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1、目 录前 言1实验一：LC与晶体振荡器实验2实验二：变容二极管调频器6实验三：幅度调制与解调8实验四：锁相环频率合成器实验118第 页前 言高频电子线路是通信和无线电技术的重要专业基础课，它涉及到许多专业理论知识和实践知识。伴随着无线电通讯的进程，高频电子技术的发展，已有百余年的历史，传统的高频技术主要由信号发生(正弦信号发生，非正弦信号发生，波形变换、载波发生)、信号调制(调幅、调频)、信号发送和接收(选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频)等组成，近二、三十年来，由于视频传输技术和数字电路技术的发展，高频技术衍生出许多新型电路和器件，如：单边带发送与接收、残留单边带发送与接收、声表面波滤波器
2、与陶瓷滤波器的应用，数字调频技术、锁相环与锁相式频率合成技术、移相键控技术等等。为了配合现代“高频电子技术”教学的需要，设计了十四项实验。其中九项属模拟电路范畴，即LC与晶体振荡器，调幅与解调，非线性波形变换，函数信号发生，小信号选频放大，集成乘法器混频，通频带展宽、锁相调频与鉴频和变容二极管调频与相位鉴频：属数字电路范畴的有三项，即数字信号发生，数字锁相环与数字锁相式频率合成器，数字调频与解调；其它二项实验分别是采用专用集成电路的电视图象中放检波和采用专用集成电路的电视伴音中放鉴频。在电路的设计和选择上，具有以下特点：一、尽量采用原理性突出的典型电路，便于结合理论知识、进行学习和分析。二、载
3、波工作频率采用几兆赫到几十兆赫，易于制作工艺和调试。三、采用分列元件，集成电路及专用集成电路相结合的原则，既便于学生深入掌握电路的基本工作原理，又能及时了解现代无线电通讯技术的新技术。四、电路中采用了变容二极管调频和声表面波滤波器以及陶瓷滤波器等固态器件，便于学生了解新型器件的性能和调测方法。五、各个实验单元电路既自成完整系统，又便于互联成一个较大的系统进行联试、联调，以增加学习的综合性、系统性和趣味性。六、为了使学生较全面地掌握一些基本电路。我们在实验电路编排上尽量介绍一些具有相同功能的不同电路。例如采用65MHz调频解调的相位鉴频器和斜率鉴频器：采用集成电路的幅度同步检波器和二极管检波器等
4、。七、采用单板整体构成形式：三路直流电源采用内置式的开关电源：电路的联结或改接采用按键切换。实验需要外置的仪器有： 1)、0-50MHz扫频仪(如BT5-A型) 2)、40MHz(或20MHz)双踪示波器(如protek6504型) 3)、10MHz调频、调幅高频信号发生器(如ASl051S型) 4)、10MHz频率计函数信号发生器(如EEl642B型)在编写“高频电子线路实验指导书”过程中。我们尽量采用重点突出、简明扼要的表达方法，突出基本原理和实验过程。由于水平有限，难免有许多不足和错误之处，请使用本指导书的师生指正。实验一：LC与晶体振荡器实验一、实验目的1、 了解电容三点式振荡器和晶体
5、振荡器的基本电路及其工作原理。2、 比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。3、 测量振荡器的反馈系数、波段覆盖系数、频率稳定度等参数。4、 比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。二、实验仪器设备高频电子线路实验箱60M双踪示波器频率计三、实验原理三点式振荡器包括电感三点式振荡器(哈脱莱振荡器)和电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)，其交流等效电路如图1-1：图1-1三点式振荡器1、起振条件（1）、相位平衡条件：Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：（2）、幅度起振条件：式中：qm晶体管的跨导，Pu反馈系数，Au放大器的增益qie晶体管的输
6、入电导qoe晶体管的输出电导qL晶体管的等效负载电导Fu一般在0.10.5之间取值2、电容三点式振荡器(1)、电容反馈三点式电路考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。(a)、考毕兹振荡器(b)、交流等效电路图1-2考毕兹振荡器（2）、串联改进型电容反馈三点式电路克拉泼振荡器电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入个可调的小电容C3，并加大Cl和C2的容量，振荡频率主要由C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci和Co对频率稳定度的影响，且使频率可调。(a)、克拉泼振荡器 (b)、交流等效
7、电路图1-3、克拉泼振荡器（3）、并联改进型电容反馈三点式电路西勒振荡器(a)、西勒振荡器(b)、交流等效电路图1-4、西勒振荡器电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。本实验箱所提供的LC振荡器就是西勒振荡器。3、晶体振荡器本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振b-c型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路如图1-5所示。图1-5皮尔斯振荡器四、实验内容指导开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单
