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通信电子线路实验指导书


实验一 一、实验目的

LC 与晶体振荡器实验

1) 、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 2) 、比较静态工作点和动态工作点,了解工作点对振荡波形的影响。 3) 、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。 4) 、比较 LC 与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验预习要求

>实验前,预习教材: “电子线路非线性部分”第 3 章:正弦波振荡器; “高频电子线路”第四章:正弦波振荡器的有关章节。

三、实验原理说明
三点式振荡器包括电感三点式振荡器 (哈脱莱振荡器) 和电容三点式振 荡器(考毕兹振荡器) ,其交流等效电路如图 1-1。 1、起振条件 1) 、相位平衡条件:Xce 和 Xbe 必 需为同性质的电抗,Xcb 必需为异性质
b c e
Xbe + Vf Xce

的电抗,且它们之间满足下列关系:
Xc ? ?( X be ? X ce ) | XL |? ? | XC | ,?o ? 即 1 LC
图 1-1
_

+ Vo _ Xcb

2) 、幅度起振条件:
q m ? Fu * qie ? 1 (qoe ? q ' L) Au

三点式振荡器

式中:qm——晶体管的跨导,

-1-

FU——反馈系数,

AU——放大器的增益,

qie——晶体管的输入电导, qoe——晶体管的输出电导, q'L——晶体管的等效负载电导, FU 一般在 0.1~0.5 之间取值。 2、电容三点式振荡器 1) 、电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器 图 1-2 是基本的三点式电路,其缺点是晶体管的输入电容 Ci 和输出电 容 Co 对频率稳定度的影响较大,且频率不可调。
Ec

b

c
C1

b

c e

C1

e
L1 C2

L1 C2

(a) 考毕兹振荡器 (b) 交流等效电路 图 1-2 考毕兹振荡器

2) 、串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器 电路如图 1-3 所示,其特点是在 L 支路中串入一个可调的小电容 C3, 并加大 C1 和 C2 的容量,振荡频率主要由 C3 和 L 决定。C1 和 C2 主要起电 容分压反馈作用,从而大大减小了 Ci 和 Co 对频率稳定度的影响,且使频率 可调。
-2-

Ec

b

c e

C1 L1

b

c e

C1 L1

C2

C2 C3

C3

(a) 克拉泼振荡器 图 1-3

(b) 交流等效电路 克拉泼振荡器

3) 、并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 电路如图 1-4 所示,它是在串联改进型的基础上,在 L1 两端并联一个 小电容 C4,调节 C4 可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的 稳定性,振荡频率可以做得较高,该电路在短波、超短波通信机、电视接收 机等高频设备中得到非常广泛的应用。 本实验箱所提供的 LC 振荡器就是西 勒振荡器。
Ec

c b e
L1 C2 C1

C3

b

c
C1

C3

e
C4 C2 C4

L1

(a) 西勒振荡器 图 1-4

(b) 交流等效电路 西勒振荡器

3、晶体振荡器

-3-

本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振 b-c 型电路,又称皮尔斯电路,其交流等效电路 如图 1-5 所示。
J1

b
C1

c e

C2

四、实验设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 双踪示波器; 频率计; 繁用表。

图 1-5

皮尔斯振荡器

五、实验内容与步骤
开启实验箱,在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路,并对 照实验原理图, 认清各个元器件的位置与作用, 特别是要学会如何使用 “短 路帽”来切换电路的结构形式。 作为第一次接触本实验箱, 特对本次实验的具体线路作如下分析, 如图 1-6 所示(见图 1-6) 。 电阻 R101~R106 为三极管 BG101 提供直流偏置工作点,电感 L101 既为集 电极提供直流通路,又可防止交流输出对地短路,在电阻 R105 上可生成交、 直流负反馈,以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关 K101、 K102、K103 的 1 和 2 接点(以后简称“短接 Kxxx ╳-╳” )便成为 LC 西勒振 荡电路,改变 C107 可改变反馈系数,短接 K101、K102、K103 2-3,并去除电 容 C107 后,便成为晶体振荡电路,电容 C106 起耦合作用,R111 为阻尼电阻,

-4-

+12V
K100 C104 R101 100K K103
1 2 3

L101 560uH

100u

R107 18K

R112 5.6K

R102 22K

R111 30K X101 10MHz

C103 51P

R104 560 C108 270P TP101 C111 3DG6C BG101 C106 470P 0.01u

D101 LED

C112 0.01u

8050 BG102 TP102 R110 1K

K101
1 2 3

K102
1 2 3

K104
1 2 3

R105 47 C101 0.01u C102 200P C105 0.01u C107 1000p C110 7-51P C109

C113 0.01u

J101

振荡输出

R103 10K

R106 1K

+

R113 L102 100P 100k 56uH

R108 4.7K

R109 560

GND

图 1-6

LC 与晶体振荡器实验电原理图

用于降低晶体等效电感的 Q 值, 以改善振荡波形。 在调整 LC 振荡电路静态 工作点时,应短接电感 L102(即短接 K104 2-3) 。三极管 BG102 等组成射极跟 随电路,提供低阻抗输出。本实验中 LC 振荡器的输出频率约为 1.5MHz, 晶体振荡器的输出频率为 10MHz,调节电阻 R110,可调节输出的幅度。 经过以上的分析后,可进入实验操作。接通交流电源,然后按下实验板 上的+12V 总电源开关 K1 和实验单元的电源开关 K100, 电源指示发光二极管 D4 和 D101 点亮。 (一) 、调整和测量西勒振荡器的静态工作点,并比较振荡器射极直流 电压(Ue、Ueq)和直流电流(Ie、Ieq) : 1、组成 LC 西勒振荡器:短接 K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2,并 在 C107 处插入 1000p 的电容器,这样就组成了与图 1-4 完全相同的 LC 西勒 振荡器电路。用示波器(探头衰减 10)在测试点 TP102 观测 LC 振荡器的输出 波形,再用频率计测量其输出频率。 2、调整静态工作点:短接 K104 2-3(即短接电感 L102) ,使振荡器停振,
-5-

并测量三极管 BG101 的发射极电压 Ueq; 然后调整电阻 R101 的值, Ueq=0.5V, 使 并计算出电流 Ieq(=0.5V/1K=0.5mA) 。 3、测量发射极电压和电流:短接 K104 1-2,使西勒振荡器恢复工作, 测量 BG102 的发射极电压 Ue 和 Ie。 4、调整振荡器的输出:改变电容 C110 和电阻 R110 值,使 LC 振荡器的 输出频率 f0 为 1.5MHz,输出幅度 VLo 为 1.5VP-P。 (二) 、观察反馈系数 Kfu 对振荡电压的影响: 由原理可知反馈系数 Kfu=C106/C107。 按下表改变电容 C107 的值, TP102 在 处测量振荡器的输出幅度 VL(保持 Ueq=0.5V) ,记录相应的数据,并绘制 VL=f(C)曲线。
C107(pf) VL(p-p) f (MHz)
VL

100

300

500

700

900

1

0

500

1000

1500

2000

2500

C( pf)

(三) 、测量振荡电压 VL 与振荡频率 f 之间的关系曲线,计算振荡器波 段复盖系数 f max/ f min: 选择测试点 TP102,改变 C110 值,测量 VL 随 f 的变化规律,并找出振荡 器的最高频率 fmax 和最低频率 fmin 。
-6-

f (KHz) VL(p-p) f max =
VL
2.00

和 fmin=

,f max/ f min=

1.90

1.80

f (MHZ)

(四) 、观察振荡器直流工作点 Ieq 对振荡电压 VL 的影响: 保持 C107=1000p,Ueq=0.5V,fo=1.5MHz 不变,然后按以上调整静态工 作点的方法改变 Ieq,并测量相应的 VL,且把数据记入下表。
Ieq(mA) VL(p-p) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55

(五) 、比较两类振荡器的频率稳定度: 1、LC 振荡器 保持 C107=1000p,Ueq=0.5V,f0=1.5MHz 不变,分别测量 f1 在 TP101 处 和 f2 在 TP102 处的频率,观察有何变化? 2、晶体振荡器 短接 K101、K102、K1032-3,并去除电容 C107,再观测 TP102 处的振荡波 形,记录幅度 VL 和频率 f0 之值。 波形: 幅度 VL =
-7-

频率 f0=



然后将测试点移至 TP101 处,测得频率 f1 =



根据以上的测量结果,试比较两种振荡器频率的稳定度△f/ f0 :
LC振荡器 ?f / f 0 ? ( f 0
? ?

f1 ) / f 0 ? 100 % ? f1 ) / f 0 ? 100 % ?

% %

晶体振荡器 ?f / f 0 ? ( f 0

六、预习思考题
1、静态和动态直流工作点有何区别?如何测定? 2、本电路采用何种形式的反馈电路?反馈量的大小对电路有何影响? 3、试分析 C103、L102 对晶振电路的影响? 4、射极跟随电路有何特性?本电路为何采用此电路?

