目录
实验一单调谐回路谐振放大器 .......................................................................... - 2 -实验二双调谐回路谐振放大器 .......................................................................... - 6 -实验三高频谐振功率放大器 .............................................................................. - 9 -实验四电容三点式LC振荡器......................................................................... - 13 -实验五石英晶体振荡器 .................................................................................... - 18 -实验六振幅调制器 ............................................................................................ - 21 -实验七振幅解调器 .............................................................................................. - 25 -实验八变容二极管调频器 ................................................................................ - 29 -实验九电容耦合回路相位鉴频器 .................................................................... - 32 -实验十 LM566组成的频率调制器 ..................................................................... - 36 -实验十一 LM565组成的频率解调器 ................................................................... - 39 -实验十二正弦波振荡电路设计 .......................................................................... - 42 -附录通信原理与高频电路实验室仪器操作规程 .............................................. - 45 -参考文献 ................................................................................................................ - 48 -
实验一单调谐回路谐振放大器
—、实验准备
1.做本实验时应具备的知识点:
?放大器静态工作点
? LC并联谐振回路
?单调谐放大器幅频特性
2.做本实验时所用到的仪器:
?实验板1(调谐放大电路及通频带扩展电路单元,简称单调谐放大器单元)
?实验板6(宽带检波器)
?双踪示波器
? AS1637函数信号发生器(用作为扫频仪)
?万用表
二、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2.熟悉放大器静态工作点的测量方法。
3.熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性(包括电压增益、通频带、Q值)的影响。
4.掌握用扫频仪测量放大器幅频特性的方法。
三、实验内容
1.用万用表测量晶体管各点(对地)电压V B、V E、V C,并计算放大器静态工作点。
2.采用扫频法(以AS1637作为扫频仪)测量单调谐放大器的幅频特性。
3.用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。
4.用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。
四、基本原理
单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所
示。图中,R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于
放大区域,从而放大器工作于甲类。C E是R E的
旁路电容,C B、C C是输入、输出耦合电容,L、
C是谐振回路,R C是集电极(交流)电阻,它决
定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值
的影响,输出端采用了部分接入方式。
2.单调谐回路谐振放大器实验电路
单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所
示。其基本部分与图1-1相同。图中,C3用来调谐,K1、K2、K3用以改变集电极电阻,以观
察集电极负载变化对谐振回路(包括电压增益、带宽、Q 值)的影响。K 4、K 5、K 6用以改变射极偏置电阻,以观察放大器静态工作点变化对谐振回路(包括电压增益、带宽、Q 值)的影响。
五、实验步骤 1.AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置 ⑴ 频率定标
频率定标的目的是为频率特性设定频标。每一频标实为某一单频正弦波的频谱图示。
