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1、TPEGP系列高频电路实验学习机实 验 指 导 书清华大学科教仪器厂2006年2月前 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系列高频电路实验学习机。其中，TPE-GP2型高频电路实验学习机由实验机箱与单元电路板构成，可完成下述属于模拟电路范畴的实验，即：单、双调谐振回路谐振放大（小信号选频放大电路）；丙类高频功率放大电路；LC电容反馈三点式振荡器
2、；石英晶体振荡器；低电平振幅调制与解调电路，高电平集电极调幅与发射电路；变容二极管调频与相位鉴频电路；集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器；集成电路（锁相环）构成的频率解调器；利用二极管函数电路实现的波形转换电路；晶体管混频电路实验；调幅、调频接收实验等。TPE-GP3型高频电路实验学习机除涵盖上述实验外，还增加了数字电路范畴的实验，即：数字信号发生实验，锁相调频与鉴频实验，数字调频与解调实验，锁相式数字频率合成器实验。电路的设计多采用原理性强的典型电路，以便结合理论知识进行学习与分析。各实验单元电路板既可完成独立的单元实验，又可通过适当连接完成系统性实验。为使理论教学和实践教学紧密结合，注
3、重学生的能力培养，同时为了更好地使用TPE-GP系列高频学习机，我们编写了这本实验指导书。实验项目的编排和指导书的编写主要以近年来出版的以面向21世纪课程教材“电子线路非线性部分”，“通信电子电路”，“高频电路”等高校教材，同时也参考了中等专业学校电子信息类教材“高频电子线路”等资料，因此该实验指导书有较强的通用性。指导书的编写力求简明扼要，突出实验要求与过程，必要时结合工作原理对电路特点加以说明。对于通过实验应能解决的问题或应能解释的现象，均在实验报告要求中提出。随着产品的不断改进，某些实验单元电路板已经被新品所取代，如G2和G6实验板已分别被G2F和G7所取代，为了满足已有该产品的用户的要
4、求，同时也为给学生提供多种实验电路形式作参考，我们仍将G2与G6实验板的实验指导书以附录的形式收录在本实验指导书中。本书包括了上述教材中的主要实验内容。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容。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 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）预习实验中所用各仪器的使用方
5、法及注意事项。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实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，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
6、）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实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。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 小信号调谐放大器(实验板G1)1 1.单调谐回路谐振放大器 2.双调谐回路谐振放大器实验二 丙类高频谐振功率放大(实验板G2F) 5实验三 LC电容反馈式三点式振荡器(实验板G1)11实验四
7、 石英晶体振荡器(实验板G1) 14实验五 低电平振幅调制器(实验板G3) 16实验六 高电平振幅调制器实验（实验板G2F）19实验七 调幅波信号的解调实验(实验板G3) 22实验八 变容二极管调频振荡器(实验板G4) 25实验九 相位鉴频器实验(实验板G4) 27实验十 集成电路(压控振荡器)构成的频率调制器(实验板G5) 30实验十一 集成电路(锁相环)构成的频率解调器(实验板G5) 33实验十二 利用二极管函数电路实现波形转换(主机面板) 35实验十三 晶体管混频电路(实验板G7) 36实验十四 小功率调频/调幅发射机与接收机实验(实验板G2F、G7)39实验十五 集成乘法器混频实验(T
8、PE-GP3实验箱) 43实验十六 数字信号发生实验(TPE-GP3实验箱) 45实验十七 锁相式调频与鉴频实验(TPE-GP3实验箱) 48 实验十八 数字调频与解调实验(TPE-GP3实验箱) 55实验十九 锁相式数字频率合成器实验(TPE-GP3实验箱) 59附录一附录二实验一 调谐放大器一、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。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
9、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。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.实验板G1四、实验内容及步骤(一)单调谐回路谐振放大器。 1. 实验电路见图1-1(1).按图1-1所示连接电路(注意接线前先测量+12V 图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图电源电压，无误后，关断电源再接线)。 (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1.1表1.1实 测实测计算根据VCE判断V是否工作在放大区原因V
10、BVEICVCE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，Re=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接高频毫伏表，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1.2。Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。表1.2Vi(V)0.020.8V0(V)Re=1kRe=500Re=2K (2).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
11、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=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（输出电压幅度为最大
12、），此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压V0，将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。表1.3f(MHz)10.7V0R=10KR= 2KR=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1.3。 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1-2图1-2 双调谐回路谐振放大器原理图(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1-2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生器输出电压不变，改变频
