当前位置：文档之家 › 通信(电子)电路上机实验指导书(第二版)1

通信(电子)电路上机实验指导书(第二版)1

  • 格式：pdf
  • 大小：1.71 MB
  • 文档页数：64

通信（电子）电路 上机实验指导书

杭州电子科技大学 目 录 实验一 谐振功率放大器设计及仿真.....................................................1 实验二 压控LC电容三点式振荡器设计及仿真................................12 实验三 混频器设计及仿真...................................................................21 实验四 FM鉴频器的设计与仿真........................................................31 实验五 调幅通信系统设计与仿真........................................................41 附录 OrCAD/PSPICE使用简介............................................................44 实验一 谐振功率放大器设计及仿真 一、 实验目的 1、了解和掌握谐振放大器的电路组成和工作原理。 2、了解和掌握阻抗匹配电路原理及结构。 3、理解电路元件参数对谐振放大器性能指标的影响。 4、熟悉电路分析软件的使用。

二、 实验准备 1、理解选频网络的原理和性能指标（如通频带，Q值）。 2、理解谐振放大器的工作原理和性能指标（如放大增益，谐波抑制度等）。 3、复习模拟电路知识，掌握放大器偏置电路的设计方法，能让放大器的静态工 作点处于正确的状态。 4、复习LC选频阻抗匹配网络的原理和计算方法。 5、认真学习附录相关内容，熟悉电路分析软件的基本使用方法。

三、 设计要求及主要指标 1、工作频率在20MHz； 2、设计合理的输出匹配网络和输入匹配网络，功率放大器的输入\输出阻抗为 50Ω； 3、三极管选用Q2N2222，集电极采用串馈供电，电源电压为12V，基极采用 自给偏置方式供电；（注意三极管的极限参数：cm800mAI=，cm1.2WP=，

maxce30VV=）。 4、输出功率o

1.5WP≥。

5、二次谐波抑制度2

30dBcH≤−。

6、求出在最大输出功率时信号的输入功率。 7、分析最大输出功率时的电源功耗、集电极功耗、效率、功率增益及二次谐波 失真。 四、 设计步骤（以工作频率10MHz为例） 1、利用PSpice分析三极管的输出特性曲线 在PSpice中建立建立三极管直流仿真模型，如下图1-1所示。

Q1Q2N2222

0V1

1Vdc

V215Vdc

0I

图1-1 直流仿真电路模型 进行V1、V2的参数设置后，仿真结果如下图1-2所示。

图1-2 输出特性曲线 通过图1-2选择适合的静态工作的Q，应该注意三极管的集电极电流不能超过极限电流（cm800mAI=）。

2、谐振功率放大器电路的整体设计 在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电路和滤波匹配网络两个部分组成，因此分为两个步骤设计外围电路。 （1）直流馈电电路 在本设计中，三极管Q2N2222要求采用集电极串馈供电，基极采用自给偏置方式供电(电源电压为12V），电路结构图1-3所示。 3

图1-3 馈电电路 在电路中，L1为功率管的基极提供直流通路，它是由基极电流脉冲Bi中的平

均分量在L1中固有的直流电阻(设直流电阻为8Ω)上产生的压降。在集电极，L2

为扼流圈，对于直流信号短路，交流信号开路（一般有2pLRω>>），C1为高频旁

路电容。在这里我们选取L1=1mH，C1=30uF，L2=1mH，计算可得，C1对于交流信号，相当于短路状态，L2相当于交流信号相当于开路。 （2）集电极选频网络 集电极电流Ci为脉冲状，包含很多谐波，失真很大，利用并联谐振回路使之

谐振于基频，为了使谐波成分尽量少，因此谐振回路的品质因数Q应该尽量的高。要使输出功率大于等于1.5W，对于输出电阻PR的取值范围为 ()2CCces

P1.5W

2

VVR−≥

()2p121

403R−≤≈Ω

在本实验中选取p30R=Ω，并联谐振电路如下图1-4所示。 SICLR

p

图1-4 并联谐振电路 对于并联谐振回路有：

p1LCRQLωωω=

= 其中10MHzω=

通过计算，我们选取L=152nH，C=1.6nF，（选取结果不唯一）。 （3）输入\输出的滤波匹配电路设计 由于放大器的输入\输出阻抗都为50Ω，因而必须引入一定的匹配网络，使之能够达到所要求的输出功率和其他一些指标，如图1-5所示。