1)频率定标个数:共设8点频率,并存储于第0~7存储单元内。若把中心频率10.7MHz 置于第3单元内,且频率间隔取为1MHz ,则相应地有:0单元—7.7 MHz ,1单元—8.7 MHz ,…,7单元—14.7 MHz 。
2)频率定标方法
① 准备工作:对频率范围、工作方式、函数波形作如下设置。
(ⅰ) 频率范围:2MHz~16MHz 范围(按“频段手动递增/减”按键调整); (ⅱ)工作方式:内计数(“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗); (ⅲ)函数波形:正弦波。 ② 第0单元频率定标与存储
(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮,使频率显示为7700(与此同时,“kHz ”灯点亮,标明频率为7.7 MHz );
(ⅱ)按“STO ”键,相应指示灯点亮,再调“频率调谐”旋钮,使存储单元编号显示为0;
(ⅲ)再按“STO ”键,相应指示灯变暗,表明已把7.7 MHz 频率存入第0单元内。 ③ 第1单元频率定标与存储
(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮,使频率显示为8700(与此同时,“kHz ”灯点亮,标明频率为8.7 MHz );
(ⅱ)按“STO ”键,相应指示灯点亮,再调“频率调谐”旋钮(只需顺时针旋转1格),使存储单元编号显示为1;
(ⅲ)再按“STO ”键,相应指示灯变暗,表明已把8.7 MHz 频率存入第1单元内。 ④ 依此类推,直到把14.7 MHz 频率存入第7单元内为止。 ⑵ 其他参数设置
① 扫描时间设置为20ms ,即示波器上显示的横坐标(频率)的扫描时间为20ms 。设置方法为:按“工作方式”键,使TIME 灯点亮;再调“频率调谐(扫描时间)”旋钮,使扫描时间显示为0.020s ;
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路
② 工作方式又设置为线性扫描,即示波器上显示的横坐标(频率)为线性坐标。设置方法为:再按“工作方式”键,使INT LINEAR 灯点亮;
③ 输出幅度设置为50mV 。设置方法为:使“﹣40dB ”衰减器工作,并调“输出幅度调节(AMPL )”旋钮,使输出显示为50mV (峰-峰值)。
2.实验准备
⑴ 在箱体左下方插上实验板6,右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关,此时箱体上±12V 、±5V 电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1左上方单元(单调谐放大器单元)的电源开关(K 7)拨到ON 位置,就接通了+12V 电源(相应指示灯亮),即可开始实验。
3.单调谐回路谐振放大器静态工作点测量
⑴ 取射极电阻R 4=1k Ω(接通K 4,断开K 5、K 6),集电极电阻R 3=10k Ω(接通K 1,断开K 2、K 3),用万用表测量各点(对地)电压V B 、V E 、V C ,并填入表1.1内。(R 1=15 k Ω,R 2=6.2 k Ω)
表1.1
⑵ 当R 4分别取510Ω(接通K 5,断开K 4、K 6)和2k Ω(接通K 6,断开K 4、K 5)时,重复上述过程,将结果填入表1.1,并进行比较和分析。
4.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量
一般说来,有两种方法用来对一个系统的幅频特性进行测量:点测法和扫频法。这里采用扫频法,并以AS1637作为扫频仪,步骤如下。
⑴ 实验准备
先按图1-3所示的方法
对AS1637、实验板1上的单调谐放大器单元、实验板6(宽带检波器)、双踪示波器进行
连接,说明如下。
? AS1637的输出信号(OUTPUT 50Ω)连接到单调谐放大器的IN端,以对输入信号进行放大。
?单调谐放大器的输出(OUT)
连接到实验板6的信号输入端,以对输入信号进行检波。
图1-3扫频法测量幅频特性实验框图
? AS1637背面板上的频标输出(MARKER OUT)连接到实验板6的频标输入端。实验板6把已检波的信号与频标混合后输出。
?实验板6的混合输出端连接到双踪示波器CH2(Y)端上。
? AS1637背面板上的锯齿输出(SAWTOOTH OUT)连接到双踪示波器CH1(X)端上。此时需把示波器水平扫描调节旋钮置于“X-Y”档,该CH1输入即用作为外同步信号,便可在示波器上观测到带频标刻度的放大器幅频特性(有回扫)。改变CH1量程可调节横坐标(时间轴)比例,改变CH2量程可调节纵坐标(幅度)比例。
⑵幅频特性测量
仍取R3=10kΩ、R4=1kΩ,观测放大器幅频特性,并作如下调试:
?调实验板6上的“频标幅度”旋钮,可调节频标高度;
?调实验板1上的单调谐放大器的电容C3,可调节谐振频率点;
?调AS1637的输出幅度(AMPL)旋钮,可调节频率特性幅度。
最后,把谐振频率调节到10.7MHz,记下此时的频率特性,并测量相应的-3dB频率点和带宽。
⑶观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R4的大小,可改变静态工作点。观察并记录幅频特性曲线的变化规律。
⑷观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响
改变R3的大小,观察并记录幅频特性曲线的变化规律。
六、实验报告要求
1.画出图1-2电路的直流通路,计算放大器直流工作点,并与实测结果作比较。
2.对实验数据进行分析,说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响,并画出相应的幅频特性。