七、实验注意事项
1、本实验箱提供了本课程所有的实验项目,每次实验通常只做其中某 一个单元电路的实验,因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。 2、用“短路帽”换接电路时,动作要轻巧,更不能丢失“短路帽” ,以 免影响后续实验的正常进行。 3、在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物,以免损坏机箱的零部件。 4、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。

八、实验报告
1、整理实验数据,绘画出相应的曲线。 2、总结对两类振荡器的认识。 3、实验的体会与意见等。

-8-

实验二
一、实验目的

函数信号发生实验

1) 、了解单片集成函数信号发生器 ICL8038 的功能及特点。 2) 、掌握 ICL8038 的应用方法。

二、实验预习要求
参阅相关资料中有关 ICL8038 的内容介绍。

三、实验原理
(一) 、ICL8038 内部框图介绍 ICL8038 是单片集成函数信号发生器,其内部框图如图 2-1 所示。它由 恒流源 I2 和 I1、电压比较器 A 和 B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电 路等组成。 外接电容 C 可由两个恒
10
+Ucc

6

电压跟随器 三角波正 弦波电路

3

流源充电和放电,电压比较
电压比较器

器 A、B 的阀值分别为总电 源电压(指 UCC+UEE)的 2/3 和 1/3。恒流源 I2 和 I1 的大 小可通过外接电阻调节,但 必须 I2>I1。当触发器的输出 为低电平时,恒流源 I2 断开
-U EE

I1

A

2

外 接 电 容

C

S

电压比较器
B

触发器
I2

缓冲器
9

11

图 2-1 ICL8038 原理框图

,恒流源 I1 给 C 充电,它的两端电压 uC 随时间线性上升,当达到电源电压
-9-

的确 2/3 时, 电压比较器 A 的输出电压发生跳变, 使触发器输出由低电平变 为高电平,恒流源 I2 接通,由于 I2>I1(设 I2=2I1) 2 将加到 C 上进行反充 ,I 电,相当于 C 由一个净电流 I 放电,C 两端的电压 uC 又转为直线下降。当 它下降到电源电压的 1/3 时, 电压比较器 B 输出电压便发生跳变,使触发器 的输出由高电平跳变为原来的低电平,恒流源 I2 断开,I1 再给 C 充电,?? 如此周而复始,产生振荡。若调整电路,使 I2=2I1,则触发器输出为方波, 经反相缓冲器由引脚 9 输出方波信号。C 上的电压 uc,上升与下降时间相 等(呈三角形) ,经电压跟随器从引脚 3 输出三角波信号。将三角波变为正 弦波是经过一个非线性网络(正弦波变换器)而得以实现,在这个非线性网 络中,当三角波电位向两端顶点摆动时,网络提供的交流通路阻抗会减小, 这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波,从引脚 2 输出。 1、ICL8038 引脚功能图
正弦波失真度调整 正弦波输出 三角波输出 占空比调整(外接电阻R 频率调整(外接电阻R
A) B) 1 2 3 14 13 12

I CL4 5

正弦波失真度调整

8032

1 1 +U EE(或地) 1 0 外接电容C 9 8

+Ucc 6

方波输出 调频电压输出

调频偏置电压

7

图 2-2 ICL8038 引脚图

供电电压为单电源或双电源: 单电源 10V~30V 双电源±5V~±15V 2、实验电路原理图如图 2-3 所示。

- 10 -

+1 2 V W2 0 .3 3 u F 1K 3 .6 K 3 .6 K 6 .2 K

430

K2 W1 10K 4 8 10 K1 3 3 0 0 p 0 .0 3 3 u0 .3 3 u 20K 11 12 5 6 9 3 W3 100K 2 1

15K 10K 10K OUT

10K W4 10K 100K

-1 2 V

图 2-3 ICL8038 实验电路图

其中 K1 为输出频段选择波段开关, K2 为输出信号选择开关,电位器 W1 为输出频率细调电位器,电位器 W2 调节方波占空比,电位器 W3、W4 调节正弦波的非线性失真。 3、实际线路分析 ICL8038 的实际线路与图 2-3 基本相同,只是在输出增加了一块 LF353 双运放,作为波形放大与阻抗变换。如图 2-4 所示。根据所选的电路元器件 值,本电路的输出频率范围为约 10Hz~11KHz;幅度调节范围:正弦波为 0~12V,三角波为 0~20V,方波为 0~22V。若要得到更高的频率,可适当改 变三档电容的值。
W203 4.7K R201 430 R205 3.6K R204 3.6K R208 6.2K C206 10u R212 100K TP201 W202 10K R210 10K
4
2 3 6

+12V
R214 5.6K K200

D201 LED

-12V

W201 10K

R203 10K C201 0.33u
10

6 8

5 4 9 2

R209 15K

频率范围
1 2 3 4 5

K201

U201 ICL8038

U202A LF353
1 5

U202B LF353
7

J201

3

信号输出

11 12 1

波型选择
W205 100K
1 2 3 4 5

K202

幅度调节
R211 10K

8

R206 10K

R213 20K C205 R215 5.6K

R202 C204 C203 C202 30K 0.33u 0.033u 3300P

10u W204 100K R207 10K D202 LED

200Hz 2KHz 20KHz

- 11 -

图 2-4 函数信号发生实验电原理图

四、实验仪器与设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 双踪示波器; 频率计; 交流毫伏表。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 并与电路原理图相对照, 了 解各个切换开关的功能与使用。然后按前述的实验步骤开启相应的电源开 关。 (一)、输出正弦波的调整与测量 1、取某一频段的正弦波输出,用示波器观测输出端(TP701)的波形。 通过反复调节电位器 W2、W3、W4,使输出正弦波的失真为最小。 2、用频率计和交流毫伏表分别测量三个频段的频率调节范围和各频段 的输出频响特性 V=f(f): ①从最低频段开始,调节频率细调电位器 W1,测定本频段的频率调节 范围和输出电压(在最高与最低频率之间选取若干点) 。 频率 f 电压 V ②切换到中间频段,重复①的步骤。 ③切换到最高频段,重复①的步骤。 (二) 、输出三角波的观察

- 12 -

通过调节频率和幅度,观测输出的波形。 (三) 、观察输出的方波信号 1、通过调节频率和幅度,观测输出的波形。 2、通过调节 W2,可以改变输出方波的占空比。

六、实验注意事项
1、正弦波的波形调整是一项较细致的实验步骤,往往需要反复多次调 整相关的电位器,以获得一个失真度最小的正弦波形。 2、经实验(三)的第 2 项步骤后,要想重新恢复正弦波输出,则必须 重新调整电位器 W2。

七、预习思考题
1、如果采用单电源或不对称的双电源供电,对输出有何影响? 2、本电路输出的最高频率与最低频率受哪些因素的影响? 3、要想同时输出三种不同波形的信号,有否可能?如何实现? 4、在实验的实际电路中后两级的运放有何作用?去除它行吗?

八、实验报告
1、作出各频段的频响特性曲线。 2、回答预习中的思考题。

- 13 -

实验三
一、实验目的

幅度调制与解调实验

1) 、加深理解幅度调制与检波的原理。 2) 、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。 3) 、掌握集成模拟乘法器的使用方法。 4) 、了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真。

二、实验预习要求
实验前预习“电子线路非线性部分”第 4 章:振幅调制、解调与混频 电路; “高频电子线路”第六章:调幅与检波; “高频电子技术”第 8 章:调 幅、检波与混频——频谱线性搬移电路有关章节。

三、实验原理
1、调幅与检波原理简述: 调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡(载波)的幅度,使高频振荡 的振幅按调制信号的规律变化; 而检波则是从调幅波中取出低频信号。 振幅 调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅(AM)信号,抑制载波的双边带 调制(DSB)信号,抑制载波和一个边带的单边带调制信号。 把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上(例如晶体二极管和晶体 三极管),经过非线性变换电路,就可以产生新的频率成分,再利用一定带 宽的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅。 2、集成四象限模拟乘法器 MC1496 简介: 本器件的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检 波、鉴相、鉴频动态增益控制等。它有两个输入端 VX、VY 和一个输出端 VO。一个理想乘法器的输出为 VO=KVXVY,而实际上输出存在着各种误差, 其输出的关系为:VO=K(VX +VXOS) Y+VYOS)+VZOX。为了得到好的精 (V
- 14 -

度,必须消除 VXOS、VYOS 与 VZOX 三项失调电压。集成模拟乘法器 MC1496 是目前常用的平衡调制/解调器,内部电路含有 8 个有源晶体管。本实验箱 在幅度调制,同步检波,混频电路三个基本实验项目中均采用 MC1496。 MC1496 的内部原理图和管脚功能如图 3-1 所示:
12 6

10

SIG+ GADJ GADJ SIGBIAS OUT+ NC

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

VNC OUTNC

8

4 1 2 3 5

CARNC CAR+
14

图 3-1

集成电路 MC1496 电路原理图

MC1496 各引脚功能如下: 1) 、SIG+ 信号输入正端 3) 、GADJ 增益调节端 5) 、BIAS 偏置端 7) 、NC 9) 、NC 11) 、NC 13) 、NC 空脚 空脚 空脚 空脚 2) 、GADJ 4) 、SIG增益调节端 信号输入负端

6) 、OUT+ 正电流输出端 8) 、CAR+ 载波信号输入正端 10) 、CAR- 载波信号输入负端 12) 、OUT14) 、V负电流输出端 负电源

3、实际线路分析 实验电路如图 3-2 所示, 图中 U301 是幅度调制乘法器, 音频信号和载波 分别从 J301 和 J302 输入到乘法器的两个输入端,K301 和 K303 可分别将两路输 入对地短路,以便对乘法器进行输入失调调零。W301 可控制调幅波的调制
- 15 -

度,K302 断开时,可观察平衡调幅波,R302 为增益调节电阻,R309 和 R304 分 别为乘法器的负载电阻,C309 对输出负端进行交流旁路。C304 为调幅波输出 耦合电容,BG301 接成低阻抗输出的射级跟随器。 U302 是幅度解调乘法器,调幅波和载波分别从 J304 和 J305 输入,K304 和 K305 可分别将两路输入对地短路,以便对乘法器进行输入失调调零。R311、 R317、R313 和 C312 作用与上图相同。
C306 0.33u R307 51K R301 4.3K K303
1 2 3

TP302 J302

R302 560

R309 2K C309

R304 2K

载波输入
C308 C301 22u L301 470uH 0.33u C305 100p
8 1 2 3

TP301 J301

W303 2.2K

0.33u C304 0.33u

R305 820K TP303 BG301 2SC945

L303 56uH

音频输入

10 4

U301 6 MC1496 12
14 5

J303

K302 K301
1 2 3

W302 2.2K C303 1u R310 1K

调幅波输出

R308 51K

C302 0.01u

W301 2.2K

1 2 3

C307 0.33u

R303 6.8k

R306 10K

C314 0.33u

1 2 3

R315 51K

L302 56uH

K305 TP305

R311 560 J305

R317 2K

R313 2K

载波输入
C305 0.33u
8 1 4 2 3 6 U302 MC1496 12 14 5

TP306 C312 0.33u R314 1K

TP307

TP304 J304

C316 C310 0.33u 0.33u

W305 2.2K

调幅波输入

10

J306

解调输出
R328 5.6K K300 D302 LED
+1 2 V

K304
1 2 3

R316 51K

W304 2.2K C311 0.33u R318 1K

C318 0.33u

R312 6.8k

-1 2 V

R327 5.6K

D301 LED

图 3-2

幅度调制与解调实验电原理图

四、实验仪器与设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频信号发生器; 双踪示波器; 繁用表。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 对照实验原理图熟悉元器件 的位置和实际电路的布局,然后按下+12V,-12V 总电源开关 K1,K3,
- 16 -

