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1、高频电子线路实验指导书南京理工大学紫金学院二O一一年十二月目录1. JH5007A+新型高频电子电路实验系统介绍 32. 实验一小信号调谐放大器实验73. 实验二LC、晶体正弦波振荡电路实验 124. 实验三集成乘法器幅度调制实验175. 实验四二极管包络检波实验251. JH5007A+新型高频电子电路实验系统介绍一、电路组成及模块配置1、JH5007/A+新型高频电子电路综合实验系统由3个仪表模块、11块实验功能模块、 高频与低频连接电缆、电源模块及机箱等组成。原理性实验模块可根据用户需求任意选用与 扩充（参见下部示意图）。槽插块模能功验实用备2、标配实验功能模块：模块 A1 集成乘法器调
2、幅实验模块 A3 调幅信号同步解调实验模块 A4 二极管包络检波电路实验模块A5 LC、晶体正弦波振荡电路实验模块A6变容二极管调频实验模块 A7 电容耦合相位鉴频实验模块 A8 晶体三极管混频电路实验模块A9小信号调谐放大器实验模块 A10 高频功率放大器实验模块 A17 集成锁相环测试及调频实验模块A18集成锁相环鉴频实验3、本新型高频电子电路综合实验系统可为教学提供的主要实验内容如下：实验一 小信号调谐放大器实验（A9+A5）实验二LC、晶体正弦波振荡电路实验 （A5+频率计）实验三 集成乘法器幅度调制实验（低频源+高频源+A1）实验四 二极管包络检波实验（低频源+高频源+A1+A4）J
3、H5007/A+新型高频电子电路综合实验系统内均配置了低频信号源模块、高频信号源模块 和精密数字频率计模块，统称为“仪表模块”。其中低频信号源模块可产生方波、正弦波和三角波等函数波形，信号频率及各波形的输 出幅度均可独立调节，主要用于在各类调制/解调实验中产生发端原始调制信号。频率范围 按不同应用分为两档，第一档为10Hz1.5KHz；第二档为lOKHz700KHz。高频信号源模块可分多档粗调选择频率范围，每一档内又可进行连续细调。主要用于产 生1.5MHz20MHz频率范围内的高频正弦波信号，作为各类调制/解调实验中的载波，或与 其它功能模块配合扩展实验内容（例如高频信号的混频实验）。粗调共
4、有 6 档，频率范围分 别为：第一档为152MHz,第二档为 23MHz,第三档为 34.5MHz,第四档为 4.58MHz,第五档为 814MHz,第六档为 1420MHz,由于总的振荡频率覆盖范围较大，而且每一档内的连续频率细调又是合用同一个可变电 容，所以设置“补偿”控制开关，以兼顾各档的实际振荡频率值。说明：当进行小信号调谐放大器实验、高频功率放大器实验时，要求电路规定的谐振 频率符合输入信号频率；当进行晶体三极管混频电路实验时，要求某一输入信号频率高度 稳定以便于观察混频效果，因此建议采用LC、晶体正弦波振荡电路实验模块的10.244MHz 输出信号作为高频信号源，以避免由于使用者设
5、置信号源频率时偏差过大，造成谐振电路 调整过度而损坏元件。精密数字频率计模块可测量从极低频率（16Hz）直到15MHz以上的信号频率。上述仪表模块固定安放于机箱上部第一横排，便于观察使用。和其它实验功能模块一样， 是借助模块四角的焊盘及紧固螺钉引入所需各种电源的，但须注意：仪表模块的螺钉位置与 其它实验功能模块不同，以示区别，因而仪表模块只能按指定顺序安装于机箱上部第一横 排。从左到右分别为低频信号源模块、高频信号源模块和精密数字频率计模块。 而其它实 验功能模块则可安排于下部的任意位置。4、为防止各个高频模块在非使用情况下无谓的耗电，减少系统个各模块之间的高频串扰 和噪声，各高频模块的主要供
6、电接入端都设有电源按钮开关。三、信号源、频率计参数及使用说明1. 低频信号源：JS01设在左边，低频源输出频率201500Hz幅度：方波0.55Vpp，正弦波0.510Vpp,三角波0.55VppJS01设在右边，低频源输出频率10700KHz幅度：方波010Vpp,正弦波01Vpp，三角波05VppJS02 设在左边时扬声器为关状态，设在右边时为开状态。2. 高频信号源：分为六档，频率范围为1.5MHz20MHz第一档为 1.5 2MHz, 02.5Vpp第二档为 23MHz,01Vpp第三档为 34.5MHz, 02Vpp第四档为 4.58MHz, 02Vpp第五档为 814MHz, 01
7、Vpp第六档为 1420MHz 01Vpp由于总的振荡频率覆盖范围较大，而且每一档内的连续频率细调又是合用 同一个可变电容，所以设置“补偿”控制开关，以兼顾各档的实际振荡频 率值.3. 数字频率计 可测量从极低频率（16Hz）直到15MHz以上的信号频率。2. 实验一 小信号调谐放大器实验一、实验目的1进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。 2掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试。二、实验使用仪器1小信号调谐放大器实验板260MH 双踪示波器3. 万用表三、实验基本原理与电路1、小信号调谐放大器的基本原理小信号
8、调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路， 其作用是有选择地对某一频率 范围的高频小信号信号进行放大。所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数 量级附近，放大这种信号的放大器工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集 电极负载为调谐回路（如 LC 调谐回路）。这种放大器对谐振频率 f 及附近频率的信号具有 0 最强的放大作用，而对其它远离 f 的频率信号，放大作用很差，如图1-1 所示。0图 1-1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线小信号调谐放大器技术参数如下：增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力1. 通频带和选择性：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的
