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1、高频电子线路实验指导书纪 钢 亓德志石油大学(华东)电子信息工程系二一一年九月前言高频电子线路实验是教学过程中重要的实践性环节，其目的是通过实验和实际操作，获得必要的感性认识，进一步掌握和巩固所学的理论知识；学习常用高频测量仪器的使用和电路参数的测量方法；分析实验结果，编写实验报告；提高实验技能；培养事实求是，严谨的科学作风。为了使学生做好每次实验，并且能达到预期的目的，现将实验工作的一般要求简述如下：一、实验前的准备在每次实验前，必须仔细阅读实验指导书和教材上有关实验方面的理论知识，充分理解实验原理和实验电路、明确本次实验的目的和任务、熟悉实验步骤和内容。还需要了解实验仪器的技术性能、操作方
2、法及注意事项及准备好记录实验数据表格。二、实验工作按照实验步骤和内容，有目的地调整电路参数和测量数据，正确操作测量仪器。读取数据时应仔细准确，实验数据应及时记录在事先准备好的表格中。实验数据不要随意涂改，如发现数据有误，可重新测量，以便发现问题。三、实验报告的编写编写实验报告是将实验结果进行归纳总结分析和提高的阶段。学生在每次实验课后都应独立完成这一项工作，实验报告内容应包括：1.实验名称、班级和姓名、同组者姓名、实验日期2.实验目的和实验电路3.根据实验原始记录整理出的数据、表格、曲线、波形和计算数据等等。曲线和波形要画在坐标纸上，坐标轴要注明物理量的单位。4.对实验结果进行讨论分析。如：是
3、否达到实验目的和要求；有何收获；实验中产生误差的原因；回答问题以及对实验的改进意见等。目录前言实验一 高频小信号谐振放大器（1）实验二 LC正弦波振荡器（5）实验三 乘积调幅器与大信号检波器（8）实验四 调频与鉴频器 （14） 3高频电子线路实验指导书实验一 高频小信号谐振放大器一、实验目的1.通过实验进一步熟悉小信号谐振放大器的组成和工作原理；2.掌握谐振放大器的调试和基本性能测量方法。二、实验原理谐振放大器是采用谐振回路做为负载的放大器。根据谐振回路的特性可以知道谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且还起着
4、滤波或选频的作用。对高频小信号放大器来说，由于输入信号小，它可以工作在晶体管的线性范围内。这就允许把晶体管看成线性元件，因此可作为有源线性四端网络（即小信号微变等效电路）来分析。本实验采用两级晶体管窄带谐振放大器作为实验内容。高频小信号放大器的主要性能指标有：中心频率fo：是指放大器的工作频率。它是设计放大器电路时，为选择器件和计算谐振回路元件参数的依据。增益：是指放大器对有用信号的放大能力。通常表示为在中心频率上的电压增益和功率增益。电压增益 Kvo=Vo/Vi 功率增益 Kpo=Po/Pi0dB-3dBff0BK(f)图1-1 通频带示意图式中：Vo ，Vi分别为放大器中心频率上的输出和输
5、入电压幅度，Po ，Pi分别为放大器中心频率上的输出和输入功率。增益通常用分贝表示。通频带：是指放大器电路增益由最大值下降3dB时对应的频率宽度。它相当于输入不变时，输入电压由最大值下降0.707倍或功率下降到一半时对应的频率宽度，如图1-1所示。选择性：是指放大器对通频带的外部抗干扰信号的衰减能力。通常有两种表示方法：一种是矩形系数；另一种是抑制比。用矩形系数说明通频带以外的邻近波道的干扰频率分量的衰减能力，理想的频带放大器频率响应曲线呈矩形。但实际的曲线形状往往与矩形有较大的差异，如图1-2所示。用矩形系数定义为：图1-2 实际幅度特性理想实际ff0K(f)/ K(fo)00.20.40.