函数信号发生实验单元电源开关 K200,本实验单元电源开关 K300,与此相对 应的发光二极管点亮。 准备工作: 幅度调制实验需要加音频信号 VL 和高频信号 VH。 调节函数信号发生器 的输出为 0.3VP-P、1KHz 的正弦波信号;调节高频信号发生器的输出为 0.6 VP-P、10MHz 的正弦波信号。 (一) 、乘法器 U501 失调调零 将音频信号接入调制器的音频输入口 J301, 高频信号接入载波输入口 J302 或 TP302, 用双踪示波器同时监视 TP301 和 TP303 的波形。通过电路中有关的 切换开关和相应的电位器对乘法器的两路输入进行输入失调调零。 具体步骤 参考如下: 1) 、短接 K301 的 2-3, K303 的 1-2, K302 的 2-3,调节 W302 至 TP303 输 出最小。 2) 、短接 K301 的 1-2, K303 的 2-3, K302 的 1-2,调节 W303 和 W301, 至 TP303 输出最小。 3) 、短接 K301 的 1-2, K303 的 1-2, K302 的 1-2,微调 W302,即能得到 理想的 10MHz 调幅波。 (二) 、观测调幅波 在乘法器的两个输入端分别输入高、 低频信号, 调节相关的电位器 (W301 等) ,短接 K3021-2,在输出端观测调频波 VO,并记录 VO 的幅度和调制度。 此外,在短接 K302 2-3 时,可观测平衡调幅波 VO‘,记录 VO 的幅度。 (三) 、观测解调输出 1、参照实验步骤(一)的方法对解调乘法器进行失调调零。 2、在保持调幅波输出的基础上,将调制波和高频载波输入解调乘法器 U302,即分别连接 J303 和 J304,J302 和 J305,用双踪示波器分别监视音频输入
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和解调器的输出。 然后在乘法器的两个输入端分别输入调幅波和载波。 用示 波器观测解调器的输出,记录其频率和幅度。若用平衡调幅波输入(K302 2-3 短接) ,再观察解调器的输出并记录之。

六、实验注意事项
1、为了得到准确的结果,乘法器的失调调零至关重要,而且又是一项 细致的工作,必须要认真完成这一实验步骤。 2、用示波器观察波形时,探头应保持衰减 10 倍的位置。 3、其它同前。

七、预习思考题
1、三极管调幅与乘法器调幅各自有何特点?当它们处于过调幅时,两 者的波形有何不同? 2、如果平衡调幅波出现下图所示的波形,是何缘故?

3、检波电路的电压传输系统 Kd 如何定义?

八、实验报告
1、根据观察结果绘制相应的波形图,并作详细分析。 2、回答预习思考题。 3、其它体会与意见。

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实验四
一、实验目的

变容二极管调频器与相位鉴频器实验

1) 、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。 2) 、掌握调频器的调制特性及其测量方法。 3) 、观察寄生调幅现象,了解其产生的原因及其消除方法。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”第 5 章:角度调制与解调电路; “高频电子线路”第八章:角度调制与解调; “高频电子技术”第 9 章:角 度调制与解调—非线性频率变换电路等有关章节的内容。

三、实验原理
1、变容二极管直接调频电路: 变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置 电压变化时,变容二极管 PN 结的结电容会随之改变,其变化规律如图 4-1
Cj

所示。 变容二极管的结电容 Cj 与电容二极管两端所 加的反向偏置电压之间的关系可以用下式来表示:
Co Cj ? |u| ? (1 ? ) U?
Co
0

u

u?
图 4-1 变容二极管的 Cj~u 曲线

式中,U?为 PN 结的势垒电位差

(硅管约 0.7V, 锗管约为 0.2~0.3V) Co 为未加外电压时的耗尽层电容值 ; ;

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u 为变容二极管两端所加的反向偏置电压;γ 为变容二极管结电容变化指 数,它与 PN 结渗杂情况有关,通常γ =1/2~1/3。采用特殊工艺制成的变容 二极管γ 值可达 1~5。 直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数, 使振荡器 的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变,以生成调频信号的目的。 若载波信号是由 LC 自激振荡器产生,则振荡频率主要由振荡回路的电 感和电容元件决定。因而,只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容, 就能达到控制振荡频率的目的。 若在 LC 振荡回路上并联一个 变容二极管,如图 4-2 所示,并用 调制信号电压来控制变容二极管的 电容值,则振荡器的输出频率将随
图 4-2

? ? ? ? ? ?

? ± ? ? ? ???? ·
直接调频示意图

? ÷ ? ? ?

调制信号的变化而改变,从而实现了直接调频的目的。 2、电容耦合双调谐回路相位鉴频器: 相位鉴频器的组成方框图如 4-3 示。 图中的线性移相网络就是频—相变 换网络,它将输入调频信 号 u1 的瞬时频率变化转换 为相位变化的信号 u2,然
图 4-3 相位鉴频器的组成框图
u1

?????? à

u2

à ì¨÷ ?????

uo

后与原输入的调频信号一起加到相位检波器,检出反映频率变化的相位变 化,从而实现了鉴频的目的。 图 4-4 的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。 这种鉴频器的相位

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检波器部分是由两个包络检波器组成, 线性移相网络采用耦合回路。 为了扩 大线性鉴频的范围,这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。
???? ·
u1 u2 u1 u2 +

ü ì¨÷ °???? ???? à ???? ì¨÷ ü ì¨÷ °????
uo

???? ·

图 4-4 耦合回路相位鉴频器

图 4-5(a)是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图,它是由 调频—调相变换器和相位检波器两部分所组成。 调频—调相变换器实质上是 一个电容耦合双调谐回路谐振放大器,耦合回路初级信号通过电容 Cp 耦合 到次级线圈的中心抽头上,L1C1 为初级调谐回路,L2C2 为次级调谐回路, 初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率 fc 上,二极管 D1、D2 和电阻 R1、R2 分别构成两个对称的包络检波器。鉴频器输出电压 uo 由 C5 两端取 出,C5 对高频短路而对低频开路,再考虑到 L2、C2 对低频分量的短路作用, 因而鉴频器的输出电压 uo 等于两个检波器负载电阻上电压的变化之差。电 阻 R3 对输入信号频率呈现高阻抗,并为二极管提供直流通路。图(a)中初 次级回路之间仅通过 Cp 与 Cm 进行耦合,只要改变 Cp 和 Cm 的大小就可调 节耦合的松紧程度。由于 Cp 的容量远大于 Cm,Cp 对高频可视为短路。基 于上述,耦合回路部分的交流等效电路如图 4-5(b)所示。初级电压 u1 经
1 Cm 耦合, 在次级回路产生电压 u2, L2 中心抽头分成两个相等的电压 u 2 , 经 2

由图可见,加到两个二极管上的信号电压分别为:uD1= u1 ? 1 u 2 和 uD2=
2

1 随着输入信号频率的变化。 1 和 u2 之间的相位也发生相应的变化, u u1 ? u 2 , 2
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从而使它们的合成电压发生变化,由 j 此可将调频波变成调幅—调频波,最 后由包络检波器检出调制信号。
Cp R3 D1 + D1

uo

+

u2 2

R1 C2 +

+
L2

u2 2 + -

u1
C1 L1

L2

+

C5

C2

C5

u2 2 D2

R2

u1

D2 Cm

-

_

Cm

(a) 图 4-5 电容耦合双调谐回路相位鉴频器

(b)

3、实际线路分析: 电路原理图如图 4-6 所示,图中的上半部分为变容二极管调频器,下半 部分为相位鉴频器。BG401 为电容三点式振荡器,产生 10MHz 的载波信号。 变容二极管 D401 和 C403 构成振荡回路电容的一部分,直流偏置电压通过 R427、W401、R403 和 L401 加至变容二极管 D401 的负端,C402 为变容二极管的 交流通路,R402 为变容二极管的直流通路,L401 和 R403 组成隔离支路,防止 载波信号通过电源和低频回路短路。低频信号从输入端 J401 输入,通过变容 二极管 D401 实现直接调频,C401 为耦合电容,BG402 对调制波进行放大,通 过 W402 控制调制波的幅度,BG403 为射级跟随器,以减小负载对调频电路的 影响。 从输出端 J402 或 TP402 输出 10MHz 调制波, 通过隔离电容 C413 接至频 率计; 用示波器接在 TP402 处观测输出波形, 目的是减小对输出波形的影响。 J403 为相位鉴频器调制波的输入端, 414 提供合适的容性负载; 404 和 BG405 C BG

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接成共集—共基电路,以提高输入阻抗和展宽频带,R418、R419 提供公用偏 置电压,C422 用以改善输出波形。BG405 集电极负载以及之后的电路在原理 分析中都已阐明,这里不再重复。
R427 1.8K C420 0.1u C419 10u R403 100K J401 TP401 R416 10K K402
1 2 3

L403 100uH C418 0.1u R404 47K R405 10K C404 51P D401 2CC10 R402 1K BG401 3DG6B C407 470P C403 51P C405 51P R406 5.1K C406 100P R407 560 C408 0.01u R409 15K R411 27 R412 1K C408 0.01u W402 4.7K C417 10u R408 51K R410 3K BG402 3DG6B C431 0.1u C410 0.01u

