频电子线路的需要，根据我们现有的实验条件，在教学实践的基础上，我们编写了这份实验指导书。
本指导书包括了高频电子线路课程的主要实验，大约需要20个学时完成全部实验，同学们也可以根据所学课程，提出新的实验内容，自行设计完成实验，更好的进行实验学习。
实验要求及注意事项
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)复习实验中所用的仪器的使用方法及注意事项。
2、使用仪器前必须了解其性能、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，确定无误后才能接通电源，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为方波，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，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意后再继续实验。
6、实验过程中需要改变接线时，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教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、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好。
9、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
**另外：高频实验不同于低频实验。实验结果因时间、仪器、操作者等的不同可能出现差异。同时，实验中可能会出现一些“异常”现象（如数据不稳定、波形失真等），甚至实验失败。此时要结合课本知识解释“异常”现象，分析实验失败原因。
目录
实验一调谐放大器5实验二高频功率放大器（丙类）8 实验三LC电容反馈式三点式振荡器10 实验四石英晶体振荡器13 实验五振幅调制器15实验六AM通信系统18实验七变容二极管调频振荡器21 实验八集成电路构成的频率调制器、解调器23 实验九利用二极管函数电路实现波形转换29附录30
实验一调谐放大器
一、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。
2.练习使用示波器、信号发生器和万用表。
3.熟悉谐振电路的幅频特性分析——通频带与选择性。
4.熟悉信号源内阻及负载对谐振电路的影响，从而了解频带扩展。
5.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.高频信号发生器
3.万用表
4.实验板G1
三、预习要求
1.认真阅读仪器使用说明附录，明确注意事项。
2.复习谐振回路的工作原理。
3.了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。
4.实验电路中，若电感量L=1μh，回路总电容C=220pf（分布电容包括在内），计算
回路中心频率。
四、注意事项
1.具体仪器使用：注意阅读附录，在测量时，非过程监测的情况下，测量仪表不可一
直挂接或插着，应注意采用“探触”式测量。
2.实验过程中关键步骤：动态测试过程中，“调谐”应使输出电压达到最大；系统调
谐后，不得再改变（目的是保证同一谐振点）；表1—2应逐行来完成。
五、实验内容及步骤
单调谐回路谐振放大器
1.实验电路见图1-1
L1
图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图
（1）按图1-1所示连接电路，使用接线要尽可能短（注意接线前先测量+12V电源电压，
无误后，关断电源再接线，注意接地）
（2）接线后仔细检查，确认无误后接通电源。
2.静态测量
实验电路中选Re=1K，
测量各静态工作点，并计算完成表1-1
3.动态研究
（1）测量放大器的动态范围Vi ~ V o（在谐振点上）
a.选R=10K ，Re=1K 。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器。选
择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调节Ct，使回路“谐振”，此时调节Vi由0.02V变到0.8V，逐点记录V o电压，完成表1-2的第二行。（Vi的各点测量值也可根据情况自己选定）
b.当Re分别为500Ω，2KΩ时，重复上述过程，完成表1-2的第三、四行。在同一坐
标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线Vo—Vi,并进行比较与分析。
*Vi , Vo可视为峰峰值
（2）测量放大器的频率特性
a.当回路电阻R=10k时，选择正常放大区的输入电压V i，将高频信号发生器的输出端