3.对实验数据进行分析,说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响,并画出相应的幅频特性。
4.总结由本实验所获得的体会。
实验二双调谐回路谐振放大器
—、实验准备
1.做本实验时应具备的知识点:
?双调谐回路
?电容耦合双调谐回路谐振放大器
?放大器动态范围
? AS1637函数信号发生器使用说明(参阅附录)
2.做本实验时所用到的仪器:
?实验板1(双调谐放大电路单元)
?实验板6(宽带检波器)
?双踪示波器
? AS1637函数信号发生器(用作为扫频仪和高频信号源)
?万用表
二、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2.熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响。
3.了解放大器动态范围的概念和测量方法。
三、实验内容
1.采用扫频法测量双调谐放大器的幅频特性(以AS1637作为扫频仪)。
2.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响(单峰特性、双峰特性)。
3.用示波器观察放大器动态范围(以AS1637作为高频信号源)。
四、基本原理
1.双调谐回路谐振放大器原理
顾名思义,双调谐回路是指有
端(如晶体管输出端),称为初级;
另一个靠近“负载”端(如下级输
入端),称为次级。两者之间,可
采用互感耦合,或电容耦合。与单
调谐回路相比,双调谐回路的矩形
系数较小,即:它的谐振特性曲线
更接近于矩形。电容耦合双调谐回
路谐振放大器原理图如图2-1所
示。
与图1-1相比,两者都采用了
分压偏置电路,放大器均工作于甲类,但图2-1中有两个谐振回路:L1、C1组成了初级回路,
L2、C2组成了次级回路;两者之间并无互感耦合(必要时,可分别对L1、L2加以屏蔽),而是由电容C3进行耦合,故称为电容耦合。为了减小晶体管和下级负载对回路的影响,它们对L1、L2的接入均采用了部分接入。
2.双调谐回路谐振放大器电路
双调谐回路谐振放大器电路如图2-2所示,其基本部分与图2-1相同。图中,C 3、C 6用来对初、次级回路调谐,K 1、K 2、K 3用以改变耦合电容数值,以改变耦合程度。
五、实验步骤
1.AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置 与实验一中的方法完全相同。 2.实验准备
⑴ 在箱体左下方插上实验板6,右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关,此时箱体上±12V 、±5V 电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1右上方单元(双调谐放大电路单元)的电源开关(K 4)拨到ON 位置,就接通了+12V 电源(相应指示灯亮),即可开始实验。
3.双调谐回路谐振放大器幅频特性测量 ⑴ 实验准备
先对AS1637、实验板1上的双调谐放大器、实验板6(宽带检波器)、双踪示波器进行连接,其方法与图1-3所示的方法相同,只是单调谐放大器应改为双调谐放大器而已。
⑵ 单峰(幅频)特性测量
取C 7=2.7pF (K 1接通,K 2、K 3断开),然后反复调整C 3、C 6,使两个回路均调谐在10.7MHz ,并使放大器幅频特性为单峰。记下此时的频率特性,并测量相应的-3dB 频率点和带宽。
⑶ 双峰(幅频)特性测量
取C 7=5.1pF (K 2接通,K 1、K 3断开)和C 7=12pF (K 3接通,K 1、K 2断开)进行测量,并作记录(应观察到双峰)。当C 7=12pF 时,中心频率可能发生偏移,此时应反复调整C 3、C 6,使凹坑中心位于10.7MHz 。记下C 7=12pF 时的频率特性,并测量相应的-3dB 频率点和带宽。
4.放大器动态范围测量 ⑴ 实验准备
① 仍取C 7=2.7pF (K 1接通,K 2、K 3断开),并反复调整C 3、C 6,使特性曲线仍为单峰,且谐振于10.7MHz 。
② AS1637输出信号(OUTPUT 50Ω)仍连接到双调谐放大电路的IN 端(并以示波器CH1监视),放大电路的输出(OUT )端改接到示波器CH2上。断开示波器与实验板6的连接,示波器水平扫描则处于常规状态。
③ AS1637设置
(ⅰ) 工作方式设置为内计数(“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗),此时AS1637工作于信号源方式。
(ⅱ) 按“REC ”键,相应指示灯亮,调“频率调谐”旋钮,使存储单元编号显示为3;
图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路
(ⅲ)再按“REC”键,相应指示灯变暗,表明已将10.7 MHz频率从第3单元内读出,于是AS1637输出10.7 MHz正弦波。
⑵放大器动态范围测量
从AS1637上读取放大器输入电压幅度值,以示波器CH1监视双调谐放大器的输入波形,从示波器CH2上监测放大器输出波形,并读取输出幅度值,便可监视放大器失真,并计算放大器电压放大倍数值。改变AS1637的输出信号幅度,并把数据填入表2.1。可以发现,当放大器的输入增大到一定数值时,输出波形开始畸变(失真),放大倍数开始下降。
表2.1
六、实验报告要求
1.画出耦合电容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三种情况下的幅频特性,计算-3dB带宽,并由此说明单峰特性和双峰特性的优缺点。
2.当放大器输入幅度增大到一定程度时,输出波形会发生什么变化?为什么?