L404 100uH C416 0.1u 10u R413 51K D402 LED C411 0.01u BG403 3DG6B TP402 C412 0.01u C413 J402 C415 R422 5.6K

K400

+12V

W401 L402 4.7K K401
1 2 3

C401 0.47u R401 100

L401 100uH C402 0.01u

R414 15K

R415 1K

82P

L405 56uH

TP403

R418 51k C421 0.01u

C422 5.1P 3DG6B BG404

C426 3-15P

+

C425 R422 22K 20P C427 2200P T401-1

R423 20K

D403 2AP9

TP404 R427 100 R425 51K

C434 0.1u

C433 10u

J403

3DG6B BG405

C428 3-15P

+

C430 R424 20P 22K D404 2AP9

C414 20P R419 15k

R420 100 C423 0.1u C424 10u R421 330 C429 3-15P

R428 100

C432 0.01u R426 51K

+

C431 20P

图 4-6

变容二极管调频器与相位鉴频器实验电原理图

四、实验仪器设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 扫频仪; 双踪示波器; 频率计; 繁用表。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 然后接通实验箱的电源, 并 按下+12V 总电源开关 K1,-12V 总电源开关 K3,函数信号发生实验单元的

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电源开关 K200 和本单元电源开关 K400,相对应的三个红色发光二极管和三 个绿色二极管点亮。 (一) 、振荡器输出的调整 1、将切换开关 K401 的 1-2 接点短接,调整电位器 W401 使变容二极管 D401 的负极对地电压为+2V,并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。 2、调整线圈 L402 的磁芯和可调电阻 R404, R407 两端电压为 2.5±0.05V 使 (用直流电压表测量) ,使振荡器的输出频率为 10±0.02MHz。 3、调整电位器 W402,使输出振荡幅度为 1.6 VP-P。 (二) 、变容二极管静态调制特性的测量 输入端 J401 无信号输入时,改变变容二极管的直流偏置电压,使反偏电 压 Ed 在 0~5.5V 范围内变化,分两种情况测量输出频率,并填入下表。
Ed(V)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

f0
MHz

不并 C404 并 C404

(三) 、相位鉴频器鉴频特性的测试 1、相位鉴频器的调整: 扫频输出探头接 TP403, 扫频输出衰减 30db, 输入用开路探头接 TP404, Y Y 衰减 10(20db) 增幅最大,扫频宽度控制在 0.5 格/MHz 左右,使用内 ,Y 频标观察和调整 10MHz 鉴频 S 曲线,可调器件为 L406,T401,C426,C428, C429 五个元件。其主要作用为: T401、C428 L406、C426 调中心 10MHz 至 X 轴线。 调上下波形对称。

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C429

调中心 10MHz 附近的的线性。

2、鉴频特性的测试: 使高频信号发生器输出载波 CW,频率 10MHz, 幅度 0.4 VP-P,接入输 入端 TP403,用直流电压表测量输出端 TP404 对地电压(若不为零,可略微调 T401 和 C428,使其为零) ,然后在 9.0MHz~11MHz 范围内,以相距 0.2MHz 的点频,测得相应的直流输出电压,并填入下表。
f(MHz) V0(mV) 9.0 9.2 9.4 9.6 9.8 10 10.2 10.4 10.6 10.8 11

绘制 f-VO 曲线,并按最小误差画出鉴频特性的直线(用虚线表示) 。 3、相位鉴频器的解调功能测量: 使高频信号发生器输出 FM 调频信号, 幅度为 0.4 VP-P, 频率为 10MHz, 频偏最大,并接入电路输入端 J403,在输出端 TP404 测量解调信号: 波形: 波 频率: K 幅度: VP-P (允许略微调节 T401) 。

(四) 、变容二极管动态调制特性的测量 在变容二极管调频器的输入端 J401 接入 1K 的音频调制信号 Vi。将 K401 的 1-2 短接,令 Ed=2V,连接 J402 与 J403。用双踪示波器同时观察调制信号 与解调信号,改变 Vi 的幅度 ,测量输出信号,结果填入下表。
VI(VP-P) V0(VP-P)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6

六、实验注意事项
1、实验前必须认真阅读扫频仪和高频信号发生器的使用方法。 2、实验时必须对照实验原理线路图进行,要与实验板上的实际元器件

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一一对应。 3、其它同前。

七、预习思考题
1、变容二极管有何特性?有何应用? 2、电容耦合双调谐回路是如何实现鉴频的? 3、相位鉴频器的频率特性为什么会是一条以载波频率为中心的 S 曲 线?试从原理上加以分析。

八、实验报告
1、在同一座标纸上画出两根变容二极管的静态调制特性曲线,并求出 其调制灵敏度 S,说明曲线斜率受哪些因素的影响。 2、根据实验数据绘制相位鉴频器的鉴频特性 f~VO 曲线。 3、根据实验数据绘制相位鉴频器的动态调制特性曲线 VO~VI 和 VO~ f,并分析输出波形产生畸变的原因。 4、根据实验步骤(四)的测量结果,并结合相频特性测试所得的 S 曲线, 求出变容二极管输出调频波的频偏△f。

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实验五
一、实验目的

高频功率放大与发射实验

1) 了解丙类功率放大器的基本工作原理, 、 掌握丙类功率放大器的调谐 特性以负载变化时的动态特性。 2) 、了解激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3) 、比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。

二、实验预习要求
实验前预习教材 “电子线路非线性部分” 2 章: 第 谐振功率放大器; “高 频电子线路”第三章:高频功率放大器; “高频电子技术”第 7 章:高频 功率放大电路的有关章节。

三、实验原理
丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的功率和较高的 效率。本实验单元由三级放大器组成,如图 5-1 所示。
发射 天线 输入 BG501 前置放大 BG502 射极跟随 BG503 甲类放大 BG501 丙类放大

图 5-1

高频功率放大器原理框图

高频功率放大与发射的实际电路如图 5-2 所示。图中,BG501 是一级甲 类线性放大器,以适应较小的输入信号电平。W501 和 R503 可调节这一级放 大器的偏置电压,同时控制输入电平;BG502 为射级跟随电路,W502 和 W503 可控制后两级放大器的输入电平, 以满足甲类功放和丙类功放对输入电平的 要求;BG503 为甲类功率放大器,其集电极负载为 LC 选频谐振回路,谐振 频率为 10MHz,R509 和 R511 可调节甲类放大器的偏置电压,以获得较宽的
- 27 -

动态范围;BG504 为一典型的丙类高频功率放大电路,其基级无直流偏置电 压。只有载波的正半周且幅度足够才能使功率管导通,其集电极负载为 LC 选频谐振回路,谐振在载波频率以选出基波,因此可获得较大的功率输出。 R513 可调节丙类放大器的功率增益,SW501 可选择丙类放大器的输出负载。 全部电路由+12V 电源供电。
L504 470uH C519 C518 0.01u R501 50K TP501 R504 1.5K BG501 3DG12D W502 50K C503 100p R505 10K C504 0.01u BG502 3DG12D K501
1 2 3

+12V
K500 R518 5.6K TP504 D501 LED C514

0.01u R508 10K TP502 C506 120p L501 3uH BG503 3DG12D L502 100uH C508 30p C509 0.01u K502
1 2 3

L503 C511 C512 3uH 20p 3-15P TP503

+

TP505 J502

发射天线

调制波输入

J501

C501 100p

BG504 3DG12D SW501

30p L504 3uH

W501 50K

R502 C502 51 0.01u

R506 20K

R507 51

C505 0.1u

R510 51

C507 0.01u R512 51

C510 0.01u

R517 51

C515 C516 0.01u 0.01u

1 2 3 4

8 7 6 5

C517 0.01u

R503 10K

W503 10K

R509 50K

R511 1K

R513 1K

R514 R515 R516 150 680 51

图 5-2

高频功率放大与发射实验电原理图

四、实验仪器设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 双踪示波器; 高频信号发生器; 频率计; 繁用表。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本实验的单元电路,并接通实验箱电源,按下+12V 总 电源开关 K1,本实验单元的电源开关 K500,相对应的发光二极管点亮。 (一) 、调整高频功率放大电路三级放大器的工作状态 对照图 5-2 电原理图,在 TP501(或 J501)输入 10MHz,0.4VP-P,调制

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度为 30%的调幅波,用示波器在各测试点观察,调整电路中各电位器,使甲 放与丙放的输出最大,失真最小。 (SW501 全部开路) (二) 、甲类、丙类功放直流工作点的比较 在上述状态下,用繁用表直流电压档测量 BG503 和 BG504 的基极电压, 然后断开 TP501 处的高频输入信号,再次测量 BG503 和 BG504 的基极电压, 进行比较。 (三) 、调谐特性的测试 在上述状态下,改变输入信号频率,频率范围从 4MHz~16MHz,用示 波器测量 TP504 的电压值(SW501 全部开路) 。 f(MHz) Uc (VP-P) 4MHz 6MHz 8MHz 10MHz 12MHz 14MHz 16MHz

(四) 、负载特性的测试 在上述状态下,保持输入信号频率 10MHz,然后将负载电阻转换开关 SW501 依次从 1-4 拨动, 用示波器测量 TP504 的电压值 Uc 和发射极的电压值 Ue,分析负载 RL 对工作状态的影响。 RL(Ω )
Uc(VP-P)

680

150

51

天线

Ue(VP-P) (五) 、功率、效率的测量与计算
f(10MHz) 甲放 丙放 Vb Vc Vce Vi Vi Vo Io Ic P= Po Pc η

其中:Vi:输入电压峰—峰值 Vo:输出电压峰—峰值 Io:发射极直流电压 / 发射极电阻值

- 29 -

P=:电源给出直流功率(P==Vcc*Io) Pc:为三极管损耗功率(Pc=Ic*Vce) Po:输出功率(Po=0.5*Vo2/RL)

六、实验注意事项
1) 、实验时,应注意 BG503、BG504 金属外壳的温升情况,必要时,可暂 时降低高讯仪输出电平。 2) 、发射天线可用短接线插头向上叠加代替,高度应适当。

七、预习思考题
1) 、丙类放大器的特点是什么?为什么要用丙类放大器? 2) 、影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么?

