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1、高频电子技术实验指导书西南科技大学信息工程学院目录实验一 小信号调谐放大电路2实验二 LC与晶体振荡器电路5实验三 非线性波形变换电路11实验四 集成乘法器混频电路16实验五 幅度调制与解调电路21实验六 频率调制与解调电路25- 1 -实验一 小信号调谐放大电路一、实验目的1熟悉THKGP高频电子线路综合实验箱、示波器、扫频仪、频率计、高频信号发生器、低频信号发生器、万用表的使用；2了解谐振回路的幅频特性分析通频带与选择性。3了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。二、预习要求实验前，预习第一章：基础知识；第二章：高频小信号放大电路； 三、实验原理与参考电路高频小信号放大器电
2、路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大信道中的高频小信号。为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。窄带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中心频率为465KHz，相对带宽f/f0约为百分之几。因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。它主要由放大器与选频回路两部分构成。用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可
3、以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表面波滤波器等。本实验用三极管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器。在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。 图1-1、单调谐放大电路四、实验内容 首先在实验箱上找到本次实验所用到的单元电路，然后接通实验箱电源，并按下+12V总电源开关K1，以及本实验单元电源开关K1100。1单调谐放大器增益和带宽的测试。将扫频仪的输出探头接到电路的输入端
4、（J1101），扫频仪的检波探头接到电路的输出端（TP1102），然后在放大器的射极和调谐回路中分别接入不同阻值的电阻，并通过调节调谐回路的磁芯（T1101），使波形的顶峰出现在频率为6.5MHz处，分别测量单调谐放大器的增值与带宽，并记录之。2单调谐放大器对应于不同频率信号的增益的测试分别输入频率为6.5MHz、5.5MHz、4.5MHz的幅度相同的信号，通过示波器观察对应的信号幅度，求出相应增益，并记录之。五、实验报告要求根据实验结果，绘制单调谐放大电路在不同参数下的频响曲线，并求出相应的增益和带宽，并作分析。六、思考题 1试分析单调谐放大回路的发射极电阻Re和谐振回路的阻尼电阻RL对放大
5、器的增益、带宽和中心频率各有何影响？2为什么发射极电阻Re对增益、带宽和中心频率的影响不及阻尼RL大？七、注意事项1本实验箱提供了本课程所有的实验项目，每次实验通常只做其中某一个单元电路的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。2用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以免影响后续实验的正常进行。3在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机动性箱的零部件。4实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。5在调节谐振回路的磁芯时，要用小型无磁性的起子，缓慢进行调节，用力不可过大，以免损坏磁芯。八、实验元器件、仪器、仪表 THKGP高频电子线路综合实验箱； 扫
6、频仪； 高频信号发生器；双踪示波器。小信号调谐实验原理图实验二 LC与晶体振荡器电路一、实验目的 1、了解电容三点式振荡器和晶体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、波段复盖系数、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、预习要求 实验前，预习教材第四章：正弦波振荡器； 三、实验原理与参考电路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2-1。图2-1三点式振荡器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
7、为异性质的电抗。（2）幅度起振条件： 式中：gm晶体管的跨导； n接入系数； g L 晶体管的等效负载电导； g e 晶体管的等效输入、输出电导； n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2-2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2-2、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2-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1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
8、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）、交流等效电路图2-3、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电路如图2-4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。（a）、西勒振荡器 （b）、交流等效电路图2-4、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
9、电路如图2-5所示。图2-5皮尔斯振荡器四、实验内容开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用。 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起耦合作用，R11
10、1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。1调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流电压（Ue、Ueq）和直流电流（Ie、Ieq）：（1）组成LC西勒振荡器：短接K10
11、11-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了与图1-4完全相同的LC西勒振荡器电路。用示波器(探头衰减10)在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。（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，并测量三极管BG101的发射极电压Ueq；然后调整电阻R101的值，使Ueq=0.5V，并计算出电流Ieq（=0.5V/1K=0.5mA）。（3）量发射极电压和电流：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和Ie。（4）调整振荡器的输出：改变
12、电容C110和电阻R110值，使LC振荡器的输出频率f0为1.5MHz，输出幅度VLo为1.5VP-P。2观察反馈系数F对振荡电压的影响： 由原理可知反馈系数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)5001000150020002500VL(p-p)3测量振荡电压VL与振荡频率f之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数f max/ f min： 选择测试点TP102，改变C110值，测量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 。f
13、 (KHz)VL(p-p)f max = 和fmin= ，f max/ f min= 4观察振荡器直流工作点Ieq对振荡电压VL的影响：保持C107=1000p， fo=1.5MHz不变，然后按以上调整静态工作点的方法改变Ieq，并测量相应的VL，且把数据记入下表。Ieq(mA)0.250.300.350.400.450.500.55VL(p-p)5比较两类振荡器的频率稳定度：（1）LC振荡器保持C107=1000p，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不变，分别测量f1在TP101处和f2在TP102处的频率，观察有何变化？（2）晶体振荡器 短接K101、K102、K1032-3，并去除电容
14、C107，再观测TP102处的振荡波形，记录幅度VL和频率f0之值。波形： 幅度VL = 频率f0= 。然后将测试点移至TP101处，测得频率f1 = 。根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度f/ f0 ：五、实验报告要求1整理实验数据，绘画出相应的曲线。2总结对两类振荡器的认识。3实验的体会与意见等。六、思考题 1静态和动态直流工作点有何区别？如何测定？2本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响？3试分析C103、L102对晶振电路的影响？ 4射极跟随电路有何特性？本电路为何采用此电路？七、注意事项1 测量三极管发射级电压时，注意不要将万用表的表头将其短路；2 电容用完之后，要装回袋子。 八、实验元器件、仪器、仪表 THKGP系列高频电子实验箱；双踪示波器：2040MHz；频率计：10MHz；万用表；电容510p：1颗；1000p：2颗；2200p一颗；实验三 非线性波形变换电路一、实验目的 1了解二极管限