3.画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。若把放大器的动态范围定义为放大倍数下降1dB时对应的输入电压幅度,试求本放大器的动态范围。
4.总结由本实验所获得的体会。
实验三高频谐振功率放大器
—、实验准备
1.做本实验时应具备的知识点:
?谐振功率放大器的基本工作原理(基本特点,电压、电流波形)
?谐振功率放大器的三种工作状态,功率、效率计算
?集电极电源电压V CC和集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响
2.做本实验时所用到的仪器:
?实验板2(丙类高频功率放大电路单元)
?双踪示波器
? AS1637函数信号发生器(用作为高频信号源)
?万用表
二、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2.熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理,三种工作状态,功率、效率计算。
3.了解集电极电源电压V CC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。
三、实验内容
1.用示波器监测两级前置放大器的调谐。
2.观察谐振功率放大器工作状态,尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。
3.观察并测量集电极电源电压V CC变化对谐振功率放大器工作的影响。
4.观察并测量集电极负载
变化对谐振功率放大器工作的Array
影响。
四、基本原理
1.高频谐振功率放大器原
理
高频谐振功率放大器原理
电路如图3-1所示。图中,L2、
L3是扼流圈,分别提供晶体管基
极回路、集电极回路的直流通
路。R10、C9产生射极自偏压,
并经由扼流圈L2加到基极上,
使基射极间形成负偏压,从而放
大器工作于丙类。C10是隔直流电容,L4、C11组成了放大器谐振回路负载,它们与其他参数
一起,对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起,对信号中心频率构成串联谐振,使输入信号能顺利加入,并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。
2.高频谐振功率放大器电路
高频谐振功率放大器电路如图3-2所示,其第3级部分与图3-1相同。BG1、BG2是两级前置放大器,C2、C6用以调谐,A、B点用作为这两级的输出测试点。BG3为末级丙类功率放大器,当K4断开时可在C、D间串入万用表(直流电流档),以监测I C0值。同时,E点可近似作为集电极电流i C波形的测试点(R10=10Ω,C9=100pF,因而C9并未对R10构成充分的旁路)。K1~K3用以改变集电极负载电阻。
图3-2 高频谐振功率放大器实验电路
五、实验步骤
1.实验准备
⑴在箱体右下方插上实验板2(丙类高频功率放大电路单元)。接通实验箱上电源开关,此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。
⑵把实验板2右上方的电源开关(K5)拨到上面的ON位置,就接通了+12V电源(相应指示灯亮),即可开始实验。
⑶AS1637输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波,并连接到实验板2的输入(IN)端上。
2.两级前置放大器调谐
先将C、D两点断开(K4置“OFF”位置)。然后把示波器高阻(带钩)探头接A点,(监测第1级输出),调C2使输出正弦波幅度最大,从而相应的回路谐振。再把示波器高阻(带钩)探头接B点,(监测第2级输出),调C6使输出正弦波幅度最大,从而相应的回路谐振。需要时,亦可把示波器探头接在B点上,再反复调节C2、C6,使输出幅度最大。
3.末级谐振功率放大器(丙类)测量
⑴谐振功率放大器工作状态观察
①实验准备
(ⅰ) 接通开关K4(拨到“ON”);
(ⅱ) 示波器CH1连接到实验板2的OUT点上;
(ⅲ) 示波器CH2以高阻(带钩)探头连接到E点上。
②逐渐增大输入信号幅度,并观察放大器输出电压波形(OUT点)和集电极电流波形(E点)。可发现,随着输入信号幅度的增大,在一定范围内,放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大,说明放大器工作于欠压状态。
③当输入信号幅度增大到一定程度时,放大器的输出电压振幅增长缓慢,而集电极电流脉冲则出现凹陷,说明放大器已进入到过压状态。
⑵集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响