八、实验报告
按照实验内容的四个步骤写出实验报告。

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实验六
一、实验目的

接收与小信号调谐放大实验

1) 、了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。 2)了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响, 、 并掌握频带的展宽方法。 3) 、掌握放大器的动态范围及其测试方法。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”附录:选频网络; “高频电子线 路”第二章:小信号谐振放大器; “高频电子技术”第 1 章:直接检波接收 机,LC 选频与检波电路,第 6 章:高频小信号放大电路分析基础。

三、实验原理说明
(一) 、小信号调谐放大器基本原理 高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路, 它的作用是放大 信道中的高频小信号。 为使放大信号不失真, 放大器必须工作在线性范围内, 例如无线电接收机中的高放电路, 都是典型的高频窄带小信号放大电路。 窄 带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调 幅接收机的中放电路中,带宽为 9KHz,中心频率为 465KHz,相对带宽Δ f/f0 约为百分之几。因此,高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路, 选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载, 或作为放大器与负载之间的 匹配器。 它主要由放大器与选频回路两部分构成。 用于放大的有源器件可以 是半导体三极管,也可以是场效应管,电子管或者是集成运算放大器。用于 调谐的选频器件可以是 LC 谐振回路,也可以是晶体滤波器,陶瓷滤波器,
- 31 -

LC 集中滤波器,声表面波滤波器等。本实验用三极管作为放大器件,LC 谐振回路作为选频器。在分析时,主要用如下参数衡量电路的技术指标:中 心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。 单调谐放大电路一般采用 LC 回路作为选频器的放大电路, 它只有一个 LC 回路,调谐在一个频率上,并通过变压器耦合输出,图 6-1 为该电路原 理图。
N C3 R1 N2 R4 N1

Ec

u
1 0.707

C1

R2 C2

0
R 3 C4 R5

f 1 f0 f 2

f

中心频率为 f0 带宽为Δ f=f2-f1 单调谐放大电路

图 6-1

为了改善调谐电路的频率特性, 通常采用双调谐放大电路, 其电路如图 6-2 所示。双调谐放大电路是由两个彼此耦合的单调谐放大回路所组成。它 们的谐振频率应调在同一个中心频率上。两种常见的耦合回路是:1)两个 单调谐回路通过互感 M 耦合,如图 6-2(a)所示,称为互感耦合双调谐振 回路;2)两个单调谐回路通过电容耦合,如图 6-2(b)所示,称为电容耦 合双调谐回路。
A1 Ui C1 n1 n2 C2 RL U0 M A2

A1 Ui C1 n1

C n2

A2 RL U 0

C2

L1

L2

L1

L2

a) 互感耦合 图 6-2

(b) 电容耦合 双调谐放大电路
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若改变互感系数 M 或者耦合电容 C,就可以改变两个单调谐回路之间 的耦合程度。通常用耦合系数 k 来表征其耦合程度。
k? M L1 L2

电容耦合双调谐回路的耦合系数为:
k?

?C

C

' 1

' ? C C2 ? C

??

?

式中 C′1 与 C′2 是等效到初、次级回路的全部电容之和。
Au Aom a x

? ?1
最大 值 最 小值

? ?1 ? ?1
0

? ? ?1
2

? ? 2 ?1

图 6-3

双调谐电路的幅频特性曲线

(二) 、实际线路分析 实际电路如图 6-4 所示,图中,由 BG601 等元器件组成单调谐放大器, 由 BG602 等元器件组成双调谐放大器,它们的天线输入端(J601 和 J603)接收 10MHz 调制波信号。至放大管之间的 LC 元件组成天线输入匹配回路。切 换开关 K601 用于改变射级电阻,以改变 BG601 的直流工作点。切换开关 K602 用于改变 LC 振荡回路的阻尼电阻,以改变 LC 回路的 Q 值。切换开关 K603 可改变双调谐回路的耦合电容,以观测η <1,η =1,η >1 三种状态下的双 调谐回路幅频特性曲线。

- 33 -

+12V
K600 K602
1 2 3 4 5

C611 0.01u R609 510 C609 100p TP603 J602 R610 5.6K

TP601 J601 C604 1000P 5P C605

TP602 C626 1000P

R601 15K BG601 3DG6B R606 R607 R608 10K 2K 470 K601
1 2 3 4 5

信号输出
D601 LED

接收天线
10P C601

C607 30P

T601

C602 C603 L601 3-15P 22P

R602 4.7K

C606 0.01u R603 R604 R605 1K 2K 510

C610 0.01u

C612 0.01u L603 56uH

K603 R611 15K TP605 C627 1000P BG602 3DG6B R615 10K R614 510 TP606 C620 30P T602 C621 C622 C623 12P 9P 5P R616 C624 10K 30P C625 100P T603
1 2 3 4 5

TP604 J603 C616 1000P 5P C617

信号输出

J604

接收天线
10P C613 L602

C614 C615 3-15P 22P

R612 4.7K

0.01u

C618 R613 1K

C619 0.01u

C626 0.01u

图 6-4 接收与小信号调谐放大实验电原理图

四、实验仪器与设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 扫频仪; 高频信号发生器; 双踪示波器。

五、实验内容与步骤
首先在实验箱上找到本次实验所用到的单元电路,然后接通实验箱电 源,并按下+12V 总电源开关 K1,以及本实验单元电源开关 K600。 (一) 、输入回路的调节 将扫频仪的输出探头接在 J601 或 J603,检波探头接在 TP602 或 TP605, 调节 L601 或 L602、C602 或 C614,使输入回路谐振在 10MHz 频率处。测量输
- 34 -

入回路的谐振曲线,并记录之。 (二) 、单调谐放大器增益和带宽的测试 将扫频仪的输出探头接到电路的输入端 TP602,扫频仪的检波探头接到 电路的输出端 TP603,然后在放大器的射极和调谐回路中分别接入不同阻值 的电阻,并通过调节调谐回路的磁芯 T601 ,使波形的顶峰出现在频率为 10MHz 处,分别测量单调谐放大器的增值与带宽,并记录之。 (三) 、双调谐放大电路的测试 将扫频仪的输出探头接到电路的输入端 TP605,扫频仪的检波探头接到 电路的输出端 TP606。 1) 改变双调谐回路的耦合电容, 、 并通过调节初、 次级谐振回路的磁芯, 使出现的双峰波形的峰值等高。测量放大器的增益与带宽,并记录之。 2) 、不同信号频率下的耦合程度测试 在电路的输入端 J603 输入高频载波信号(0.4VP-P,其频率分别为 9.5, 10,10.5MHz) ,用示波器在电路的输出端(TP606)分别测试三种耦合状态 下的输出幅度(VP-P) 。 9.5MHz K1103 1-2 紧耦合 K1103 2-3 适中耦合 K11034-5 松耦合 以上测试用的高频载波亦可取自“变容二极管调频器及相位鉴频器实 验”所产生的载波信号,其频偏可用电位器 W401 进行调节。 10MHz 10.5MHz

六、实验注意事项
在调节谐振回路的磁芯时,要用小型无感性的起子,缓慢进行调节,用
- 35 -

力不可过大,以免损坏磁芯。

七、预习思考题
1、试分析单调谐放大回路的发射极电阻 Re 和谐振回路的阻尼电阻 RL 对放大器的增益、带宽和中心频率各有何影响? 2、为什么发射极电阻 Re 对增益、带宽和中心频率的影响不及阻尼 RL 大? 3、在电容耦合双调谐回路中,为什么耦合电容大的(紧耦合)会出现 双峰,小的耦合电容(松耦合)会出现单峰?

八、实验报告
1、根据实验结果,绘制单调谐放大电路在不同参数下的频响曲线,并 求出相应的增益和带宽,并作分析。 2、根据实验结果,绘制双调谐放大电路在不同参数下的频响曲线,并 求出相应的增益和带宽,并作分析。

- 36 -

实验七
一、实验目的

本机振荡发生实验

1) 、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及基本工作原理。 2) 、比较 LC 与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”第 3 章:正弦波振荡器; “高频 电子线路”第四章:正弦波振荡器的有关章节。

三、实验原理说明
本单元实验原理部分与实验一完全相同。这里谨说明本单元实验的 LC 振荡器为克拉泼振荡器;晶体振荡器为皮尔斯振荡器。请自行对照分析。

四、实验仪器设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 双踪示波器; 频率计; 繁用表。

五、实验内容与步骤
(一) 、准备工作 在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 并对照实验原理图, 认清各 元器件的位置与功能作用。 本次实验的电原理图如图 7-1 所示。

- 37 -

+12V

K701 C702 100P R702 50K R705 2K
1 2 3

C709 0.1u

R707 51K TP701

R709 5.6K

K700

TP702 D701 LED

C701 51P

R703 10K BG701 3DG12B C704 51P C706 3-15P

C707 100P BG702 3DG12B

L701

R701 30K

X701 16.455MHz C703 1000P

R704 10K

R706 1K

C705 1000P

R707 20K

W701 1K

C708 1000P

J701

本振输出

图 7-1

本机振荡发生实验电原理图

图中,晶体三极管 BG701 及其外围电路组成典型的 LC 克拉泼振荡器和 晶体皮尔斯振荡器,以上两种振荡器通过切换开关 K701 转换。R702 和 R706 可调整 BG701 的直流偏置,可调至波形失真最小,输出电压幅度最大。LC 振荡器的频率可由 L701 和 C706 调整。本电路的本机振荡频率(LC 或晶体) 为 16.455MHz。晶体三极管 BG702 及其偏置电路组成射极跟随电路。W701 可调节本振输出幅度。 了解电路后,可进入实验操作,先接通交流电流,然后按下实验板上的 +12V 总电源开关 K1 和本实验单元的电源开关 K700, 相应的电源指示发光二 极管 D4 和 D701 点亮。 (一) 、LC 本机振荡电路的调整: 1) 、用示波器在 TP702 观察,调整 R702 和 R706,使 TP702 的正弦波输出 失点最小,幅度最大。 2、用频率针在 TP702 计数,调整 L701 和 C706,使 LC 本振荡频率为 16.455MHz。 (二) 、晶体本机振荡器电路的调整
- 38 -

1、用示波器在 TP702 观察,调整 R702 和 R706,使 TP702 的正弦波输出失 真最小,幅度最大。 2、用频率计在 TP702 计数,调整 C706,使晶体本机振荡频率为 16.455 MHz。 (三) 、比较 LC 与晶体管振荡器的稳定度 用频率计在 TP702 计数,开启电源后各等待五分钟,比较 LC 与晶体振 荡器的频率稳定度。