9、0.707 倍时，所对应的 频率范围为高频放大器的通频带，用 B0.7 表示。衡量放大器的频率选择性，通常引入参数 矩形系数K0.1，它定义为BK0.10.1 B0.7式中， B0.1 为相对放大倍数下降到0.1 处的带宽，如图1-1 所示。显然，矩形系数越小，选 择性越好，其抑制邻近无用信号的能力就越强。稳定性：电路稳定是放大器正常工作的首要条件。不稳定的高频放大器，当电路参数随 温度等因素发生变化时，会出现明显的增益变化、中心频率偏移和频率特性曲线畸变，甚至 发生自激振荡。由于高频工作时，晶体管内反馈和寄生反馈较强，因此高频放大器很容易自 激。因此，必须采取多种措施来保证电路的稳定，如合理
10、地设计电路、限制每级的增益和采 取必要的工艺措施等。噪声系数：为了提高接收机的灵敏度，必须设法降低放大器的噪声系数。高频放大器由 多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时， 要求采用低噪声器件，合理地设置工作电流等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数 最小。2. 实验电路小信号调谐放大器实验电路如图1-2 所示。图 1-2 小信号调谐放大器实验电路四、实验内容1静态工作点与谐振回路的调整。2放大器的放大倍数及通频带的测试。 3测试品质因数对放大器的通频带的影响。五、实验步骤1静态工作点的调整（1）在实验箱主板上插上小信号调谐放大器实验电路模块。接通实
11、验箱上电源开关电 源指标灯点亮。J1接R1。 在不加输入信号（即ui=O）时，用万用表直流电压档测量电阻R6的电压，调整可 调电阻RW2,测得电压Ueq的值（Ieq二UEq/R6），记下此时的电流JEq，计算IEQ值，为 放大器的工作点。2谐振回路的调整实验箱上高频信号源9MHz信号由INI端接入小信号调谐放大器实验电路，幅度在50 mV左右。在OUT端用示波器观测到放大后的输入信号，向右缓慢调节信号源上的频率 旋钮，使输出信号幅度最大（即调好后，频率旋钮不论继续往右或往左调节，波形幅 度都减小），记录此时的谐振频率f0和Uomax，并计算出0.707Uomax值。3放大器的放大倍数及通频带的
12、测试 放大倍数测试断开J2,连接J1，用示波器分别测出TP1端电压Ui和OUT端电压Uo，放大倍数为：UA lVUi（2）通频带的测试向左缓慢调节信号源上的频率旋钮，使输出信号幅度降至0.707Uomax，记录此 时的频率即为fl,向右缓慢调节信号源上的频率旋钮，使输出信号幅度降0.707Uomax, 记录此时的频率即为f2，通频带BW二f2-f1。3测试品质因数对放大器的通频带的影响接上 J2， RW1 调整到一个合适值，得到谐振时放大倍数和通频带，重复上述过程。六、实验注意事项1使用示波器探头时，要先接地再接信号。2. 在做不使用实验箱的实验时，要先把直流电源调至12V后再接入电路板，并用
13、万用表 测试是否是12V，然后接入电路，否则若高于12V就会烧坏。3. 把U盘插入示波器的USB接口保存波形，直接按PRINT键即可保存。七、实验报告要求1. 按照实验报告规定格式要求写实验报告。2整理按实验步骤所得的数据，放大器的幅频特性曲线。3由实验数据分析品质因数对谐振时放大倍数和通频带的影响4. 总结由本实验所获得的体会。3. 实验二LC正弦波振荡电路实验一、实验目的 1进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。2 掌握电容三点式 LC 振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；熟悉静态工作点、耦合 电容、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响。3. 熟悉LC振荡器频率稳定度，加
14、深对LC振荡器频率稳定度的理解。二、实验使用仪器1. LC、晶体正弦波振荡电路实验板2. 60MH 双踪示波器3. 万用表三、实验基本原理与电路1. LC 振荡电路的基本原理LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。LC振荡器是指振荡回路是由L C元件组成的。从交流等效电路可知：由LC振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个 电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感， 则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容 反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度
15、，电路 形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频 率可高达几百MHZGHZ。普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC元件的值有关，而且还与晶体管的输入电容C以及输出电容C有关。当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳io定性就要受到影响。为减小C、C的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电io容三点式振荡电路串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路，分别如图2-1和2-2 所示。图 2-1 克拉泼振荡电路图 2-2 西勒振荡电路Lb串联改进型电容三点式振荡电路克拉泼电路振荡频率为：1IVLCE其中C工由下式决定111 1=+ +C CC + C C + CE1o2i选 C C，1C C时Cp - C 振荡频率w可近似写成2Z01LC这就