50SZ=Ω

50

LZ=Ω

inZ'

LZ

图1-5 输入\输出匹配框图 对于输入匹配网络，为了得到最大的电源输出功率，使得处于最佳匹配状态，则有Ω==50*SinZZ，对于输出匹配网络而言，有'P30LZR==Ω。 LC阻抗匹配网络有滤波和阻抗匹配的功能，电路上常有的形式有L型、T型、π型等不同的组合方式。 ¾ 输出匹配网络设计： 将输出阻抗50Ω转换到30Ω，这里采用L型匹配网络。利用串\并阻抗等效互换，由下公式可有：

2ps2

e

pssp

1RRQ

RRXX=+=

式中 ps

esp

RX

QRX

== 计算可得： 260pF0.39uHCL=

=

原理电路如下图1-6所示。

50LZ=Ω

LC30outZ=Ω

图1-6 输出匹配电路 对于谐振功率放大器，选频网络的Q值越高，则电路的选频特性越好，谐波抑制度指标越好。为了进一步增加选频网络的Q值，在匹配网络中，改进加入一个高Q值的串联谐振电路。如下图1-7所示（请思考一下提高Q值的原理）

50LZ=Ω

LC

30outZ=Ω

1L1C

图1-7 等效输出匹配网络 由原理图使其中下式成立：

111CLLωωω−=

在这里选取值（结果不唯一）如下所示。 11

1.7uH

193pFLC=

=

最终谐振功放和输出匹配网络形成的电路原理图为图1-8所示。 6

图1-8 输出匹配后原理图 ¾ 输入匹配网络设计 对于输入匹配网络的设计，首先要求得从三极管基极看进去的等效电阻，由于基极电流为一脉冲波形（为什么？），在这里只能粗略的估计其阻抗。因此，选取其基频分量，求出其相对于基频的输入阻抗，计算输入阻抗的等效原理图如图1-9所示。

inViIsZ

SVequZ

图1-9 等效原理图 在PSpice中对图1-8三极管基极加入信号源，设置频率10MHzf=，对于sV的选取值应使三极管工作于临界状态，通过仿真观察三极管集电极输出电流波形，大致确定其sV，这里选取s2.5VV=电源内阻s50Z=Ω，对于电流取出iI中的基频成分[]1I则仿真后得到基极电压和电流波形为图1-10、图1-11所示。 7

图1-10 基极电流\电压波形图 图1-11 基极电流\电压频谱图 由输出波形图测量可得：

[]in1.66V120.22mAVI=

= （其中[]1I表示电流的基频分量）

则输入等效阻抗为： []3in

equ

1.661082

120.22

VZI==×=Ω

因此，设计要求则应该从82Ω匹配到50Ω的输入阻抗。 在这里我们选择π型匹配网络来进行82Ω到50Ω的匹配(这样设计为了在后面步骤中进行电路的调整)设计原理图如下图1-12所示。

图1-12 输入端匹配网络原理图 其中实现条件为： ()2

eLe11RRQ<+，

各个元件转换表达式为：

()()

()

eC1C0

e1

eLC2L2

e1eL

e1eeLC2L2

e1

/1/

/1

RXX

Q

RRXR

QRR

QRRRXXQ

=−−=−+−

−=+

在本实验设计中，L82R=Ω，e50R=Ω，并假定e1Q=3，则计算得到：

L=551nH，C2=762pF，而C0/C

1的取值并不唯一，由于我们在求equZ时利用

的是基频的电流，并且相位也并未给出，因此，输入端电压与电流波形中有一定的相位差，因此，调整C0/C1电容值，使得相位偏差达到最小，同时也能使得谐振功率放大器获得足够的增益。通过反复调节（此处较花费时间），最终确定： C0=100pF，C1=700pF。

经过调整C9和C10后的电源输出电压及电流波形如图1-13所示。

Time7.0us7.5us8.0us8.5us9.0us9.5us10.0usV(R3:2)