接至电路的输入端，调节频率f，使其为10.7MHz，调节Ct使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中心频率，然后保持输入电压V i 不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离（在谐振频率附近注意测量V o变化快的点），测得在不同频率f时对应的输出电压Vo，完成表1-3的第一行（频率偏离范围自定,可以参照3dB带宽来确定，即信号的幅值为信号最大幅值的0.707倍的两个频率之差为放大器的3dB带宽）。
b.改变回路电阻R=2K 、470Ω，重复上述操作，完成表1-3 的第三、四行。画出不同
谐振回路电阻对应的幅频特性曲线，比较通频带。
表1-3
六、实验报告要求
1.写明实验目的。
2.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
3.画出实验电路的直流和交流等效电路。
4.整理实验数据，画出V o~Vi , V o~f 曲线。单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性
和通频带，分析原因。
5.计算放大器的动态范围，讨论Ic对动态范围的影响。
*动态范围的定义：放大倍数下降1dB的折弯点Vo。
6.总结实验：写出实验关键所在和应当注意的问题。
7.分析、解释实验中出现的“异常”现象。
*对于实验不成功的，分析原因，说明理由。
8.说明：注意对测量数据量记录，峰值、峰峰值、有效值的转化关系，应先试测，大体的估计所测值得范围选择合适的量程,如果用示波器观察，应该注意示波器探头应该衰减10。输入信号幅值的确定应该为输入信号加在输入端时，示波器的读数。
实验二高频功率放大器（丙类）
一、实验目的
1.了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握放大器的计算与设计方法。
2.了解电源电压Vc与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.高频信号发生器
3.万用表
4.实验板G2
三、预习要求
1.复习高频谐振功率放大器原理及特点。
2.分析图2-1所示的电路图，说明每个元器件（组件）的作用。
图2-1 功率放大器（丙类）原理图
四、实验内容及步骤
1.实验电路见图2-1
按图接好实验板所需电源，将C,D两点短接，利用扫频仪调回路谐振频率，使其谐振在6.5MHz的频率上。若无扫频仪可用下述方法替代。
调谐方法：在输入端加信号源（所加信号的峰峰值大约为几个mv），在输出端接示波器，调节可变电容的值，观察示波器的输出为最大值，调谐完毕。
调谐振时，要分级调谐并且要带载调谐。分级调谐是将示波器的探针分别接在各级的输出端，带载调谐是将输出端接负载。
2.加负载50Ω，测Io电流。在输入端接f=6.5MHz,Vi=120mv信号,测量各工作电压，
同时用示波器测量输入，输出峰值电压，将测量值填入下表：
表2-1
其中：Vi：输入电压的峰峰值。
Vo：输出电压峰峰值
Io：电源给出总电流
Pi：电源给出总功率（Pi=Vc×I0 ）
Po：输出功率
Pa：为管子损耗功率(Pa=Ic×Vce)
3.加75Ω负载电阻，同步骤2测试并填入表中
4.加120Ω负载电阻，同步骤2测试并填入表中
5.改变输入端电压Vi=84mv, 同步骤2，3，4测试并填入表中
6.改变电源电压Vc=5V, 同步骤2，3，4, 5测试并填入表中
五、实验报告要求(注意事项)
1.完成表格（注意：Vc=5V的情况，分析现象）
2.注意调谐时，仔细观察所示的波形。
3.说明电源电压，输出电压，输出功率的相互关系
4.总结在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求。
5.分析实验成败的原因，完成实验报告。
6.在调谐时，可能出现信号的失真，可以适当的降低输入信号的幅度。
实验三 LC 电容反馈式（三点式）振荡器
一、实验目的
1.掌握LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握LC 电容三点式振荡器设计及 电参数的计算
2.掌握振荡回路Q 值对频率稳定度的影响
3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流I EQ 对振荡器起振及振幅的影响 二、实验仪器
L2
R
OUT
图3-1 LC 电容反馈式三点振荡器原理图
三、预习要求
1.复习LC 振荡器的工作原理
2.分析图3-1电路的工作原理，及各元件（组件）的作用，并计算晶体管静态工作电流Ic 的最大值（设晶体管的β值为50）。
3.实验电路中，Li=3.3uH, C=120pf,C ’=680pf ，计算当C T =50pf, C T =150pf 时振荡频率各为多少?