①V Ip-p(AS1637输出信号)为100mV时的测量
(ⅰ) 取R12=120Ω (接通K1,断开K2、K3) 时的测量
用示波器观察功放级的输入、输出电压波形(B点、OUT点),并测量输入、输出电压峰-峰值V bp-p、V cp-p;用万用表测量集电极直流电流值I C0,并把结果填入表3.1中。测量I C0的方法是:在C、D两点间串入万用表(直流电流,200mA档),再断开K4,便可读得I C0值,然后接通K4,取走表笔。
(ⅱ) 取R12=75Ω时的测量:接通K2,断开K1、K3,重做(ⅰ),观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响。
(ⅲ) 取R12=50Ω时的测量:接通K3,断开K1、K2,再重做(ⅰ),观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。
②V Ip-p为200mV时的测量:重复①。
⑶集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响
实验板2右上方的电源开关(K5)拨到最下面,就接通了+5V电源(相应指示灯点亮),重做⑵,以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响,并把相应数据也填入表3.1。
说明:①表中“计算”列内各符号的含义如下:I c1m——集电极电流基波振幅;P o——集电极输出功率;P D——集电极直流电源供给功率;P c——集电极耗散功率;ηc——集电极效率。
②作计算时应注意:在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值,而在教材的计算公式中则常用振幅值,两者相差一倍。
表3.1
六、实验报告要求
1.根据实验测量数据,计算各种情况下的I c1m、P o、P D、P c、ηc。
2.对实验结果进行分析,说明输入信号振幅V bm、集电极电源电压V CC、集电极负载对谐振功率放大器工作的影响(工作状态,电压、电流波形,功率、效率)。
3.倘若实验结果与理论学习时的结论不一,请分析其可能存在的原因。
4.总结由本实验所获得的体会。
实验四电容三点式LC振荡器
—、实验准备
1.做本实验时应具备的知识点:
?三点式LC振荡器
?克拉泼电路
?静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响
2.做本实验时所用到的仪器:
?实验板1(LC振荡器电路单元)
?双踪示波器
?频率计
?万用表
二、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理,熟悉其各元件功能。
3.熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。
4.熟悉不同反馈系数时,静态工作点变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验内容
1.用万用表进行静态工作点测量,用示波器观察振荡器的停振、起振现象。
2.用示波器观察振荡器输出波形,测量振荡电压峰-峰值V p-p,并以频率计测量振荡频率。
3.观察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响。
四、基本原理
1.电容三点式LC振荡器原理
电容三点式LC振荡器的交流通路如图4-1
所示。由图可见,这是一种克拉泼电路,C5是
耦合电容,通常应满足C5<C3、C4。若把C5与
L1、R5互换位置,则与一般克拉泼电路画法相
同。
⑴振荡频率f osc
令C = C 3∥C 4∥C 5
,则有osc f =
若取
134510μF,100pF,1000pF,51pF L C C C ====,则可算得8.8MHz osc f =。 若取
345680pF,120pF,150pF C C C ===,则可算得 6.46MHz osc f =。
⑵ 起振条件:
01m e T g R F =>。
①
126EQ
m e I g r =
=
,是晶体管跨导。显然,静态工作点电流EQ I 会影响m g 。 ②
3
34f o
V C F V C C =
=
+,是电压反馈系数。
③ R e 是等效到晶体管C (集电极)、B (基极)两端的总(谐振)电阻。
若令
34
3,4
34C C C C C =+,则R 5
等效到C 、B 两端的电阻为2
55553,4C R R C C ??'= ? ?+??, 又,R 4等效到C 、B 两端的电阻为
4421
R R F '=
,
于是,R e = R 5′∥R 4′=2
5553,4C R C C ??