六、预习思考题
1、如何调整振荡器三极管的偏置。 2、本振信号的稳定度对超外差接收的性能有何影响,试加以分析。

七、实验注意事项
1、不要将示波器和频率计同时接在 TP702 上,以免影响波形。若有需 要时,可分别接在 TP702 和 TP701 上。 2、在试验温度对振荡频率稳定度的影响时,可用电烙铁靠近 BG701 试 验之。

八、实验报告
1、记录实验数据。 2、计算频率稳定度。 3、回答预习思考题。

- 39 -

实验八
一、实验目的

集成乘法器混频实验

1) 、进一步了解集成混频器的工作原理。 2) 、了解混频器中的寄生干扰。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”第 4 章:振幅调制、解调与混频 电路; “高频电子线路”第七章:混频,第九章:集成模拟乘法器及其应用; “高频电子技术”第 3 章:外差式接收机线性频率变换与 AGC 电路,第 8 章调幅、检波与混频——频谱线性搬移电路等有关章节的内容。

三、实验原理
混频器的功能是将载波为 fs (高频) 的已调波信号不失真地变换为另一 载频 fI(固定中频)的已调波信号,而保持原调制规律不变。例如在调幅广 播接收机中,混频器将中心频率为 535~1605KHz 的已调波信号变换为中心 频率为 465KHz 的中频已调波信号。此外,混频器还广泛用于需要进行频率 变换的电子系统及仪器中,如频率合成器、外差频率计等。 混频器的电路模型如图 8-1 所示。 混频器常用的非线性器件有二极管、 三极管、场效应管和乘法器。本振用于产 生一个等幅的高频信号 uL,并与输入信号 uS 经混频器后所产生的差频信号经带通滤
us
? ·?? ÷ ?? ?? ¨ ??? ¨÷

uI

uL
? ±? ??? ÷

ω I =ω L-ω S
混频器电路模型

图 8-1

波器滤出。 目前, 高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差

- 40 -

分对管平衡调制器构成的混频器,而在一般接收机(例如广播收音机)中, 为了简化电路, 还是采用简单的三极管混频器。 本实验采用集成模拟相乘器 作混频电路实验。
1K 0.01uF 1K 5.6uH
8 2 10 1 3 6

+12V
5.6uH 1000p

51

uL us
1000p 51

1000p

L8 0 3 uI
24p 24p

MC1496
5 12

4 14

10k 50k

10k

51

6.8K

-12V

图 8-2

MC1496 构成的混频器电路图

图 8-2 是用 MC1496 构成的混频器,本振电压 uL(频率为 16.455MHz) 从乘法器的一个输入端(10)输入,信号电压 uS(频率为 10MHz)从乘法 器的另一个输入端(1)输入,混频后的中频(6.455MHz)信号由乘法器的 输出端(6)输出。令输出端的π 型带通滤波器调谐在 6.455MHz,回路带 宽为 450KHz,以获得较高的变频增益。 为了实现混频功能, 混频器件必须工作在非线性状态, 而作用在混频器 上的除了输入信号电压 uS 和本振电压 uL 外, 不可避免地还存在干扰和噪声。 它们之间任意两者都有可能产生组合频率, 这些组合信号频率如果等于或接 近中频,将与输入信号一起通过中频放大器、解调器,对输出级产生干涉, 影响输入信号的接收。 干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的, 因此不可避免地会

- 41 -

产生干扰,其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。

四、实验仪器与设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频信号发生器; 扫频仪; 双踪示波器; 频率计。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本实验的单元电路,并接通实验箱电源,按下+12V, -12V 总电源开关 K1、K3, “LC 与晶体振荡器实验单元”电源开关 K100,以 及本实验单元的电源开关 K800,相对应的发光二极管点亮。
R808 1K C808 TP801 J801 C801 1000P R805 51 0.01u L801 5.6uH L802 5.6uH R807 1K C806 0.47u R809 5.6K K300

+12V

-12V

本振输入
TP802

TP803

TP804

D801 LED J803

2

J802

载波输入

C802 1000P

8 10 1 4 14

3 6 U801 MC1496 12 5

C803 1000P

L803

中频输出

R801 51

R802 10K

R803 W801 10K R804 51 50K

R806 6.8k

C804 24P

C805 24P

R810 5.6K

C807 0.47u

D802 LED

图 8-3

集成乘法器混频实验电原理图

(一) 、中频 LC 滤波器的调整 扫频输出衰减 10db,Y 衰减 10,调节 Y 增幅至适当的幅度,扫频输出 接至 LCπ 型带通滤波器的输入端(TP803) ,检波探头接至输出端(TP804) , 调整电感线圈 L803 的磁芯,使 6.455MHz 出现峰值,并记录之。
- 42 -

(二) 、中频频率的观测 将实验七(本机振荡发生实验)的振荡输出信号(16.455MHz)作为本实 验的本振信号输入乘法器的一个输入端, 乘法器的另一个输入端 (载波输入) 接高频信号发生器的输出(10MHz,0.4VP-P 的载波) 。在输出端(TP804)观 测输出的中频信号,并记录之。 (三) 、镜象干涉频率的观测 在双踪同时观测载波-中频后,缓慢将高频信号发生器的输出频率从 10MHz 调至 22.91MHz,再次观测载波-中频,记录之,并验证下列关系: f 镜象—f 载波=2 f 中频 (四) 、混频的综合观测 令高频信号发生器输出一个经由 1K 音频调制的载波频率为 10MHz 的 调幅波,作为本实验的载波输入,在 TP801、TP802、TP803 和 TP804 处,用双 踪示波器对照观测混频的过程,并记录之。

六、实验注意事项
1、测量时应用双踪同时观察本振-载波,载波-中频,以便比较。 2、本实验用到实验七的(本机振荡发生实验)输出信号。因此,在进 行本实验前必须调整好实验七的输出,使之满足本实验的要求。

七、预习思考题
1、除乘法器外,还有哪些器件可组成混频器?试举例说明。 2、分析寄生干涉的原因,并讨论预防措施。

八、实验报告
- 43 -

1、根据观测的结果,绘制所需要的波形图,并作分析。 2、 在幅频坐标中绘出本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系, 并作分析。 3、归纳并总结信号混频的过程。

- 44 -

实验九
一、实验目的

晶体三极管混频实验

1) 、进一步了解三极管混频器的工作原理。 2) 、了解混频器中的寄生干扰。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”第 4 章:振幅调制、解调与混频 电路; “高频电子线路”第七章:混频; “高频电子技术”第 3 章:外差式接 收机线性频率变换与 AGC 电路,第 8 章调幅、检波与混频——频谱线性搬 移电路等有关章节的内容。

三、实验原理
混频器的功能是将载波为 fs (高频) 的已调波信号不失真地变换为另一 载频 fI(固定中频)的已调波信号,而保持原调制规律不变。例如在调幅广 播接收机中,混频器将中心频率为 535~1605KHz 的已调波信号变换为中心 频率为 465KHz 的中频已调波信号。此外,混频器还广泛用于需要进行频率 变换的电子系统及仪器中,如频率合成器、外差频率计等。 混频器的电路模型如图 9-1 所示。 混频器常用的非线性器件有二极管、 三极管、场效应管和乘法器。本振用于产 生一个等幅的高频信号 uL,并与输入信号 uS 经混频器后所产生的差频信号经带通滤
us
? ·?? ÷ ?? ?? ¨ ??? ¨÷

uI

uL
? ±? ??? ÷

ω I =ω L-ω S
混频器电路模型

图 9-1

波器滤出。 目前, 高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差

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分对管平衡调制器构成的混频器,而在一般接收机(例如广播收音机)中, 为了简化电路, 还是采用简单的三极管混频器。 本实验采用晶体三极管作混 频电路实验。
L2 R b1
GND

+Ec
C2

UI BG
L1

Us

UL
R3 R b2 C1

GND

图 9-2 晶体三极管的混频器电路图

图 9-2 是晶体三极管的混频器电路,本振电压 uL(频率为 16.455MHz) 从晶体三极管的发射极 e 输入,信号电压 uS(频率为 10MHz)从晶体三极 管的基极 b 输入,混频后的中频(6.455MHz)信号由晶体三极管的集电极 C 输出。令输出端的带通滤波器调谐在 6.455MHz,回路带宽为 450KHz, 以获得较高的变频增益。 为了实现混频功能, 混频器件必须工作在非线性状态, 而作用在混频器 上的除了输入信号电压 uS 和本振电压 uL 外, 不可避免地还存在干扰和噪声。 它们之间任意两者都有可能产生组合频率, 这些组合信号频率如果等于或接 近中频,将与输入信号一起通过中频放大器、解调器,对输出级产生干涉, 影响输入信号的接收。 干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的, 因此不可避免地会

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产生干扰,其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。

四、实验仪器与设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频信号发生器; 扫频仪; 双踪示波器; 频率计。

五、实验内容与步骤
在实验箱上找到本实验的单元电路,并接通实验箱电源,按下+12V, -12V 总电源开关 K1、K3, “LC 与晶体振荡器实验单元”电源开关 K100,以 及本实验单元的电源开关 K900,相对应的发光二极管点亮。
C903 0.01u R901 8.2K L905 470uH R903 2.4K C910 0.01u C909 10u L904 470uH C908 0.01u C907 10u R904 5.6K

-12V
K900

TP901 J901

L901 100uH C901 33P

L902 100uH

本振输入
TP902 J902

C904 BG901 3DG6C C902 1000P 0.01u

R902 10K TP903 C905 L903 47P C906 10P J903

D901 LED

载波输入

中频输出

图 9-3

晶体三极管实验电原理图

(一) 、中频 LC 滤波器的调整 扫频输出衰减 10db,Y 衰减 10,调节 Y 增幅至适当的幅度,扫频输出 和检波探头同时接至输出端 (TP903)调整电感线圈 L903 的磁芯, 6.455MHz , 使 出现峰值,并记录之。 (二) 、中频频率的观测