四、实验内容及步骤
实验电路见图3-1，实验前根据图所示的原理图在实验板上找到相应的器件及插孔并了解其作用。 1.检查静态工作点
（1）在实验板+12V 扦孔上接入+12V 直流电源，注意电源极性不能接反。 （2）反馈电容C ’ (C ’=680pf)不接，C 接入，用示波器观察振荡器停振的情况。
注意：连接的接线要尽量短。
（3）改变电位器Rp ，测得晶体管的发射极电压V E ,V E 可连续变化，记下V E 的最大
值，计算I E 值: I E =
E
E
V R 设：R E =1K Ω 2.振荡频率与振荡幅度的测试
实验条件：I E =2mA 、C=120pf 、C’=680pf 、R L =110K Ω
1.双踪示波器
2.频率计
3.万用表
4.实验板G1
（1）改变电容C T, 并分别接为C9,C10,C11时，记录相应的频率值，并填入表3-1。（2）改变电容C T，并分别接为C9,C10,C11时，用示波器测量相应的振荡电压的峰峰值，并填入表3-1：
3.测量当C,C’不同时，起振点,振幅与工作电流I ER的关系(R=110KΩ)
(1) 取C=C3=100pf、C’=C4=1200pf,调电位器R P使I EQ分别为表3.2所示的各值，用
示波器测量输出振荡幅度，并填入表3-2。
取C=C5=120pf,C’=C6=680pf,填入表3-3。
取C=C7=680pf,C’=C8=120pf，填入表3-4。
4.频率稳定度的影响
(1) 回路参数固定时，改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时，对振荡频率的
影响。
实验条件：调整振荡器的参数C、C’和C T，使振荡器中心频率为f=6.5MHz,
I EQ=3mA改变L的并联电阻R，使其分别为1kΩ,10kΩ,110kΩ，分别记录电路
的振荡频率，并填入表3-5，注意：频率计后几位跳动变化的情况。
(2) 回路LC参数及Q值不变，改变I EQ对频率的影响。
实验条件：调整振荡器的参数C、C’和C T，使振荡器中心频率为f=6.5MHz, R=110KΩ, I EQ=3mA,改变晶体管I EQ使其分别为表3-2所标各值，测出振荡频率，并填入下表3-6
表3-5 表3-6
Q-f I EQ -f
五、实验报告要求
1.写明实验目的
2.写明实验所用仪器设备
3.画出实验电路的直流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果
4.以I EQ 为横轴，输出电压峰峰值为纵轴，经不同C/C ’值下测得的三组数据，在同一坐标上绘制成曲线
5.说明本振荡电路有什么特点
实验四 石英晶体振荡器
一、实验目的
1.了解晶体振荡器的工作原理及特点
2.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算 二、实验仪器
1.双踪示波器
2.频率计
3.万用表
4.实验板G1 三、预习要求查阅
1.晶体振荡器的有关材料。阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。
2.试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的差别。 四、实验内容及步骤
实验电路见图4-1
1.测振荡器静态工作点，调图中R P ,测得I Ｅmin 及I E max （R4为1.5k Ω）。
2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压
3.负载不同时对频率的影响，R L 分别为110K ,10K ,1K ,测出电路振荡频率，并填入表4－1并与振荡器比较
L2
OUT
图4-1 晶体振荡器原理图
RL-f：
表4-1
五、实验报告要求
1.画出实验电路的交流等效电路
2.整理实验数据
３.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异，并分析原因４.你如何肯定电路工作在晶体的频率上?
５.根据电路给出的参数计算回路中心频率，阐述本电路的优点。
实验五振幅调制器
一、实验目的
1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的
方法与过程，并研究已调波与二输入信号的关系
2.掌握测量调幅系数的方法
3.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.高频信号源
3.万用表
4.实验板G3
载波输入 10调制输入 4
5
8 载波输入
2 接Rc
1 调制输入
14 -Vee
+Vcc
图5-1 1496芯片内部电路图
三、预习要求
1.预习幅度调制器的有关知识
2.认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制
的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。
3.分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图
四、实验电路说明
幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化，变化的周期与调制信号周期相同，即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。
本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，图5-1为1496芯片内部的电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用两组差动对由V1-V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5，V6,因此恒流源的
控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D 、V7、V8为差分放大电路的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1-V4的输入端，即引脚8、10之间,调制电压加在差动放大器V5，V6的输入端，即引脚的1、4，在2、3脚接1K Ω电阻，以扩大调制信号动态范围，以调制信号取自双差动放大器的两集电极输出(即引出脚6-12之间)输出。
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图5-2所示，图中R P1用来调节引出脚，1、4的平衡，R P2用来调节引出脚8、10的平衡，三极管V 为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。 五、实验内容
实验电路见图5-2
图 5-2 1496构成的调幅器
1.直流调制特性
（
1）调R P2电位器使载波输入端平衡：在调制信号输入端IN2加峰值为100mv, 频率为
1kHz 的正弦信号，调节R P2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。 （2）在载波输入端IN1加峰值V C 为10mv ，频率100kHz 的正弦信号，用万用表测量A,B