8、元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来切换电路的结构形式。 作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析； 电阻R101R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101既为集电极提供直流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻R105上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关K101、K102、K103的1和2接点（以后简称“短接Kxxx -”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接 K101、K102、K103 2-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合
9、作用，R111为阻尼电阻，用于降低晶体等效电感的Q值，以改善振荡波形。在调整 LC振荡电路静态工作点时，应短接电感L102（即短接K104 2-3）。三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。本实验中LC振荡器的输出频率约为1.5MHz，晶体振荡器的输出频率为6MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。经过以上的分析后，可进入实验操作。接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。（一）、调整和测量西勒振荡器的静态工作点：1、组成LC西勒振荡器：短接K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K104
10、1-2，并在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了LC西勒振荡器电路。用示波器在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形。2、调整静态工作点：短接K104 2-3（即短接电感L102），使振荡器停振，然后调整精密可调电阻R101使三极管BG101的发射极对地直流电压Ueq=0.5V（此处用DC档测量）。3、测量发射极电压：短接K104 1-2，使西勒振荡器恢复工作，测量BG102的发射极电压Ue并记录。 1.85V4、调整振荡器的输出：调节精密可调电阻R110值，使LC振荡器的输出（TP102）幅度VLo为1.2VP-P；调节电容C110，使LC振荡器的输出（TP102）频率f0为1.
11、5MHz。（二）、观察反馈系数Kfu对振荡电压的影响：根据振荡器原理可知，反馈系数Kfu=C106/C107。按下表改变电容C107的值，在TP102处测量振荡器的输出幅度VL（保持Ueq=0.5V），记录相应的数据，并绘制VL=f（C）曲线。C107(pf)220330560100020003300VL(p-p)0.520.781.161.20.800.44（三）、测量振荡电压VL与振荡频率f之间的关系曲线，计算振荡器波段覆盖f max/ f min： 在C107处插入任意一个电容，改变C110值，在测试点TP102观察VL随f的变化规律，并找出振荡器的最高频率fmax和最低频率fmin ，
12、并计算覆盖系数，数据均填入下表并绘制相应的曲线。fmin按顺序任意取值fmaxf (KHz)142614731500151015301616VL(p-p)1.201.221.221.201.261.26C107= 1000pf f max = 1616 和fmin= 1426 ，f max/ f min= 五、实验报告要求1、给出实验目的、实验原理、实验步骤和实验数据；2、画出振荡波形；3、根据实验数据在坐标纸上绘制Vf曲线；实验二：变容二极管调频器一、实验目的1、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。2、掌握调频器的调制特性及其测量方法。二、实验仪器设备高频电子线路实验箱60M双踪示
13、波器频率计三、实验原理变容二极管直接调频电路：变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图2-1所示。图1变容二极管的Cju曲线变容二极管的结电容Q与电容二极管加的反向偏置电压之间的关系可以用下式来表示：式中，U为PN结的势垒电位差(硅管约07V，锗管约为0203V)：Co为未加外电压时的耗尽层电容值；u为变容二极管两端所加的反向偏置电压；为变容二极管结电容变化指数，它与PN结渗杂情况有关，通常=1213。采用特殊工艺制成的变容二极管值可达15。直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率
14、随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号去控制振荡电容，就能达到控制振荡频率的目的。若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图2-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。图2 直接调频示意图四、实验内容指导1、电路的调整（1）将切换开关K401的1、2接点短接（左边），调节精密可调电位器W401使变容二极管D401的负极（左边引脚）对地电压直流电压为+2V（用示波器DC档测量）； （2）用示波器观察振荡
15、器输出（TP402）的波形；（3）用示波器测量R407上端对地的电压（此处为脉动直流，注意用示波器DC档测量其直流分量），调节精密可调电位器R404使R407上端对地的直流分量电压为1.7V；然后将示波器连接到振荡器输出TP402，调节L402使振荡器输出频率（TP402）为6.5MHz；5.89MHz（4）调节精密可调电位器W402使振荡器输出（TP402）波形峰-峰值V p-p大于1V。2、变容二极管静态调制特性的测量（1）在输入端J401无信号输入时，调节精密可调电位器W401使变容二极管D401的负极对地电压在0.55V范围内变化，用频率计测量在电容C404（100p）并接与不并接两种状态下输出的频率（TP402）值并填入下表：（K 401接1-2为不并接，K 401接2-