? ?+??∥42
1R F 。
④ 根据以上分析,总结
各参数如何影响起振条件的。 2.电容三点式LC 振荡器电路
电容三点式LC 振荡器实验电路如图4-2所示。图中,C 1是旁路电容,C 2是隔直流电容。显然,若把C 1、C 2短路,并在此基础上画出交流通路,则就是图4-1所示的电路。图4-2中,W 1用以调整振荡器的静态工作点(主要影响起振条件);K 1、K 2、K 3
用来改变
图4-2 电容三点式LC 振荡器实验电路
C 3,K 4、K 5、K 6用来改变C 4,从而改变电压反馈系数;K 7、K 8、K 9用来改变R 5,从而改变回路谐振电阻;K 10、K 11、K 12用来改变C 5,从而改变振荡频率,亦改变耦合程度。当然,它们都会影响起振条件。
五、实验步骤 1.实验准备
⑴ 在箱体右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关,此时箱体上±12V 、±5V 电源指示灯点亮。
⑵ 把实验板1右下方单元(LC 振荡器电路单元)的电源开关(K 13)拨到ON 位置,就接通了+12V 电源(相应指示灯亮),即可开始实验。
2.静态工作点测量
⑴ 先不接反馈电容C 3(即把 K 1~K 3均置OFF 位置),并取C 4=1000pF (K 4置ON 位置),用示波器探头接本单元OUT 端,观察振荡器停振时的情形。
⑵ 改变电位器W 1可改变BG1的基极电压V B ,并改变其发射极电压V E 。记下V E 的最大值,并计算相应的I E 值(R 4=1kΩ):
4E
E V I R =
。
3.静态工作点变化对振荡器工作的影响
⑴ 实验初始条件:I EQ =2.5mA (调W 1达到),C 3=100pF (接通K 1,断开K 2、K 3),C 4=1000pF (接通K 4,断开K 5、K 6),R 5=110kΩ(接通K 7,断开K 8、K 9),C 5=51pF (接通K 10,断开K 11、K 12)。
⑵ 调节电位器W 1以改变晶体管静态工作点I EQ ,使其分别为表4.1所示各值,且把示波器探头接到OUT 端,观察振荡波形,测量相应的输出振荡电压峰-峰值V p-p ,并以频率计读取相应的频率值,填入表4.1。
表4.1
4.耦合电容C 5变化对振荡器工作的影响 ⑴ 实验初始条件:同3⑴。
⑵ 改变耦合电容C 5,使其分别为51pF 、100pF 、150pF (分别单独接通K 10、K 11、K 12),且把示波器探头接到OUT 端,观察振荡波形,测
量相应的振荡电压峰-峰值V p-p ,并以频率计读取相应的频率值,填入表4.2。 5.电压反馈系数(分压比) 变化对振荡器工作的影响
① 实验初始条件:同3⑴。
② 同步改变C 3/C 4,使其分别为
100/1000pF ,120/680pF ,680/120pF (分别
单独同步地接通开关K 1/K 4、K 2/K 5、K 3/K 6),且把示波器探头接到OUT 端,观察振荡波形,测量相应的振荡电压峰-峰值V p-p ,并以频率计读取相应的频率值,填入表4.3。
6.等效Q 值变化(负载电阻变化)对振荡器工作的影响
⑴ 实验初始条件:同3⑴。根据具体情况,亦可把接通K 10改为接通K 11,即把耦合电容C 5加大。
⑵ 改变负载电阻R 5
(亦就改变了等效Q 值),使其分别为110kΩ、10kΩ、1kΩ(分别单独接通K 7、K 8、K 9),且把示波器探头接到OUT 端,观察振荡波形,测量相应的振荡电压峰-峰值V p-p ,并以频率计读取相应的频率值,填入表4.4。 需注意:频率计读数的后几位跳动变化的情况。
7.不同反馈系数时静态工作点变化对振荡幅度的影响
⑴ 实验初始条件:同3⑴。此后在做本实验时,需保持C 5 = 51pF (单独接通K 10)、R 5 = 110 kΩ(单独接通K 7)不变,但令C 3、C 4同步变化,即开关K 1/K 4、K 2/K 5、K 3/K 6应同步地接通或断开。
⑵ 取C 3=l00pF 、C 4=1000pF (K 1、K 4置“ON ”位置),此时分压比C 3/C 4=0.1,反馈系数F=0.091。调电位器W 1使静态工作点电流I E 分别为表4.5所标各值,用示波器观察振荡波形,测量输出振荡幅度V p-p ,并填入表4.5。 ⑶ 取C 3=120pF 、C 4=680pF (K 2、K 5置“ON ”位置),此时分压比C 3/C 4=0.176,反馈系数F=0.15,重复做⑵的内容。
⑷ 取C 3=680pF 、C 4=120pF (K 3、K 6置“ON ”位置),此时分压比C 3/C 4=5.67,反馈系数F=0.85,重复做⑵的内容。
表4.5
最后指出:做本实验时,可能发生振荡器输出波形失真或停振现象,此时可先把该现象记下来。必要时,可改变其他参数,使振荡器重新起振。
六、实验报告要求