- 47 -

将实验七 (本振荡发生实验) 的振荡输出信号作为本实验的本振信号输 入混频器的一个输入端,混频器的另一个输入端(载波输入)接高频信号发 生器的输出(10MHz,0.4VP-P 的载波) 。在输出端(TP903)观测输出的中频 信号,并记录之。 (三) 、镜象干涉频率的观测 在双踪同时观测载波-中频后,缓慢将高频信号发生器的输出频率从 10MHz 调至 22.91MHz,再次观测载波-中频,记录之,并验证下列关系: f 镜象—f 载波=2 f 中频 (四) 、混频的综合观测 令高频信号发生器输出一个经由 1K 音频调制的载波频率为 10MHz 的 调幅波,作为本实验的载波输入,在 TP901、TP902、TP903 和 TP904 处,用双 踪示波器对照观测混频的过程,并记录之。

六、实验注意事项
1、测量时应用双踪同时观察本振-载波,载波-中频,以便比较。 2、本实验用到实验七的(本机振荡发生实验)输出信号。因此,在进 行本实验前必须调整好实验一的输出,使之满足本实验的要求。

七、预习思考题
1、除三极管外,还有哪些器件可组成混频器?试举例说明。 2、分析寄生干涉的原因,并讨论预防措施。

八、实验报告
1、根据观测的结果,绘制所需要的波形图,并作分析。

- 48 -

2、 在幅频座标中绘出本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系, 并作分析。 3、归纳并总结信号混频的过程。

- 49 -

实验十
一、实验目的

二次变频与鉴频实验

1) 、掌握集成电路 MC3361 的基本电路功能和方法。 2) 、掌握集成电路 MC3361 用于二次变频和频率解调的方法。

二、实验预习要求
实验前,查阅低功耗宽带调频中频电路 MC3361 介绍的有关资料。

三、实验原理
1、集成电路 MC3361 内部功能框额头和引脚功能介绍: MC3361P 内部功能框图如图 10-1 所示。
16 15 14 13 12 11 滤波 10 AF 解 调 器 限幅 振 荡 器 1 2 3 1.8K 4 5 6 7 8 9

静 噪 触 发 电 路 混 频 器

图 10-1

MC336lp 内部功能框图

第 1、2 端:接晶体振荡器 第 3 端:混频器输出端 第 4 端:正电源 VCC 第 5 端:限幅输入端 第 6 端:去耦。 第 7 端:去耦 第 8 端:积分输入

第 10 端:滤波输入 第 11 端:滤波输出 第 12 端:噪声抑制输入端 第 13 端:扫描控制 第 14 端:静噪开关 第 15 端:地 第 16 端:射频输入
- 50 -

第 9 端:解调输出 2、实际电路分析 该实验电路原理图 10-2 所示,它主要完成二次变频和鉴频。MC3361 广泛用于通信机中完成接收功能, 用于解调窄带调频信号。 它的内部包含振 荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等到功能。该电路工作 电压为+5V。输入信号频率为 10.7MHz,内部振荡信号为 10.245MHz。本实 验电路中的根据前端电路信号频率,将输入信号频率定为 6.455MHz,内部 振荡频率为 6MHz,二次混频信号仍为 455KHz。集成块 16 脚为高频 6.455MHz 信号输入。 通过内部混频电路与 6.0MHz 本振信号差拍出 455KHz 中频信号由 3 脚输出, K1001 切换该信号经过 FL1 陶瓷滤波器 由 (455KHz) 。 输出 455KHz 中频信号并经 5 脚送到集成电路内部限幅、 鉴频、 滤波。 MC3361 的鉴频采用如图 10-3 所示的乘积型相位鉴频器,其中的相移网络部分由 MC3361 的 8 脚引在组件外部(由 LC 移相器)完成。
+5V
K1000 C1006 R1001 C1005 L1001 20K 0.1u C1007 0.1u R1002 3.3K R1003 100K C1010 0.1u R1007 18K C1014 100u R1010 1K

R1004 1K R1005 6.8K C1009 1000P

D1001 2AP12

W1002 10K

D1002 LED

C1008 Z1001 L455 TP1001 J1001 1000P

R1006 470K

C1011 0.1u

R1008 4.7K

中频输入

C1001 0.01u

5 6 8 16 14 12 10 1 2

7 9

R1009 3.3k C1012 0.1u

C1013 0.022u

TP1003 J1002

W1001 10K

U1001 MC3361
11 3

音频输出
W1003 20K

C1002 4.7u X1001 6.000MHZ TP1002

K1001 C1004 C1003 220P 68P TP1004 J1003
1 2 3

二中频出

图 10-2

二次变频和鉴频实验电原理图

- 51 -

相乘器 Us 相移网络 (W) Us Io 低通滤波器 RC Uo

图 10-3

乘积型相位鉴频器

C1008、C1009、R1002、R1005、R1006 与集成电路内的运算放大器组成有源 滤波器。二极管 D1001、C1011、W1002、R1008、C1002 完成噪声检波。当 MC3361 没有输入载波信号时, 鉴频器的噪声经过有源滤波器后分离出频率为 10KHz 的噪声电平。经噪声检波器变成直流电平,控制静噪触发器,使输出电压为 0 伏。当接收机收到一定强度的载波信号时,鉴频器的解调输出只有话音信 号。此时,从静噪控制触发器给出的直流电压就由原来的 0V 增加到 1.8V 左右,低频放大器导通工作。W1002 可控制噪声触发电平。 (11、12 脚之间组成噪声检波,10、11 脚间为有源滤波,14、12 脚之 间为静噪控制电路。 )鉴频后的低频信号由 9 脚送到片外低通滤波后由 J1002 输出。

四、实验设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频讯号发生器; 双踪示波器; 频率计。

五、实验内容及步骤
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 然后接通实验箱电源, 并按 下+5V 总电源开关 K2 和本单元电源开关 K1000,相对应的黄色二极管点亮。

- 52 -

(一) 、观察 MC3361 二次混频 1、将 6.55MHz,0.1VP-P 的 CW 载波加至 J1001 处,适当微调 W1001 短接 K1001 2-3,在 TP1002 (J1003 )处用示波器可观察到 455K 第二中频正弦波, 记下波形和频率并输入波形进行比较。 2、将输入的 CW 载波改成 AM 调幅波。 (音频 1K,调制度 30%) ,比 较 J1003 和 J1001 处的第二中频调幅波和第一中频调幅波。 (二) 、调频波的解调 1、 将输入的 CW 载波改成 FM 调频波 (音频 1K, 频偏适当) 短接 K1001 , 1-2.在 TP1003 (J1002 )处用示波器可观察到鉴频后的 1K 正弦波。记下波形和 频率,并与高讯仪上的调制波 1K 波形进行比较,注意此时可调节 W1001 和 移相器 L1001 使输出幅度最大, 失真最小, 调节 W1002 控制静噪电平。 另外, W1003 可改变输出信号幅度大小。 2、加大、减小频偏观察波形变化并进行分析。 3、改变输入信号频率,观察输出波形变化并进行分析。

六、实验注意事项
1、要注意控制输入领带幅度、调制度和精确调整输入频率,以减小输 出波形的失真。 2、调节控制静噪电平电位器 W1002 不能过头,否则会把整个信号电平 都抑制掉。 3、调节中频线圈,手势要轻缓,以免损坏。 4、实验时,必须对照实验线路原理图进行,要与实验板上的实际元器

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件一一对应。 5、试验时联结上 J803 和 J1001 ,以减小输入信号噪声。

七、预习思考题
1、进一步分析静噪原理。 2、如何正确使用集成电路 MC3361。

八、实验报告
1、根据实验内容与步骤的要求,整理实验数据,通过波形,分析二次 变频的作用。 2、通过调试,分析 MC3361 使用中应注意的问题及实际调试中如何解 决的方法。

- 54 -

实验十一
一、实验目的

晶体二极管检波实验

1) 、进一步了解调幅波的原理,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。

二、实验预习要求
实验前,预习“电子线路非线性部分”第 4 章:振幅调制、解调与混频 电路, “高频电子线路”第六章:调幅与检波; “高频电子技术”第 8 章:调 幅、检波与混频——频谱线性搬移电路有关章节。

三、实验原理说明
调幅波的解调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。 本实验板上主要完成二 极管包络检波。 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,易于实现的优点。本实验电路如图11-1 所示,主要由二 极管 D1101 及 RC 低通滤波器组成,利用二极管的单向导电特性和检波负载 RC 的充放电过程实现检波。 所以 RC 时间常数的选择很重要, 时间常数 RC 过大,则会产生对角切割失真。RC 常数太小,高频分量会滤不干净。综合 考虑要求满足下式:
1 1? m2 ?? RC ?? f0 ?m

其中:m 为调幅系数,f0 为载波频率, ? 为调制信号角频率。

- 55 -

K 1103 K 1101 中 频 放 大 BG 1101
GND

C 1107 10u K1104

低频放大 U 1101

D 1101 2AP12
R1103

R1105

K 1102

1K

C 1105 C 1106 103 0.022

R 1106 R 1107 R 1108 R 1109

3K3

100K

22K

390

图 11-1 晶体二极管检波实验电路图

四、实验仪器设备
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频讯号发生器; 双踪示波器; 频率计。

五、实验内容及步骤
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路, 然后接通实验箱电源, 并按 下+12V 总电源开关 K1,+5V 总电源开关 K2,本单元电源开关 K1100,相对 应的红色发光二极管和黄色二极管点亮。
+12V
T1104 C1102 TP1102 C1112 C1104
1 2 3

