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1、 通信电子线路实验讲义 姜忠莲 夏书峰 大连理工大学 二四年十月 前 言 通信电子线路实验系统是配合通信电子线路课程的理论教学研制的一套实验系统。 通信电子线路实验系统由通信发射机和接收机两大部分组成。每部分都由单独的单元模块组合。既可根据课程内容、进度完成单元模块实验，又可进行调幅、调频两种收、发系统的实验。实验内容既有分立器件又有集成器件，便于学生循序渐进的学习。 发射机系统由低频调制信号振荡器电路、变容二极管调频电路、振幅调制电路、高频功率放大器四个模块组成。可独立进行各功能模块实验，也可将各模块级联完成发射机整机调试和测量实验。 接收机系统由小信号调谐放大器、混频器、锁相频率合成器、本
2、机振荡器、中放、二次混频与鉴频、包络检波、低频放大器八个模块组成。可独立进行各部分功能模块实验，也可将各部分级联完成接收机功能实验。 该实验装置还可进行通话实验，使学生了解实际的通信系统。通过实验可使学生进一步消化理解理论课程内容， 培养学生调测的实际动手能力， 建立系统概念。 采用 GP-4 型实验设备做实验时，必备的仪器是 20MHZ 以上双踪示波器，万用表、频率计、毫伏表、高频信号发生器等，GP-4A 型实验设备中带有高频信号发生器和频率计。 本讲义是针对 GP-4 型通信电子线路教学实验系统所写， 设备和讲义仍有一些不完善甚至不妥之处，期望同学们及有关老师提出宝贵意见。 编者 二四年十
3、月 目 录 实验一 高频小信号调谐放大器 .1 实验二 高频功率放大器 .5 实验三 正弦波振荡器 .9 实验四 振幅调制器 .13 实验五 调幅波信号的解调 .17 实验六 混频器 .19 实验七 变容二极管调频器 .23 实验八 调频波解调实验 .27 实验九 本振频率合成 .30 实验十 调幅系统实验及模拟通话实验 .32 实验十一调频系统实验及模拟通话实验 .36 附图一 接线柱和跳线开关分布图 .40 附图二 调频、调幅发射机电路原理图 .41 附图三 调频调幅接收机电路原理图 .42 1实验一 高频小信号调谐放大器 一、实验目的 1掌握调谐放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试
4、及计算。 2掌握信号源内阻及负载对调谐回路 Q 值的影响。 3掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。 二、实验内容 1调测小信号调谐放大器的静态工作参数。 2用示波器观察放大器输出与偏置、回路并联电阻的关系。 3观察放大器输出波形与调谐回路的关系。 4调测放大器的幅频特性。 5观察放大器的动态范围。 三、基本原理： 小信号调谐放大器是通信机接收端的前端电路， 主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。 其实验单元电路如图 1-1 所示。 该电路由晶体管 VT7、 选频回路 CP2两部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率 fs10MHz。R67、R68
5、和射极电阻决定晶体管的静态工作点。开关 S7R67 62kR68 33kR65 10kR61 2kR56 470R71100R69 500R73 1kR66 2kC61 10nC70 10nC72 10nC60 100pVR1510kC591nCT4 520pVT7 90141 2 3 4S8L7 470uH1 2 3 4S71234J27 C.D.LCP2 10M Hz+12VGNDJ31XXH.OUTJ30 XXH.IN去混频器图 1-1 高频小信号放大器 2改变回路并联电阻，即改变回路 Q 值，从而改变放大器的增益和通频带。开关 S8改变射极电阻，从而改变放大器的增益。 四、实验步骤 单
6、调谐回路谐振放大器单元电路实验：熟悉实验板电路和各元件的作用，正确接通实验箱电源。 1静态测量 将开关 S8 的 2，3，4 分别置于“ON” ，测量对应的静态工作点，将短路插座J27 断开，用直流电流表接在 J27（C.D.L）两端，记录对应 Ic 值，计算并填入表1-1。将开关 S8 的“1”置于“ON” ，调节电位器 VR15，观察电流变化。 表 1-1 实测 实测 据 Vce 判断 V 是否作在放大区 置于 ON 开关号 Re Vb Ve Ic Vce 是 否 4 500 3 1K 2 2K * Vb，Ve 是三极管的基极和发射极对地电压。 2动态测试 （1）将 10MHz 高频小信号
7、（幅度50mV）输入到“高频小信号放大”模块中 J30（XXH.IN） 。 （2）将示波接入到该模块中 J31（XXH.OUT） 。 （3）J27 处短路块 C.D.L 连到下横线处，开关 S8 中必须有一个拨向 ON，示波器上可观察到已放大的高频信号。 （4）改变 S8 开关，可观察增益变化，若 S8 的“1”拨向“ON”则可调整电位器 VR15，增益连续变化。 （5） 将 S8 其中一个置于 “ON” ， 改变输出回路中周或半可变电容使增益最大，即保证回路谐振。 （6）将开关 S7 逐个拨向“ON” （其余开关拨向“OFF” ） ，可观察增益变化，该开关通过改变并联在谐振回路上的电阻，改变
8、回路 Q 值。使 S7 开关处于断开，3S8 中“3”拨向“ON” ，改变输入信号，并将对应值填入表 1-2 中。Vi 的值可根据各自实测情况确定。 表 1-2 Vi(V) 0.02 0.050.10.20.030.040.3 Re = 500 Re = 1k Re = 2k Vo(V) S8=1 电位器， S82 2K， S83 1K， S84 500 当 Re 分别为500、2K 时，重复上述过程，将结果填入表 1-2。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（此时也可在 J27 两端测 Ic 值） 。 3用扫频仪调回路谐振曲线。 将扫频仪射频输出端送入电路输入端，