-2.0V

0V2.0VI(R3)-20mA0A20mASEL>>

图1-13 调整后的电源输出电压电流波形图 （4）整体电路仿真分析 最终系统整体电路图如图1-14所示：

合集下载

电工电子实验指导书

电工电子实验指导书

电工电子实验指导书一、引言电工电子实验是电工电子专业学生进行实践课程的重要部分。

本实验指导书旨在为学生提供详细的实验操作步骤和相关知识，帮助学生掌握电工电子实验的基本技能和原理。

二、实验目的本实验旨在使学生：1. 熟悉电工电子实验室的基本设备和仪器；2. 掌握基本的电工电子实验操作技能；3. 理解电工电子实验的基本原理和相关知识；4. 培养实验观察能力和解决问题的能力。

三、实验器材和材料1.示波器2.函数发生器3.直流电源4.电阻器5.电容器6.电感器7.连接线等四、实验内容本次实验共包括以下几个实验项目：1. 交流电压测量实验2. 直流电路测量实验3. 电阻测量实验4. 电容测量实验5. 电感测量实验实验一：交流电压测量实验1. 接线：使用连接线将示波器和测量电路连接。

2. 调节示波器：根据待测交流电压的幅值和频率，调节示波器的控制方式和显示范围。

3. 读取电压值：在示波器上读取交流电压的值，并记录。

实验二：直流电路测量实验1. 接线：使用连接线将电源、电阻器和电压表连接成直流电路。

2. 开启电源：根据实验要求确定电源的电压，并将电源开启。

3. 测量电压：使用电压表测量电路中各个元件的电压值，并记录。

实验三：电阻测量实验1. 接线：使用连接线将电源、电阻器和电流表连接成电阻测量电路。

2. 开启电源：根据实验要求确定电源的电压，并将电源开启。

3. 测量电阻：使用电流表测量电阻器中通过的电流，并结合已知电压计算出电阻的值。

实验四：电容测量实验1. 接线：使用连接线将电容器、电阻器和电源连接成电容测量电路。

2. 开启电源：根据实验要求确定电源的电压，并将电源开启。

3. 充电和放电：观察电容器充电和放电的过程，并记录相应的电容器电压。

4. 计算电容：使用已知的电阻值和充电时间计算电容器的电容值。

实验五：电感测量实验1. 接线：使用连接线将电感器、电阻器和电源连接成电感测量电路。

2. 开启电源：根据实验要求确定电源的电压，并将电源开启。

光纤通信实验指导书(含原理)

光纤通信实验指导书(含原理)

四、实验步骤
1．关闭系统电源，按照图6.1.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模尾纤、1550nm光接收端机的RX1550法兰接口连接好。注意收集好器件的防尘帽。
2．打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验--CMI码设置” 确认，即在P101铆孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列，如10001000。P103为对应的CMI编码输出。
下面对数字信号5B6B码编码译码进行分析和讨论：
5B6B线路码型是国际电报电话咨询委员会（CCITT）推荐的一种国际通用光纤通信系统中采用的线路码型，也是光纤数字传输系统中最常用的线路码型。
5B6B线路码型有很多优点：码率提高的不多，便于在不中断业务情况下进行误码监测，码型变换电路简单，它是我国及世界各国四次群光纤数字传输系统中最常采用一种码型。
5．注意观测P204测试点对接收的的数据是否与发端的TX1550测试点波形一样。
6．注意观测P115测试点为CMI译码输出波形是否与发端的P101波形一样。
7． SW101拨码器设置其它数字序列组合，对比P103编码输出波形，分析熟悉CMI编码规则。
8．按返回键，液晶菜单选择“码型变换实验—CMI码PN”确认，即在P101铆孔输出32KHZ的15位m序列。
本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。电端机又分为电信号发射和电信号接收两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接收端机三个子部分。在本实验中，涉及的电发射部分有两个功能模块： 8位的自编数据功能和5B6B线路编码功能。5B6B码光纤通信基本组成结构如下图所示：
图6.2.1CMI码光纤通信基本组成结构
3．示波器测试P101、P103铆孔波形，确认有相应的波形输出。
计算机网络实验上机指导书实验二

