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1、1,通信电路实验讲课 （一） 无6年级,2,内容提要,一、通信电路实验简介 二、本学期实验任务与安排 三、实验要求与注意问题,3,一、通信电路实验简介 三个层次实验:基础电路实验和专题实验（本学期）以及 系统设计（下学期限选） 第一层次 基础电路实验，基本涵盖了课程内容，分验证性实验和模块设计研究性实验两类。 内容包括： LC振荡器 幅度调制器 同步检波与峰值包络检波 变容二极管调频电路变容管特性测试,4,鉴频器 (相位鉴频器) VCO及PLL 锁相频率合成器 *小信号谐振放大器 *晶体振荡器 *混频器的设计与研究 *正交鉴频器 *者为设计实验 要求：建立高频实验意识，掌握基本电路，学会常用高
2、频仪器的使用,6,第三层次高频电路系统课程设计（下学期限选）,课程设计内容：设计与通信系统有关的电路与系统。 可与挑战杯结合。 进行系统设计的综合训练，体验科研的经历。包括： （1）理论学习（指导怎样设计）：设计的要点、选题；系统性能指标的确定与分配；电磁兼容与抗干扰措施;高频电路的PCB设计、安装、调测等； （2）查资料、定题目、方案认证； （3）计算机辅助分析与设计训练：原理图设计；部分电路性能模拟； PCB设计；文档整理等 （4）安装、调测电路性能、验收。 （5）整理实验资料，写总结报告。 (6) 交流答辩。,7,二、本学期实验任务,掌握几种仪器：高频 Q表；扫频仪（BT3）；高频信号发
3、生器；频谱分析仪 完成验证性实验2个（幅度调制，锁相频率合成器2个单位时间。） 完成综合性（专题）实验 2个单位时间（连续选） 完成（12个）功能电路设计、制作，并进行联机 （共5个单位时间） * 验证性实验、专题实验为两人一组，模块设计3人一组（注意同组成员选同一时间同一实验），前两个实验实验报告每组交一份，实验后一周内交实验室。设计实验每人写一份。,8,本学期实验课内容,1、讲课： 共3次，第1、2、4周 第1周星期四下午1：30开始，地点：三教2302 内容：实验简介、安排、仪器原理及使用介绍（1）。 第2周 1：30开始，地点：三教2302 内容：仪器原理及使用介绍（2）。 第4周（时
4、间、地点另通知。 ） 内容：专题实验介绍,9,2、基础（验证性）实验,（1）幅度调制实验 调幅实验用相乘器MC1496实现 主要是设置、观察各种调幅波形，如实现一定调制度的全载波调幅和抑制载波双边带调幅 等。 要求认真观察波形特点、记录波形及关键数据。 学会MC1496芯片的使用，例如调平衡电路等为后面鉴频器设计打基础。,10,（2）锁相频率合成器实验,主芯片：吞脉冲可变分频器的锁相频率合成器MC145152芯片,并行码输入编程。 双模前置分频器 ：12016 。 VCO：变容管调频电路 滤波器：无源RC滤波器,11,吞脉冲锁相频率合成器组成框图,参考分频器,鉴相,VCO,低通,晶振,双模前置
5、分频器,主计数器,辅助计数器,模式控制,频道选择,频道选择,12,MC145152锁相频率合成器组成框图,13,MC145152芯片内部电路,14,锁相频率合成器实验电路,15,实验板,16,电荷泵和环路滤波器电路,R低电平，V一直高电平，T3导通，T2截止 ，T1导通，电源通过T1向电容C1充电，使电压Vd升高；,17,电荷泵工作原理,电荷泵实际是一个电压开关，在鉴相器输出的反映 、 频差或相位关系的信号 、 控制下，对电容冲、放电，经环路滤波器后形成直流误差控制电压，控制压控振荡器的振荡频率朝着频差减小方向变化。 如果 ，或 ，但V的相位滞后R，则鉴相器输出R为低电平，而输出V一直为高电平
6、，T3导通，T2截止 。T1导通，电源通过T1向电容C1充电，使电压Vd升高；电容C1上的电压Vd和R上的低电平脉冲宽度成正比，也就是和R和V的频率差或相位差成正比。,18,电荷泵工作原理（续）,反之， 或R相位落后V，则R为高电平，T1截止；V为低电平，当V为0时，T3截止，T2导通，电容C1通过T2放电， Vd降低，甚至为0。使压控振荡器频率降低，直至V和R同频同相， V和R同时为高电平，T1、T2均截止，输出电压保持常数进入锁定状态。,19,鉴相器输入输出波形,20,压控振荡器（VCO）,21,锁相频率合成器实验要点,搞清原理和各部件作用 频率计算 波形关系 频率合成器工作范围与开环VC
7、O特性曲线的 关系 环路滤波器特性对频率合成器性能影响,22,3、专题实验：50MHz FM/FSK收发信机,调测收、发信机主要模块性能包括：调制器调制特性、发射频率（3倍频）、输出功率。锁相频率合成器、正交鉴频器、接收机灵敏度等，并通过正确跳线连成通信系统，进行收发联调，实现数字、模拟及语音信号通信。 目的：掌握典型通信机的组成、各模块性能，了解其测试方法，为下阶段设计实验打基础，并建立系统概念。 仪器：BT3扫频仪。,23,4、模块设计与无线通信实验,设计一个由高频小信号放大器、本地振荡器、混频器、中频信号放大器和正交鉴相鉴频器五个功能电路组成的调频接收机，并能接收实验室制作的发射机发射的