K1100 K1101 R1116 D1103 K1103 C1107
1 2 3

TP1103

0.01u

R1101 TP1101

R1117

5.6K

LED

12K

10K 100p 1000p
D1101 BG1101 R1105 K1102
1 2 3

10u
C1108

C1100

C1101

1 2 3

5100p

2AP 12

K1104

0.1u

8 2 3
+

100u

R1110

R1115

D1102

100K

1K

LED

+5V

3DG6C

390

1 4
W1101

-

二中频入
J1101 R1102 R1103 C1103 R1104 C1105 C1106 C1109

1M

TP1104 J1102

33K

3K

0.01u

2K

0.01u

0.022u R1106 R1107 3.3K 100K

R1108

R1109

0.1u

R1113

C1110

C1111 R1112

1M
R1114

100u

音频输出

390

22K R1111 100K

10u

68K

6.2K

图 11-2

晶体二极管检波实验电原理图

(一) 、解调全载波调幅信号 从高频讯号发生器输出 455K 调幅波(调制度≤30%,0.1VP-P)至 J1101,
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短接 K11011-2,调节 T1104 至 TP1102 调幅波幅度最大。 (然后再略为减小一些 以防自激) 短接 K11012-3,K11021-2,K11032-3,K11041-2,在 TP1103 和 TP1104 观察正 常输出波形。 (二) 、观察对角切割失真 保持以上输出,短接 K1102 2-3,检波直流负载电阻由 3.3K 变为 100K, 在 TP1103 和 TP1104 观察输出波形(必要时可加大高讯仪输出) ,并与上述波 形进行比较。 (三) 、观察底部切割失真 保持正常输出波形, 短接 K1102 1-2、 1104 2-3, K 检波交流负载电阻由 390 ? 变为 22K,在 TP1103 和 TP1104 观察输出波形(必要时可加大高讯仪输出) , 并与上述波形进行比较。

六、实验注意事项
1、实验时必须对照实验原理线路图进行,要与实验板上的实际元器件 一一对应。 2、调节中频线圈,手势要轻缓,以免损坏。 3、其余同前。

七、预习思考题
1、检波失真有哪几种,与电路的那些参数有关,如何形成? 2、抑制载波调幅波能否用本单元电路检出信号?你能否利用本实验箱 验证你的结论。

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八、实验报告
1、在正常检波负载的情况下,作输入中频信号幅度与检波输出幅度的 对应关系表。 2、画出观察到的对角线失真和负峰失真波形,并进行分析说明。

- 58 -

实验十二
一、实验目的

接收部分的联试实验

1、掌握模拟通信系统中调幅、调频、超外差式接收组成原理,建立系 统概念。 2、掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。

二、实验仪器
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 双踪示波器; 高频信号发生器; 数字式频率计。

三、实验电路原理
图 12-1 是 10MHz 调频、调幅二次变频无线接收机联机试验示意图。这 是一个标准的超外差接收机,信号流程如下图所示(图 12-2) 。
接收与小信号调谐放大单元 接收天线 J601 (窄带) 10MHz J 603 (宽带) J 602 集成乘法混频单元 16.455MHzJ 801 本振输入 接收天线 10MHz J 604 10MHz J 802 载波输入 注入10MHz调频调幅波 注入455KHz调幅波 本机振荡发生单元 晶体三极管混频实验 J 901 J 701 16.455MHz LC本振与晶体 本振由K 701 切换 本振输入 J 902 载波输入 J 903 一中频输出 J1101 二中频入 J1102 音频输出 晶体二极管检波单元 J803 中频输出 6.455MHz J1001 一中频输出 注入6.455MHz 调频、调幅波 二次变频与鉴频单元 J1002 音频输入 J1003 二中频输出 455KHz

图 12-1 10MHz 调频调幅二次变频无线接收联机试验示意图

- 59 -

接收天线
6 . 4 5 5 MHz 1 0 M Hz 4 5 5 KH z

高 放

1 0 M Hz

混 频

二次混频
6 M Hz

鉴频或 检 波

1K音频信号 (示波器观察)

1 6 . 4 5 5 MHz

本 振

二本振

图 12-2

二次变频超外差式无线接收机方框图

接收天线接收来自无线电发射台的 10MHz 调频或调幅制波,经过一次 变频后,形成 6.455MHz 调频、调幅波(一中频) ,再经过二次变频后,形 成 455KHz 的调频、调幅波(二中频) ,对二中频信号进行鉴频或检波,就 能得到与无线电台完全一致的音频调制信号。 本单元实验要完成的是对整个接收系统的联调,以对接收系统有一个完 整的认识。

四、实验内容与步骤
(一) 、实验内容 需要说明的是本实验系统与市场上销售的超外差接收(商品机)比较, 相同的部分是同样具有较高的信号电平增益和较好的选择性。 差异的部分主 要是缺少 AFC 电路(自动频率校正)和 AGC 电路(自动增益控制) ,因此 控制输入信号的频率、 输入电平、 调制度以及本振信号的输入电平是至关重 要的,要求在实验过程中调整、测试和纪录有关的数据。 (二) 、实验步骤(参见图 12-1) 实验联调步骤采用由后及前的逐级调试方法。 1、晶体二极管检波单元的调整

- 60 -

短接 K1101 2-3,K1102 1-2,K1103 2-3,K1104 1-2,使检波单元处于正常工 作状态。在 TP1101(J1101)注入 455K 调幅波,调整 T1102 和 W1101 使幅度最 大,在 TP1104 处用示波器观察 1K 正弦波。 1102 至最大后要退出一些,以 (T 防自激) 。 2、二次变频与鉴频单元的调整 联结 J1003 和 J1101,J803 和 J1001,在 J1001 处注入 6.455MHz 调频或调幅波 在 J1002 或 J1104 观察 1K 正弦波。 鉴频与检波由 K1001 切换, 鉴频时需调整 L1001, 使幅度最大。 3、集成乘法器混频单元的调整 联结 J701 和 J801,本振处于晶振状态或 LC 振荡状态,在 TP802(或 J802)处 注入 10MHz 调频或调幅波,调整 L803 使调幅波输出最大,观察 1K 正弦波 的测试点位置与前相同。 4、晶体三极管混频单元的调整 用晶体三极管混频单元代替集成乘法器混频单元, 调整 L903 使调幅波输 出最大。 5、接收与小信号调谐放大单元的调整 联结 J602 和 J802,在 J601 处用接收天线无线接收 10MHz 调频或调幅波, 调整 L601 和 C602 使调幅波输出最大, 观察 1K 正弦波的测试点位置与前相同。 用宽带放大器代替窄带放大器。进行试验,并调整相应元件。

五、实验注意事项
1、注意各实验步骤对信号频率、幅度、调制度的要求。

- 61 -

2、当输出波形有失真时,可减小调制度和微调信号源信号频率,频率 调整不大于 10-4f。 3、用频率计测试信号频率时,输出信号应处于 CW(载波)位置,调 准后再转成调幅波和调频波。

六、实验报告
记录数据,并作出分析和写出实验心得体会。

- 62 -

实验十三
一、实验目的

发送部分的联试实验

1、掌握模拟通信系统中调幅、调频发射机组成原理,建立系统概念。 2、掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。

二、实验仪器
TKGPZ-1 型高频电子线路综合实验箱; 高频信号发生器; 数字式频率计; 双踪示波器。

三、实验电路原理
本实验系统组成原理框图如图 13-1 所示。 图 13-1 是 10MHz 调频、调幅无线电发射电台联机试验示意图。信号流 程如下图所示(图 13-2) 。
变容二极管调频器与相位鉴频器单元 J401 音频输入 J 602 调频波输出 10MHz 调频波 10MHz载波 1KHz音频 LC与晶体振荡器单元 1KHz音频 10MHz调幅波 函数信号发生器 高频功率放大与发射单元 J 501 调频波输入 J101 载波输出 J 201 音频输出 送入10MHz调幅、调频信号 J 502 发射天线 幅度调制与解调单元 J301 音频输入 J 302 载波输入 J 303 调幅波输出

图 13-1 10MHz 调频、调幅无线电发射电台联机试验示意图

- 63 -

10MHz载波 发生及调频
1K音频 1K音频

10MHz调频波

音频发生器

10MHz 发射天线 高 频 功 率 10MHz调幅波 放大器 调 幅

10MHz载波 10MHz 载波发生

图 13-2

10MHz 调频、调幅无线电发射机方框图

如上图所示, 调频是利用变容二极管直接调频的, 调幅是利用集成乘法 器间接调幅的。注意不能开启两个 10MHz 载波发生电路,否则会产生同频 干涉。 本单元实验要完成的是对整个发送系统的联调, 以对整个发送系统的有 一个完整的认识。

四、实验内容与步骤
(一) 、实验内容 本实验系统提供的是一个简单的原理性电路, 同样需要说明的是控制各 级信号的频率, 输出电平和调制度是至关重要的, 本实验系统的最终效果是 与接收系统的联试来体现的。 (二) 、实验步骤 实验联调步骤采用由后及前的逐级调试方法。 1) 、高频功率放大与发射单元的调整 高频功率放大与发射单元的调整与第五单元的实验步骤一基本相同, 在 观察联调效果方面所不同的是用整个接收系统来验证发射效果 (用发射天线 无线发送,用接收天线无线接收,调频、调幅功率发送都需要验证。 )
- 64 -

2) 、变容二极管调频器单元的调整 变容二极管调频器单元的调整与与第四单元的实验步骤一基本相同, 即 首先不送音频调制波。调整 L402 使载波频率为 10MHz(精度为 10-4f)然后送 入音频信号, 适当控制音频输入幅度。 即控制调频调制度。 联结 J402 和 J501, 即用变容二极管调频器代替前一实验的调频高讯仪。 从而完成调频信号发送 与接收的大系统联试。 3) 、幅度调制单元的调整 幅度调制单元的调整与第三单元的实验步骤一基本相同,联结 J303 和 J501,即用幅度调制器代替前一实验的调幅高讯仪,从而完成调幅信号发送 与接收的大系统联试。

五、实验注意事项
1、注意各实验步骤对信号频率、幅度、调制度的要求。 2、当输出波形有失真时,可减小调制度和微调载波信号频率(频率调 整不大于 10-4f) ,或减小功率放大器的各级增益。 3、应注意两个同频发射机之间应相距一定的距离,以防止同频干涉。

六、实验报告
记录数据并作出分析和写出实验心得体会。

- 65 -

12V

K1 D1 05W15

L1 100uH E1 100u C1 0.1u D4 LED R1 5.6K

+12V

开 关 电 源

5V

K2 D2 05W6

L2 100uH E2 100u R2 1K D5 LED

+5V

C2 0.1u

-12V

K3 D3 05W15 L4 15uH

L3 100uH E3 100u R3 5.6K D6 LED GND

-12V

C3 0.1u

GND

直流电源输入电原理图

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