1.根据实验测量数据,分析静态工作点(I EQ)对振荡器起振条件的影响。
2.对实验结果进行分析,总结静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响,并阐述缘由。
3.总结由本实验所获得的体会。
实验五石英晶体振荡器
—、实验准备
1.做本实验时应具备的知识点:
?石英晶体振荡器
?串联型晶体振荡器
?静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响
2.做本实验时所用到的仪器:
?实验板1(石英晶体振荡器电路单元)
?双踪示波器
?频率计
?万用表
二、实验目的
1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
2.掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理,熟悉其各元件功能。
3.熟悉静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响
4.感受晶体振荡器频率稳定度高的特点,了解晶体振荡器工作频率微调的方法。
三、实验内容
1.用万用表进行静态工作点测量。
2.用示波器观察振荡器输出波形,测量振荡电压峰-峰值V p-p,并以频率计测量振荡频率。
3.观察并测量静态工作点、微调电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响。
四、基本原理
一种晶体振荡器的交流通路如图5-1所示。图
中,若将晶体短路,则L1、C2、C3、C4就构成了典
型的电容三点式振荡器(考毕兹电路)。因此,图5-1
的电路是一种典型的串联型晶体振荡器电路(共
基接法)。若取L1=4.3μH、C2=820pF、C3=180pF、
C4=20pF,则可算得LC并联谐振回路的谐振频率
f0≈6MHz,与晶体工作频率相同。图中,C4是微
调电容,用来微调振荡频率;C5是耦合(隔直流)电容,R5是负载电阻。很显然,R5越小,
负载越重,输出振荡幅度将越小。
2.晶体振荡器电路
晶体振荡器电路如图5-2所示。图中,R3、C6为去耦元件,C1为旁路电容,并构成共基接法。W1用以调整振荡器的静态工作点(主要影响起振条件)。K1、K2、K3用来改变R5,从而改变振荡器负载。C9为输出耦合电容。实际上,图5-2电路的交流通路即为图5-1所示的电路。
五、实验步骤
⑴在箱体右下方插上
实验板1。接通实验箱上电
源开关,此时箱体上±12V、
±5V电源指示灯点亮。
⑵把实验板1左下方
单元(石英晶体振荡器电路
单元)的电源开关(K4)拨到
ON位置,就接通了+12V电
源(相应指示灯亮),即可
开始实验。
图5-2 晶体振荡器实验电路2.静态工作点测量
改变电位器W1可改变BG1的基极电压V B,并改变其发射极电压V E。记下V E的最大、最小值,并计算相应的I Emax、I Emin值(R4=1.5kΩ)。
3.静态工作点变化对振荡器工作的影响
⑴实验初始条件:V EQ=2.5V(调W1达到),R5=110kΩ(接通K1,断开K2、K3)。
⑵调节电位器W1以改变晶体管静态工作点I E,使其分别为表5.1所示各值,且把示波器探头接到OUT端,观察振荡波形,测量相应的振荡电压峰-峰值V p-p,并以频率计读取相
应的频率值,填入表5.1。
表5.1
4.微调电容C4变化对振荡器工作的影响
⑴实验初始条件:同3⑴。
⑵用改锥(螺丝刀、起子)平缓地调节微调电容C4。与此同时,把示波器探头接到OUT端,观察振荡波形,测量相应的振荡电压峰-峰值V p-p,并以频率计读取相应的频率值,填入表5.2。
且把示波器探头接到OUT端,观察振荡波形,测量相应的振荡电压峰-峰值V p-p,并以频率计读取相应的频率值,填入表5.3。
六、实验报告要求
1.根据实验测量数据,分析静态工作点(I EQ)对晶
体振荡器工作的影响。
2.对实验结果进行分析,总结静态工作点、微调
电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响,并阐述缘由。
3.对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较,并分析其原因。
4.总结由本实验所获得的体会。
高频电子线路实验 说明书