8、调频信号。 组织形式及分工：三人一组，分工合作。 高频小信号放大器 + 本地振荡器 1人 混频器中频信号放大器 1人 正交鉴相鉴频器 1人,24,设计实验（续）,设计任务： 各人按指示书要求设计、制作、调测好模块。 3人一起将各模块装在测试架上连成调频接收机，架上有各路电源，解码器、比较器、音频功放、扬声器。接收实验室公共发射机发送的16.455MHz调频信号，要求在示波器上清晰地看到解调出来的原调制信号波形。 时间分配：模块设计、制作、调测（2-3次）整机联调（1-2次）即第9周个人模块全部验收完毕，随后联机。 要求：第6周由组长将各人设计好的电路图（带参数）收齐后带到实验室交老师审查。 *
9、设计时可参阅讲义上给出的参考文献！,25,模块设计要点,注意各模块的工作频率，中放与鉴频器频率由晶振定 小信号放大器：工作点（线性范围、放大倍数）调谐 本振（串联型晶体振荡器）设计：克拉泼或西勒电路，工作点，反馈系数， 高的管子如9018 混频与中放：工作点（混频器非线性区，中放线性区）， 混频器电路结构，与本振隔离 正交鉴频：相乘器两输入端直流平衡问题（加调平衡电位器，参考调幅实验电路）移相网络的Q值 联机：电平配合、消除自激（用双绞线互联，一根接地，一根接信号。集电极串电阻或并电阻）。 高频用面包板设计难度更大，更要注意布局、布线 （尤其接地，特别注意交流就近接地）。,26,无线通信链路实
10、验,发不同频率正弦信号（1KHz-5KHz）：解调无失真 发语音（音乐）信号（MP3）：声音清晰。 发数据编码信号（8位地址码，4位数据码，1个同步头）： 解调输出无误码 编码器/解码器（PT2262/PT2272) 码波形如下（a=4个振荡周期，每一位宽=32a）,两个窄脉冲“0” 两个宽脉冲“1” 一个窄，一个宽表示“F”，地址码的“悬空”,27,实验时间与地点,实验地点：中央主楼 915室 实验时间：(第3周13周） 上午：9：0012：00 下午：1：304：30 晚上：6：009：00 参加实验辅导： 老师：陈雅琴、李国林 勾秋静、皇甫丽英、徐淑正、 TA：魏琦，王鹏军，孙忆南，金庆
11、文,28,三、实验要求与注意问题,要求 做实验前必须预习，写出预习报告(见指示书），实验时带来，由老师检查、登记。 进实验室按实验桌号先签到（每人都签），实验时间变更者下周五之前来实验室找皇甫老师重新登记。 实验完成后由老师验收签字，待整理好仪器、工具后方能离开。 实验报告内容按指示书要求，注意实验数据必须整理，思考题必须回答。一般实验后一周内交实验报告，设计实验（每人1份）15周星期五前交报告 实验评分：基础20，专题35，设计45 每个实验中动手40，报告40（无分析，只写结果最多得一半分），预习20。,29,工作频率较高，需要考虑分布参数的影响 包括引线电感、分布电容，还要考虑导线的高频
12、电阻（趋肤效应）。例如一引线直径为0.46mm,长度为10mm,就有7.43nH电感量。直径为0.644mm的铜导线每米的电阻在10MHz频率上比直流时高7.7倍，200MHz上比直流时高近40倍。 设计电路时注意 元器件引脚不能长 布局合理、走线尽可能短。,实验注意事项,30,传输频带信号，注意接入阻抗对选频网络的影响（带宽、频响、频率）阻抗变换。 例如小信号谐振放大器设计时，晶体管和下级负载对放大器输出端并联回路应采用部分接入方式。 高频仪器有50欧姆，75欧姆两种系统， 测量时需注意仪器输入阻抗对被测电路的影响。 例如振荡频率的测量，小信号谐振放大器的测量，不能将测量仪器探头直接并在回路
13、两端，需通过小电容或电感耦合接入。 匹配问题：滤波器前后需阻抗匹配，否则频率响应不好。功率放大器需用匹配网络调匹配，不匹配会有反射，不仅输出功率小，而且易烧管子。,31,电磁兼容问题,电磁兼容包括干扰与抗干扰两个方面。 措施： 注意振荡源、功率放大器的非线性。 注意电源滤波 级间去耦 接地（就近接地） 屏蔽措施（隔离，屏蔽罩）,32,100u,100u (0.01),电源滤波总电源进来加滤波,各级之间去耦.每个集成块的电源对地加0.1uF电容,且必须紧靠电源脚,电源滤波,* 图中电感（高频扼流圈）可用R代替，R值根据电 流大 小决定,直流电源,0.050.2mH,0.010.1u,47u,0.010.1u,33,级间去耦,R值视电流大小而定,34,接地高频就近接地,低频,35,工作点设置,线性放大：工作点设置在线性区的中点。如小信号放大器；振荡器起振时。如图D点。 晶体管混频器：线性时变工作状态，工作在非线性区，跨导曲线的中点，如图B点。,36,返回,37,晶体三极管混频器,常用三极管混频器的几种基本形式（高频等效电路）。 共同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换。,(a)基极注入 基极输入 （共射）,(b)基极输入射极注入 （共射）,(c)射极输入 射极注入 （共基）,(d)基极注入射极输入（共基）,返回,38,公共发射机,返回,39,拼接成接收机,返回1,返回2,