计算机网络实验上机指导书实验二

计算机网络上机指导书昆明理工大学信自学院实验二eNSP基础及交换机基本配置【实验目的】学习eNSP模拟器的基本使用方法，掌握以太网交换机基本配置方法和命令。

【实验学时】建议3学时【实验原理】本次实验相关理论基础可以参照华为认证工程师教材第三章以太网交换机基础进行学习以下两张图是华为系列交换机简介：：一、交换机常用命令配置模式1 业务描述(1) Huawei系列产品的系统命令采用分级保护方式，命令被划分为参观级、监控级、配置级、管理级4个级别（0-3），简介如下：✧参观级：网络诊断工具命令（ping、tracert）、从本设备出发访问外部设备的命令（包括：T elnet客户端）等，该级别命令不允许进行配置文件保存的操作。

✧监控级：用于系统维护、业务故障诊断等，包括display、debugging命令，该级别命令不允许进行配置文件保存的操作。

✧配置级：业务配置命令，包括路由、各个网络层次的命令，这些用于向用户提供直接网络服务。

✧管理级：关系到系统基本运行，系统支撑模块的命令，这些命令对业务提供支撑作用，包括文件系统、FTP、TFTP、XModem下载、配置文件切换命令、电源控制命令、备板控制命令、用户管理命令、命令级别设置命令、系统内部参数设置命令等。

（2）命令视图：系统将命令行接口划分为若干个命令视图，系统的所有命令都注册在某个（或某些）命令视图下，只有在相应的视图下才能执行该视图下的命令：各命令视图的功能特性、进入各视图的命令等的细则：◆命令视图功能特性列表注：华为路由器或交换机里的Ethernet 0/0/1和GE0/0/0（GE就是gigabitethernet），第一个0 代表槽位，第二个代表是上子卡或下子卡，第三个代表是第几个端口。

如下图的一个插在背板的一个2fe模块（该模块具有2个快速以太网接口），该模块处在第一个槽位，也就是0槽位，又处于第一个子卡，也就是0，里面有两个以太网接口，这两个一台网接口分别就是：FE 0/0/0 和FE0/0/1如果将该模块安装在下图的插槽，则两个接口标志为：FE 1/1/0 和FE1/1/12 配置参考（1）命令行在线帮助在任一命令视图下，键入“?”获取该命令视图下所有的命令及其简单描述。

电工与电子技术(II)实验(学生指导版)

电工与电子技术(II)实验(学生指导版)

实验一常用电子仪器的使用一、实验目的：1，学习电子电路实验中常用的电子仪器---示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2，初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

二、实验设备及仪表表1-1 实验设备及仪表三、实验内容1．测量示波器内的标准信号用机内校准信号（probe adjust）（方波f＝1 (1±2%)KH Z）, 电压幅度0.5 (1±2%) V对示波器进行自检。

（1）调出“标准信号”波形：将示波器校准信号输出通过专用电缆线于CH1（或CH2）输入插口接通，调节示波器各有关旋钮，将扫描方式开关置“自动”位置，对校准信号的频率和幅值正确选择扫描开关（sec/div）及Y轴灵敏度开关（V olts/div）位置，则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。

（2）校准“校准信号”幅度：将Y轴灵敏度（volts/div）微调旋钮（variable）置“校准（cal）”位置，Y轴灵敏度开关置适当位置，读取校准信号幅度，填入表1-2.表1-2数据记录(3) 校准“校准信号”频率：将扫速微调旋钮（sec/div）置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表1－2.（4）测量“校准信号”的上升时间和下降时间：调节“Y轴灵敏度”开关位置及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上下对称，便于阅读。

通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X 轴方向扩展（必要时可以利用扫速扩展(pull)”开关将波形再扩展5倍），并同时调节触发电平旋钮，从荧光屏上清楚的读出上升时间和下降时间，填入表1-2. 2. 用示波器和交流毫伏表测量信号参数令函数信号发生器输出频率分别为100Hz,1KHz, 10KHz, 100KHz,有效值均为1V （交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器扫描开关及Y 轴灵敏度开关位置，测量信号源输出电压的频率及峰值)(P P V ，填入表1-3表1-3 数据记录四、回答问题：1.开机后未输入信号，荧光屏上没有扫描线，可以采取哪些措施找到扫描线？2.在单踪工作方式下，输入正弦波信号，如果屏幕出现图1-2所示几种情形，因如何调节示波器有关旋钮，才能显示稳定的便于测量的正弦波？ 图1-2 示波器显示屏出现的几种情形实验二叠加原理和戴维宁定理一、实验目的1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。