9、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的位置） ，调回路电容 CT4 使回路谐振。 4测量放大器的频率特性 当回路并联电阻 R10K 时（S7 的“2”拨向 ON） ，并且 S8“4”拨向“ON” ，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 10.000MHz，调节 CT4 使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率 fo10.000MHz 为中心频率，然后保持输入电压 Vi 不变，改变输入频率 f，使其由中心频率 10.000MHz 向两边逐渐偏离，测的偏离范围可根据各自实测的情
10、况来确定。 计算 fo10.000MHz 时小信号放大器的电压放大倍数、回路通频带和 Q 值。 5）改变谐振回路并联的电阻，拨动 S7 使并联电阻 R 分别为 2K，470时，重复上述测试，并将测量结果填入表 1-3，比较并联不同电阻时小信号放大器通频带的大小。 4表 1-3 F(MHz) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 R=10K R=2K R=470 Vo 开路 S7=1 开路， S7=2 R=10K， S7=3 R=2K，S7=4 470 五、实验报告要求 1写明实验目的。 2画出实验电路的交流等效电路。 3计算直流工作点，与实验实测结果比较。 4写明实验所用仪器、设备及名
11、称、型号。 5整理实验数据，分析说明回路并联电阻对 Q 值的影响。 6假定 CT 和回路电容 C 总和为 30PF，根据工作频率计算回路电感 L 值。 7画出 R 为不同值时的幅频特性。 5实验二 高频功率放大器 一、实验目的： 1了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性。 2了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压Vcc 变化时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特点、功率、效率。 二、实验内容： 1观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点。 2测试丙类功放的调谐特性。 3测试丙类功放
12、的负载特性。 4观察电源电压变化对丙类放大器工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。 三、实验基本原理： 丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效R2 10kR12 20kR10 680R21 150R27 51R13 51C15 120pC24 10nC9 10nC29 10nC850pCT2520pVT1 3DG 12470uH1 2 3 4S5 1234J10 C.D.L+12VJ7 JF.INXQ 1 1uH1 2 3J4 JF.INC20 10nC5 10nC410n+12VVR4 1kL3 100uHR19 511 2 3J5 BF.INJ
13、8 JF.OUTJ9 BF.INC6 120pXQ 2 2.4uHVT3 3DG 12J3 VT3-ER20 51VR6 1kJ13 BF.OUTS1+5VC30 10nC25 10n来自前级放大器12图 2-1 高频功率放大电路 6率。本实验单元模块电路如图 2-1 所示。该实验电路由两级功率放大器组成。其中VT1（3DG12） 、XQ1 与 C15 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，R2、R12、R13、VR4 组成静态偏置电阻，调节 VR4 可改变放大器的增益。XQ2 与 CT2、C6 组成的负载回路与 VT3（3DG12）组成丙类功率放大器。甲类功放的输出信号作为丙类功放的输入信
14、号（由短路块 J5 连通） 。VR6 为射极反馈电阻，调节 VR6 可改变丙类功放增益。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变 S5 拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路 Q 值。当短路块 J5 置于开路位置时则丙类功放无输入信号，此时丙类功放功率管 VT3 截止，只有当甲类功放输出信号大于丙类功放管 VT3 be 极间的反偏压值时，VT3 才导通工作。 四、实验步骤： 1了解丙类功放工作状态的特点 1） 对照电路图 2-1，了解实验板上各元件的位置与作用。 2） 将功放电源开关 S1 拨向右端（+12V） ，负载电阻转换开关 S5 全部拨向开路，示波器开路电缆开路电缆接于 J13 与地之间。将振荡器中 S4 开关“4”拨向“ON” ，即工作在晶体振荡状态，将短路块 J15 连通在“ZD”下横线处短路块 J4、JS、J10均连在下横线处，调整 VR5、VR10、VR4、VR6，在示波器上可看到放大后的高频信号。或从 J7 处输入 0.8V，10.0MHz 高频信号，调节甲类功放的 VR4 使 JF.OUT（J8）输出电