实验要求(电信111班) l.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)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。 2.使用仪器和学习机前必须了解其性能、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。因此在接线时连接线要尽可能短。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成方波,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,经指导教师同意再继续实验。 6.实验过程中需要改接线时,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。 9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。 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、熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与选择性。 3、熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响,从而了解频带扩展。 4、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、扫频仪 3、高频信号发生器 4、毫伏表 5、万用表 6、实验板1 三、预习要求 1、复习谐振回路的工作原理。 2、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关系。 3、实验电路中,若电感量L=1uh,回路总电容C=220pf (分布电容包括在内),计算回路中心频率 f 0 。图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图 四、实验内容及步骤 (一)单调谐回路谐振放大器
实验名称:高频小信号放大器 系别:计算机系年级:2015 专业:电子信息工程 班级:学号: 姓名: 成绩: 任课教师: 2015年月日
实验一高频小信号放大器 一、实验目的 1、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理; 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算; 3、了解高频小信号放大器动态围的测试方法; 二、主要仪器设备 在计算机上用仿真软件模拟现实的效果, 通过采用仿真技术,虚拟构建一个直观、可视化的2D、3D 实验环境,从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作,为处于不同时间、空间的实验者提供虚拟仿真的实验环境,使学习者仿佛置身其中,对仪器、设备、容等实验项目进行互动操作和练习。 二、实验原理 二、实验步骤
1、绘制电路 利用Mulisim软件绘制如图1-1所示的单调谐高频小信号实验电路。 图1-1 单调谐高频小信号实验电路 2、用示波器观察输入和输出波形; 输入波形:
输出波形: 3、利用软件中的波特测试仪观察通频带。
5.实验数据处理与分析 根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp ; s rad CL w p /936.210 58010 2001 16 12 =???= = -- 通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益A v0。 ,708.356uV V I = ,544.1mV V O = === 357 .0544 .10I O v V V A 4.325 4、改变信号源的频率(信号源幅值不变),通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值,计算出输出电压的振幅值,完成下列表,并汇出f~A v 相应的图,根据图粗略计算出通频带。 f 0(KHz ) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 226 5 2865 3465 4065 U 0 (mv) 0.97 7 1.064 1.39 2 1.48 3 1.528 1.54 8 1.45 7 1.28 2 1.09 5 0479 0.84 0 0.74 7 A V 2.73 6 2.974 3.89 9 4.154 4.280 4.33 6 4.08 1 3.59 1 3.06 7 1.34 1 2.35 2 2.09 2 (5)在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波,通过示波器观察图形,体会该电路的选频作用。
深圳大学实验报告 课程名称:算法设计与分析 实验项目名称:排序算法性能分析 学院: 专业、班级: 指导教师:杨烜 报告人:学号: 实验报告提交时间: 2015.4.3 教务处制