高频系列实验指导书

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1、TPEGP 系列高频电路实验学习机系列高频电路实验学习机实实 验验 指指 导导 书书清华大学科教仪器厂清华大学科教仪器厂2006 年年 2 月月前前 言言实验是学习电子技术的一个重要环节。对巩固和加深课堂教学内容，提高学生实际工作技能，培养科学作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础具有重要作用。为适应电子科学技术的迅猛发展和教学改革不断深入的需要，我们在教学实践的基础上，运用多年从事教学仪器产品研制生产的经验，研制生产了 TPEGP 型高频电路实验学习机，并编写了这本相应的实验指导书。本书包括了高频电路课程主要实验内容。不同层次不同需要的学校可根据本专业教学要求选择。也可自行开发实验内

2、容。本指导书中所有实验均可在 TPEGP 型高频电路实验学习机上完成。自行开发部分的实验须在面包板上完成，并需另备元器件。由于编者水平所限，时间仓促，错误及欠缺之处恳请批评指正。编者2006 年 2 月于清华大学实验要求实验要求1 1实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下： 1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。2）完成各实验“预习要求”中指定的内容。3）熟悉实验任务。4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。 2 2使用仪器和学习机前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。 3 3实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能

3、接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4 4高频电路实验注意：1）将实验板插入主机插座后，即已接通地线，但实验板所需的正 负电源则要另外使用导线进行连接。 2）由于高频电路频率较高，分布参数及相互感应的影响较大。所 以在接线时连接线要尽可能短。接地点必须接触良好。以减少 干扰。 3）做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波，应检查工 作点设置是否正确，或输入信号是否过大。 5 5实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。6 6实验过程中需要改接线时，应关断

4、电源后才能拆、接线。 7 7实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据、波形、现象) 。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。 8 8实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理 9 9实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告目 录实验一实验一 调谐放大器(实验板实验板 1 1) 11.1.单调谐回路谐振放大器2.2.双调谐回路谐振放大器实验二实验二 丙类高频功率放大器（一） (实验板实验板 2 2) 5实验三实验三 LC 电容反馈式三点式振荡器(实验板实验板 1 1) 7实验四实验四 石英晶体振荡器(实验板实验板 1 1) 10实验五

5、实验五 振幅调制器(实验板实验板 3 3) 12实验六实验六 调幅波信号的解调(实验板实验板 3 3) 15实验七实验七 变容二极管调频振荡器(实验板实验板 4 4) 18实验八实验八 相位鉴频器(实验板实验板 4 4) 20实验九实验九 集成电路(压控振荡器)构成的频率调制器(实验板实验板 5 5) 23实验十实验十 集成电路(锁相环)构成的频率解调器(实验板实验板 5 5) 26实验十一实验十一 利用二极管函数电路实现波形转换(主机面板主机面板) 28实验十二实验十二 晶体管混频电路(实验板实验板 6 6) 29实验十三实验十三 集成乘法器混频实验(高频电路实验箱高频电路实验箱) 32实验

6、十四实验十四 数字信号发生实验(高频电路实验箱高频电路实验箱) 34实验十五实验十五 锁相调频与鉴频实验(高频电路实验箱高频电路实验箱) 37实验十六实验十六 数字调频与解调实验(高频电路实验箱高频电路实验箱) 44实验十七实验十七 锁相式数字频率合成器实验(高频电路实验箱高频电路实验箱) 48实验十八实验十八 丙类高频功率放大电路（二）及发射电路 (实验板实验板 G2G2F F) 52实验十九实验十九 晶体管混频电路(实验板实验板 G7G7) 59实验二十实验二十 调幅接收电路及及调频接收电路(实验板实验板 G7G7) 61调谐放大器调谐放大器- 1 -实验一实验一 调谐放大器调谐放大器一、

7、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。2.熟悉谐振回路的幅频特性分析-通频带与选择性。3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器设备1.双踪示波器 2.扫频仪3.高频信号发生器 4.毫伏表 5.万用表 6.6.实验板实验板 G1G1三、预习要求1.复习谐振回路的工作原理。2.了解谐振放大器的电压放大 倍数、动态范围、通频带及 选择性相互之间关系。 3.实验电路中, 若电感量 L=1h，回路总电容 C=220pf (分布电容包括在 内),计算回路中心频率 f。四、实验内容及步骤(一)单调谐回路谐振放大器。 图图 1-

8、11-1 单调谐回路谐振放大器原理图单调谐回路谐振放大器原理图 1. 实验电路见图图 1-11-1 (1).按图图 1-11-1 所示连接电路 (注意接线前先测量+12V 电源电压，无误后，关断电 源再接线)。调谐放大器调谐放大器- 2 -(2).接线后仔细检查，确认无误后接通电源。 2. 静态测量 实验电路中选 Re=1K测量各静态工作点，计算并填表表 1.11.1 表表 1.11.1实 测实测计算根据 VCE 判断 V 是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否* * VB，VE是三极管的基极和发射极对地电压。3.动态研究(1). 测放大器的动态范围 ViV0(在谐振点)选 R=10K，R