之间的电压V AB ，用示波器观察OUT 输出端的波形，以V AB =0.1V 为步长，记录R P1由一端跳到另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位的变化，根据公式
O V (t)AB C K V V =??计算出系数K 值，并填入下表：
(1) 调节R P1使V AB =0.1V ，载波信号仍为V C (t)=10sin2π×10＾5t(mV)，将低频信号Vs(t)=
Vssin2π×10＾3t(mV)加至调制器输入端IN2,画出V S=30mA 和100mA时的调幅波形（标明峰峰值和谷谷值），并测出其调制度m。
(2) 加大示波器的扫描速率，观察并记录m=100%，和m＞100%两种调制度在过0点附
近的波形情况。
（3）载波信号V C(t)不变，将调制信号改为Vs(t)=100sin2π×10＾3t(mV)，调节RP1观察输出波形V AM(t)的变化情况，记录m=30%和m=100%的调幅波所对应的V AB值．（4）载波信号不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察并记录V AB=0V,0.1V,0.15V 时的已调波．
3. 实现抑制载波调幅（DSB）
（1）调R P1使调制端平衡，并在载波信号输入端IN1加V C(t)=10sin2π×10＾5t(mV)信号调制信号端IN2不变，观察并记录波形．
（2）载波输入端不变，调制信号输入端IN2加Vs(t)=100sin2π×10＾3t(mV)的信号，观察记录波形，并标明峰峰值电压．
（3）加大示波器的扫描速率，观察并记录已调波在零点附近波形，比较它与m=100%调幅波的区别．
（4）所加载波信号和调制信号均不变，微调R P2为某一个值，观察及记录波形．
（5）在（4）的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较．
六、实验报告要求
1.整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。
2.画出调幅实验中m=30%,m=100%, m＞100%的调幅波形，在图上，表明峰峰值电
压。
3.画出当改变V AB时能得到几种调幅波形，分析其原因。
4.画出m=100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。
5.画出实现抑制载波调幅时，改变R P2后的输出波形，分析其现象的原因。
实验六AM通信系统
一、实验目的
1.进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的调制方法
2.了解调幅波解调的原理，掌握调幅波的解调方法
2.了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真
3.掌握用集成电路实现同步检波的方法
二、预习要求
1.复习课本中有关调幅和解调的原理。
2.分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图
3.分析二极管包络检波产生波形失正真的主要因素。
三、实验仪器
1.双踪示波器
2.高频信号发生器
3.万用表
4.实验板G3
VAM IN OUT
C5
图 6-2 1496构成的解调器
四、实验报告要求
调幅波的解调既是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器． 1.二极管包络检波器
适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现，本实验如图6-1所示，主要有二极管D 及RC 低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载的充放电过程实现检波，所以RC 时间常数过大，这会产生对角切削失真。时间常数RC 太小，高频分量滤不干净，综合考虑要求满足下式：
1R C f ? 其中：m 调幅系数，f 0为载波频率，Ω调制信号角频率。
2.同步检波器
利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，在通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号，本实验如图6-2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号VC 经过电容C1加在8和10脚之间，调幅信号V AM 经电容C2加在1、4脚之间，相乘后，信号由12脚输出，经C4、C5、R6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。
五、实验内容及步骤
注意：做此实验需恢复实验五的实验内容2（1）的内容． （一）二极管包络检波器 实验电路见图6-1
1. 解调全载波调幅信号 （1）m<30%调幅波的检波
载波信号仍为V C(t)=10sin2π×10＾5t(mV)调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容2（1）的条件获得调制度m<30%的调幅波，并将它加至图6-1二极管包络检波器的信号输入端，观察记录检波电容为C1时的波形．
（2）加大调制信号幅度，观察记录检波输出的波形。
（3）改变载波信号频率，fc=500kHz其余条件不变，观察记录检波器输出端波形。（4）恢复（1）的实验条件，将电容C2并联至C1,观察记录波形，并与调制信号比较。
2.解调抑制载波的双边带调幅信号：
载波信号不变，将调制信号VS的峰值电压调至80mV，调节R P1使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器的信号输入端，，观察记录检波输出的波形，并与调制信号相比较。
（二）集成电路（乘法器）构成的解调器
实验电路见图6-2:
１.解调全载波信号
(1)将图6-2中的C4另一端接地，C5另一端接A ，去按调幅实验中实验内容2（1）
的条件获得调制度分别为30%,100% 及>100%的调幅波，将它们依次加至调制器的输入端，并在解调器的输入端V AM加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形并与调制信号相比较。
(2)观察记录m=30%的调幅波输入时解调器输出波形，并与调制信号相比较，然后使
电路复原．
2.解调抑制载波的双边带调幅信号
(1)按调幅实验中实验内容的3（2）条件获得抑制载波调幅波，并加至图6-2 V AM输入
端，其他连线不变，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较
(2)去掉滤波电容C4,C5观察并记录输出波形
六、实验报告要求
2.画出二极管包络检波器并联C2前后的检波输出波形，并进行比较，分析原因。
3.在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波和抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4,C5前后各是什么波形，并分析二者有什么区别。