6、60.81.0f1f22Df0.7B2Df0.1B式中：2Df0.7为相对电压增益下降到0.7倍时的频带宽度，即放大器的通频带B；2Df0.1为相对电压增益下降到0.1倍时的频带宽度。显然，理想矩形系数应为1，实际矩形系数均大于1。用抑制比来说明对带外某一特定干扰频率fn信号抑制能力的大小，它的定义中心频率上功率增益Kpfo与特定干扰频率fn上的功率增益之比。 或 还有其它性能指标参数，如工作稳定性，噪声系数等，有关说明请看教科书。图1-3 高频小信号放大器实验电路三、实验电路如图1-3所示实验电路由两级高频小信号谐振放大器组成，第一级与第二级的电路结构完全相同。R1，R2，R3，R5，R6为
7、Q1提供静态工作点，T1，C2为谐振回路。R7，R8，R9，R11，R12为Q2提供静态工作点，T2，C8为谐振回路。输入信号经过C1加到Q1经过放大和谐振回路的选频送到下一级放大器Q2，再经过放大和谐振回路的选频输出。四、实验仪器1.示波器（DC4322D）2.高频信号发生器（DF1070）3.高频电子线路实验箱五、实验内容及步骤（一）第一级谐振放大器幅频特性的调试1.打开电源开关(电源指示灯亮)，K1开关拨到00位置；2.将高频信号发生器频率调到6MHz，输出信号峰-峰值10mV，将它加到实验电路板的第一级放大器的输入端，再将示波器接到第一级输出端。调整电感磁芯使其达到谐振频率，测量输出电
8、压Vo，并计算Avo。3.调整高频信号发生器的频率，测量放大器的通频带2Df0.7和2Df0.5，计算矩形系数Kr0.5，并与理论计算值进行比较。（）f(MHz)2Df0.7 (kHz)2Df0.5(kHz)AvoKr0.564.根据表格数据，调节高频信号发生器频率（Vp-p=10mV保持不变）。测量输出电压幅频特性曲线。f(MHz)5.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.5V0 (mV)（二） 第二级谐振放大器幅频特性的调试1.将高频信号发生器频率调到6MHz，输出信号峰-峰值10mV，将它加到实验电路板的第二级放大器的输入端，再将示波器接到第二级输出端。调整电感磁芯
9、使其达到谐振频率，测量输出电压Vo，并计算Avo。2.调整高频信号发生器的频率，测量放大器的通频带2Df0.7和2Df0.5，计算矩形系数Kr0.5，并与理论计算值进行比较。（）f(MHz)2Df0.7 (kHz)2Df0.5(kHz)AvoKr0.563.根据表格数据，调节高频信号发生器频率（Vp-p=10mV保持不变）。测量输出电压幅频特性曲线。f(MHz)5.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.5V0 (mV)（三）级联后谐振放大器幅频特性测试把实验板上的K1开关拨到11位置，信号发生器频率调到6MHz，输出信号峰-峰值调到10mV，然后加到实验电路板的第一级输入
10、端，由第二级输出端接示波器，反复调整第一级和第二级电感，使输出达到最大再测量。f(MHz)2Df0.7 (kHz)2Df0.5(kHz)AvoKr0.56根据表格数据，调节高频信号发生器频率（Vp-p=10mV保持不变）。测量输出电压幅频特性曲线。f(MHz)5.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.5V0 (mV)六、预习要求复习有关小信号谐振放大器的工作原理和性能分析方面的内容。七、注意事项1. 高频信号发生器输出衰减20dB；2. 2Df0.7的两个点和2Df0.5的两个点都要记录；3. 在两级放大器级联之后，需要分别将两级对同一频率（6M）重调谐振；4. 注意不要
11、将无感螺丝刀调断。八、报告要求画出谐振曲线，并分析和讨论。实验二 LC正弦波振荡器一、实验目的1.通过实验进一步了解LC三点式振荡电路的组成及基本工作原理；2.掌握静态工作点、反馈系数等对起振条件、幅值和波形的影响；3.了解反馈和耦合电容对振荡频率和起振电压的影响；4.了解负载对输出电压的影响。二、实验原理R1R2RcReCb1C01C11C21LVCC1图2-1 电容反馈LC振荡器电容反馈LC振荡器，其共基极接法的典型电路如图2-1所示。根据三点式振荡器起振条件可知与晶体管发射极相连的元件应为同性质电抗；与晶体管集-基极相连的元件应为异性电抗。图2-1所示电路是能够满足起振所需的相位条件的。
12、当电路参数选取合适，满足起振条件时，电路起振。当忽略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率fo： （2-1）式中 C近似等于C1与C2的串联值 （2-2）从对图2-1所示电路的等效电路分析可知，设Yfb为共基极接法晶体管的正向传输导纳；Gib为其输入电导；Ge为振荡回路的等效谐振电导，包括晶体管的输出电导和负载电导；B为振荡器的反馈系数，则电容反馈LC振荡器的起振条件为 （2-3）式中 （2-4）由式（2-3）看出，考虑到晶体管输入电阻对回路的加载作用，反馈系数B并不是越大越容易起振；在晶体管系数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，灵活选择保
13、证起振。B一般在0.10.5之间取值。电路起振后，由于振荡电压幅度越来越大，晶体管放大器逐渐趋向大信号非线性状态，其放大倍数Ku逐渐下降，当Ku下降到KuB=1时，振荡幅度趋于稳定。图2-1所示的振荡器，由于晶体管各极直接和振荡回路元件L、C1、C2并联，而晶体管的极间电容（主要是结电容）又随外界因素（如温度、电压、电流等）的变化而变化，因此振荡器的频率稳定性不够高。为了提高振荡器的频率稳定性，产生了能够减小晶体管与回路之间耦合的改进型电容反馈振荡器。图2-2 LC正弦波振荡器实验电路三、实验电路实验电路如图2-2所示。该电路为改进的电容三点式振荡电路，输出级采用射随器隔离。它是用来减小后一级
14、负载对前一级振荡回路的影响。四、实验仪器1.示波器（DC4322D）2.数字频率计（DF1070）3.数字万用表（DT9202）4.高频电子线路实验箱五、实验内容及步骤1.观察静态工作点对输出的影响不加负载，即K3开关全部拨为00位置，K1开关拨到010位置，K2开关拨到010位置，就分别把C2和C5连通。打开电源开关(电源指示灯亮)，调节电位器W1，改变R4两端电压（用万用表测量电阻两端R4=1kW），用示波器接到输出端vo处，观察输出波形(注意记录有无失真)，并测量幅度。VR4(V)0.10.30.50.70.80.91.0Vop-p2.观察反馈系数对输出振幅的影响调节W1使R4使端电压为0.5V，K2开关拨到100把C6连通，再通过K1开关分别把C1，C2，C3连通(注意开关拨到1为接通，拨到0为断开)，并
