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1、百科融创教学仪器设备有限公司 RC-GP-III+实验指导书目 录实验一 低频信号发生实验2实验二 高频信号发生实验.7实验三 音频放大电路实验.12实验四 LC三点式振荡电路实验19实验五 晶体振荡电路实验.28实验六 单调谐回路谐振放大器实验.34实验七 高频谐振功率放大电路实验.41实验八 平衡调幅电路实验.54实验九 集电极调幅电路实验.66实验十 二极管开关混频器电路实验.73实验十一 集成电路混频实验.84实验十二 调幅同步检波电路实验.87实验十三 幅度调制系统实验（一）.92实验十四 调幅峰值包络检波电路实验.93实验十五 幅度调制系统实验（二）.97实验十六 变容二极管调频电
2、路实验.98实验十七 集成斜率鉴频实验107实验十八 二次变频与鉴频电路实验114实验十九 锁相环鉴频实验120实验二十 锁相环倍频实验126实验二十一 小功率调频发射机电路实验129实验二十二 调频接收机电路实验131附 录 高频电路实验箱使用说明134实验一 低频信号发生实验一、实验目的1、掌握低频信号发生的原理。2、熟悉低频信号发生的电路组成。3、掌握芯片ICL8038的原理与用法。二、实验设备1、 RC-GP-III实验箱一台。 2、20MHZ示波器一台。三、实验原理 在电子电路中，常常需要各种波形的信号，如正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号或控制信号等。具体在本实验箱中，
3、低频函数源可以作为变容二极管调频电路、平衡调幅电路、集电极调幅电路和高频信号源的调制信号源，也可以作为锁相频率合成单元输入信号源。本实验中的方波、正弦波与三角波信号由集成函数发生器8038产生。这是一片低频率的函数信号发生器，可以产生方波、正弦波和三角波。18038的工作原理由手册和有关资料可看出，8038由恒流源I1、I2，电压比较器C1、C2和触发器等组成。其内部原理电路框图和外部引脚排列分别如图1_1和图1_2所示。图1_1 8038内部结构图 图1_2 8038管脚图（顶视图）1. 正弦波线性调节； 2. 正弦波输出；3. 三角波输出； 4. 恒流源调节；5. 恒流源调节； 6. 正电
4、源；7. 调频偏置电压； 8. 调频控制输入端；9. 方波输出（集电极开路输出）； 10. 外接电容；11. 负电源或接地； 12. 正弦波线性调节；13、14. 空脚在图1_1中，电压比较器C1、C2的门限电压分别为2VR/3和VR/3（ 其中VR=VCC+VEE），电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，且I2必须大于I1。当触发器的Q端输出为低电平时，它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电，使电容两端电压vC随时间线性上升，当vC上升到vC=2VR/3 时，比较器C1输出发生跳变，使触发器输出Q端由低电平变为高电平，控制开关S使电流源I2接通。由于I2I1 ，因此
5、电容C放电，vC随时间线性下降。当vC下降到vCVR/3 时，比较器C2输出发生跳变，使触发器输出端Q又由高电平变为低电平，I2再次断开，I1再次向C充电，vC又随时间线性上升。如此周而复始，产生振荡。若I2=2I1 ，vC上升时间与下降时间相等，就产生三角波输出到脚3。而触发器输出的方波，经缓冲器输出到脚9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。当I1I22I1 时，vC的上升时间与下降时间不相等，管脚3输出锯齿波。因此，8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。28038的典型应用由图1_2可见，管脚8为调频电压控制输入端，管脚7输出调频偏置电压，其值（指管脚6与7
6、之间的电压）是(VCC+VEE/5) ，它可作为管脚8的输入电压。此外，该器件的方波输出端为集电极开路形式，一般需在正电源与9脚之间外接一电阻，其值常选用10kW左右，如图1_3所示。当电位器Rp1动端在中间位置，并且图中管脚8与7短接时，管脚9、3和2的输出分别为方波、三角波和正弦波。电路的振荡频率f约为0.3/C(R1+RP1/2) 。调节RP1、RP2可使正弦波的失真达到较理想的程度。 在图1_3中，当RP1动端在中间位置，断开管脚8与7之间的连线，若在+VCC与-VEE之间接一电位器，使其动端与8脚相连，改变正电源+VCC与管脚8之间的控制电压（即调频电压），则振荡频率随之变化，因此该