9、e=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表， 选择正常放大区的输入电压 Vi，调节频率 f 使其为 10.7MHz，调节 CT使回路 谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节 Vi由 0.02 伏变到 0.8 伏，逐点记 录 V0电压，并填入 表表 1.21.2。Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。表表 1.21.2Vi(V)0.020.8Re=1kRe=500V0(V)Re=2K(2).当 Re分别为 500、2K 时，重复上述过程，将结果填入表表 1.21.2。在同一坐标 纸上画出 IC不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。(3).用扫频仪调回路谐振曲线。仍选 R

10、=10K，Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频 仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况 来选择适当位置)，调回路电容 CT，使 f0=10.7MHz。注意：当扫频仪的检波探头为高阻时，电路的输出端必须接入 RL，而当扫频 仪的检波探头为低阻探头时，则不要接入 RL（下同）。(4).测量放大器的频率特性当回路电阻 R=10K 时, 选择正常放大区的输入电压 Vi，将高频信号发生器输 出端接至电路输入端，调节频率 f 使其为 10.7MHz，调节 CT使回路谐振，使 输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率 f0=10.7MHz 为中心频率，然后保

11、 持输入电压 Vi 不变，改变频率 f 由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同调谐放大器调谐放大器- 3 -频率 f 时对应的输出电压 V0，将测得的数据填入表表 1.31.3。频率偏离范围可根 据(各自)实测情况来确定。表表 1.31.3f(MHz)10.7R=10KR= 2KV0R=470计算 f0=10.7MHz 时的电压放大倍数及回路的通频带和 Q 值。(5).改变谐振回路电阻，即 R 分别为 2K，470 时，重复上述测试，并填入表表 1.31.3。 比较通频带情况。 (二)双调谐回路谐振放大器 1.实验线路见图图 1-21-2图图 1-21-2 双调谐回路谐振放大器原理图双调谐回路谐

12、振放大器原理图(1).用扫频仪调双回路谐振曲线接线方法同上 3(3)。观察双回路谐振曲线，选 C=3pf，反复调整 CT1、CT2 使 两回路谐振在 10.7MHz。(2).测双回路放大器的频率特性按图图 1-21-2 所示连接电路,将高频信号发生器输出端接至电路输入端，选 C=3pf，置高频信号发生器频率为 10.7MHz，反复调整 CT1 、CT2 使两回路谐 振，使输出电压幅度为最大，此时的频率为中心频率，然后保持高频信号发调谐放大器调谐放大器- 4 -生器输出电压不变，改变频率，由中心频率向两边逐点偏离，测得对应的输 出频率 f 和电压值,并填入表表 1.31.3。表表 1.31.3f

13、(MHz)10.7C= 3pfC=10pfV0C=12pf2.改变耦合电容 C 为 10P、12Pf，重复上述测试，并填入表表 1.31.3。五、实验报告要求1.写明实验目的。2.画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。3.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。 4.整理实验数据，并画出幅频特性。(1).单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。(2).双调谐回路耦合电容 C 对幅频特性，通频带的影响。从实验结果找出单调 谐回路和双调谐回路的优缺点。5.本放大器的动态范围是多少（放大倍数下降 1dB 的折弯点 V0定义为放大器动态范 围），讨论

14、IC对动态范围的影响。高频功率放大器高频功率放大器- 5 -实验二实验二 高频功率放大器高频功率放大器( (丙类丙类) )一、实验目的1.了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的计算与设计方法。2.了解电源电压 VC与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。二、预习要求1.复习功率谐振放大器原理及特点。 2.分析图 2-1 所示的实验电路，说明各元器件作用。三、实验仪器设备1.双踪示波器2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.万用表 5.5.实验板实验板 G2G2四、实验内容及步骤1.实验电路见图图 2-12-1按图接好实验板所需电源，将 A、B 两点短接，利用扫频仪调回路谐振频率， 使

15、其谐振在 6.5MHz 的频率上。图图 2-12-1 功率放大器功率放大器( (丙类丙类) )原理图原理图高频功率放大器高频功率放大器- 6 -2.加负载 51,测 I0电流。在输入端接 f=6.5MHz、Vi=120mV 信号，测量各工作电 压，同时用示波器测量输入、输出峰值电压，将测量值填入表表 2.12.1 内。 表表 2.12.1实 测实 测 计 算f=6.5MHzVBVEVCEViV0I0ICPiP0PaRL=50RL=75Vi=120m VRL=120RL=50RL=75VC=12VVi=84mVRL=120 RL=50RL=75Vi=120m VRL=120RL=50RL=75VC=5VVi=84mVRL=120 其中: Vi: 输入电压峰-峰值V0: 输出电压峰-峰值I0: 电源给出总电流Pi：电源给出总功率（Pi=VCI0） (VC:为电源电压)P0：输出功率Pa：为管子损