高频电子线路实验指导书 深圳大学 罗雪晖 郑贤木(编)
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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 - - 2 -
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VB、VE、VC,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 1.单调谐回路谐振放大器原理 单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中,RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容,CB、CC是输入、输出耦合电容,L、C是谐振回路,RC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
RRR
RCCCcC
BG
L
INOUT
B1
B2BEE
C
Vcc
图1-1 单调谐回路放大器原理电路 - 3 -
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。K4、K5、K6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 - 4 -
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(K7)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R4=1k(接通K4,断开K5、K6),集电极电阻R3=10k(接通K1,断开K2、K3),用万用表测量各点(对地)电压VB、VE、VC,并填入表1.1内。(R1=15 kΩ,R2=6.2 kΩ)
表1.1
射极偏置电阻
实测(V) 计算(V,mA) 晶体管工作于放大区?
理由 VB VE VC VBE VCE IC 是 否
R4=1k R4=510 R4=2k ⑵ 当R4分别取510(接通K5,断开K4、K6)和2k(接通K6,断开K4、K5)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
AS1634面板AS1634后板OUTPUT外扫
INOUT示波器CH1CH2
(50Ω)单调谐放大器输入锯齿输出频标
输出
混合输出频标输入信号输入宽带检波器
(X)(Y)