7、电路是一个频率可调的函数发生器。如果控制电压按一定规律变化，则可构成扫频式函数发生器。 图1_3 8038接成波形产生器 低频函数发生器的使用方法如下：1）正弦波由T21输出，方波和三角波由T22输出。2）SW201用于选择信源信号的频段。其状态为“10”时输出低频段500Hz4kHz ，S其状态为“01”时输出高频段10kHz400kHz；3）SW202用于选择T22输出的是方波还是三角波。其状态为“10”时T22输出三角波，其状态为“01”时T22输出方波。W203、W204可以使输出正弦波信号失真最小（出厂时已调好，用户请勿动）；W201调节信源输出方波、正弦波以及三角波信号的频率；W2
8、02调节方波信号的占空比以及三角波和正弦波的倾斜程度。 W205调节方波与三角波信号的幅度。 W206调节输出正弦波信号的幅度。 低频信号的产生归纳如下表所示。表1-1 低频信号产生表频段选择（SW201）波形选择(SW202)频率调节幅度调节占空比或倾斜程度调节测试点与输出点正弦波10：低频段01：高频段10与01均可W201W206W202（倾斜程度调节）T21方波10：低频段01：高频段01W201W205W202（占空比调节）T22三角波10：低频段01：高频段10W201W205W202（倾斜程度调节）T22四、实验步骤1、打开高频电路实验箱，接上电源线，打开实验箱开关以及低频函数发
9、生器开关K2。2、波形选择正弦波，分别在高、低两个频段上不断调节幅度、频率以及变形程度，记录典型波形。3、波形选择方波，分别在高、低两个频段上不断调节幅度、频率以及占空比，记录典型波形。4、波形选择三角波，分别在高、低两个频段上不断调节幅度、频率以及倾斜程度，记录典型波形。五、实验报告：1、简要说明幅度、频率与占空比的调节对低频信源信号的影响。2、提出另外一种正弦波、方波、锯齿波、三角波信号波形的产生方法并画出电路原理图（提示：可由运放芯片等分立元件组成的模拟电路产生）。实验二 高频信号发生实验一、实验目的1、掌握高频正弦信号发生的原理。2、熟悉石英晶体振荡器的构成与原理。3、掌握石英晶体振荡
10、电路的原理与分析方法。二、实验设备1、RC-GP-III实验箱一台。 2、20MHZ示波器一台。三、实验原理1.振荡器的功能无须外加输入信号的控制，将直流电能转换为具有特定的频率和一定的振幅的交流信号的能量,这一类电路称为振荡器。 2.正弦振荡器类型(1)正反馈振荡器 凡是将放大器的输出信号经过正反馈网络回授到输入端作为输入信号来控制能量转换，从而产生等幅持续的振荡电路称正反馈振荡器。 类型：LC正弦振荡器、晶体振荡器、RC振荡器。 (2)负阻振荡器凡是将负阻器件接到谐振回路用来抵消回路的损耗，从而产生等幅持续的振荡电路称负阻振荡器。在本实验中，应用晶体震荡器，所以这里重点介绍石英晶体振荡器。
11、3.石英晶体振荡器石英晶体振荡器振荡器的振荡频率受石英晶体控制的振荡器。石英晶体谐振器, 简称石英晶体, 具有非常稳定的固有频率。 对于振荡频率的稳定性要求高的电路, 应选用石英晶体作选频网络。将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片, 再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层, 并作为两个极引出管脚, 加以封装, 就构成石英晶体谐振器。其结构示意图和符号如下图所示。图2-1 石英晶体谐振器的结构示意图及符号压电效应和压电振荡在石英晶体两个管脚加交变电场时, 它将会产有利于一定频率的机械变形, 而这种机械振动又会产生交变电场, 上述物理现象称为压电效应。 一般情况下, 无论是机械振
12、动的振幅, 还是交变电场的振幅都非常小。 但是, 当交变电场的频率为某一特定值时, 振幅骤然增大, 产生共振, 称之为压电振荡。 这一特定频率就是石英晶体的固有频率, 也称谐振频率。石英晶体的等效电路和振荡频率石英晶体的等效电路如下图（a）所示。 当石英晶体不振动时, 可等效为一个平板电容C0, 称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积, 一般约为几到几十皮法。 当晶片产生振动时, 机械振动的惯性等效为电感L, 其值为几毫亨。 晶片的弹性等效为电容C, 其值仅为0.01到0.1pF, 因此, CC0。 晶片的磨擦损耗等效为电阻R, 其值约为100, 理想情况下R=0。图2-1 石英晶体
13、的等效电路及频率特性当等效电路中的L、C、R支路产生串联谐振时, 该支路呈纯阻性, 等效电阻为R, 谐振频率谐振频率下整个网络的电抗等于R并联C0的容抗, 因R0C0, 故可近似认为石英晶体也呈纯阻性, 等效电阻为R。当ffs时, L、C、R支路呈感性, 将与C0产生并联谐振, 石英晶体又呈纯阻性, 谐振频率由于CfP时, 电抗主要决定于C0, 石英晶体又呈容性。 因此, 石英晶体电抗的频率特性如上图所示, 只有在fsffP的情况下, 石英晶体才呈现感性；并且C0和C的容量相差愈悬殊, fs和fP愈接近, 石英晶体呈感性的频带愈狭。根据品质因数的表达式由于C和R的数值都很小, L数值很大, 所以Q值高达104106。频率稳定度f/f0可达10-610-8, 采用稳频措施后可达10-1010-11。而LC振荡器的Q值只能达到几百, 频率稳定度只能达到10-5。
