高频实验报告 - 图文

电子与信息学院单片机实训

学 院 课程名称 设计题目 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 时 间

设 计 报 告 电子与信息学院 高频实验

电子信息工程 12电本2班 刘炽明 2012044243101 陈俊

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学院：电子与信息学院 专业：电子信息工程 班级：12电本2班 姓名：刘炽明 学号：2012044243101

实验一 调谐放大器

一、 实验目的

1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

熟悉电子元器件和高频电路实验箱

熟悉谐振回路的幅频特性分析—通频带与选择性

熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了角频带扩展 熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法

二、 实验主要仪器

LY—GP2高频电路实验箱 双踪示波器 扫频仪

高频信号发生器 毫伏表 万用表 实验板G1

三、 实验原理

小信号谐振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V、选频回路CL二部分组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS=8.5MHz。R1、R2各射极电阻决定晶体管的静态工作点改变回路并联电阻R，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带。改变射极电阻Re，从而改变放大器的增益。

四、 实验内容及步骤

（一） 单调回路谐振放大器 （二）

1. 实验电路见图1—1 （1） 按图1—1连接电路（注意接线前先测量+12V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，计算并下表 实例 VB 1.936V VE 实测计算 Ic Vce 10.6V 1.235V 1.175mA 根据Vce判断V是否工作在放大区 是 √ 否 原因 B>E Vce导通 *VB、VE是三极管的基极和发射极对地电压。

3.动态研究

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（1）测放大器的动态范围Vi~Vo（在谐振点）

选R=10K，Re=1K。高频信号发生器接到电路输入端，电路输出接毫伏表，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V1由0.02变到0.8伏，逐点记录Vo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。 Vi(V) Re=1KΩ Vo(mV) Re=500Ω Re=2KΩ 0.02 0.2 0.25 0.12 0.05 0.45 0.6 0.28 0.2 1.34 1.54 0.43 0.32 1.42 1.72 0.64 0.40 1.51 1．85 0.71 0.46 1.58 1.92 0.88 0.58 1.66 2.14 0.94 0.66 1.71 2.45 1.03 0.8 1.8 2.78 1.12 (2)当Re分别为500Ω、2KΩ时，重复上述过程，将结果填入表1.2.在同一坐标纸上画出Ie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Cr，使fo=10.7MHz。 （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，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率fo=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Vo，将测得的数据填入下表。频率偏离范围可根据实测情况来确定。

f(MHz) Vo 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 11．1 R=10KΩ 1.994 2.265 2.871 3.130 3.151 3.090 3.029 2.890 2.761 R=2KΩ 1.304 1.342 1.602 1.730 1.929 1.734 1.734 1.720 1.090 R=470Ω 0.602 0.604 0.640 0.646 0.730 0.710 0.643 0.640 0.629 计算fo=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。

放大倍数 Av=20lg（Vo/Vi）=20lg(3.151/0.8)=-102.87dB 通频带 Bw=fH-fL=0.3

Q值 Q= fo/Bw=10.7/0.3=35.67

（5）改变谐振回路电阻，即R分别为2KΩ,470Ω时，重复上述测试，并填入上表。比较通频带情况。

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实验三、 LC电容反馈式三点式振荡器

一、实验目的

1.掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。

2.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。

3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。

二、预习要求

1.复习LC振荡器的工作原理。写出振荡器必要条件。

2.分析图3-1电路的工作原理，及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流IC的最大值最小值(设晶体管的β值为50)。

3.实验电路中，L1=3.3μh，若C=120pf，C’=680pf，计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少?

三、实验仪器

1.双踪示波器GOS6051 2.实验板G1

四、实验内容及步骤

实验电路见图3-1。

实验前根据图3-1所示 原理图在实验板上找到相

应器件及插孔并了解其作用。

图3-1 LC电容反馈式三点式振荡器原理图

1.检查静态工作点

(1).在实验板+12V扦孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。

(2).反馈电容C不接，C’接入(C’=680pf)，用示波器观察振荡器停振时的情况。 注意：连接C’的接线要尽量短。

(3).改变电位器RP测得晶体管V的发射极电压VE，VE可连续变化，记下VE的最大值，

计算IE值 IE?VE 设:Re=1KΩ RE数据分析一 计算IE值？

测量VE的值为5.27mV，所以计算出IE值为5.27mV。

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2.振荡频率与振荡幅度的测试

实验条件： Ie=2mA、C=120pf、C’=680pf、RL=110K

(1).改变CT电容，当分别接为C9、C10、C11时，纪录相应的频率值，并填入表3.1。 (2).改变CT电容，当分别接为C9、C10、C11时，用示波器测量相应振荡电压的峰峰

值VP-P，并填入表3.1。

表3.1

CT 51pf 100pf 150pf f(MHz) 7.7976 6.4098 5.9039 VP-P(V) 1.03 1.43 1.65 数据分析二 从表格3.1中可以看出频率F 输出电压VP-P变化规律？ 电容越大，频率越小，输出电压越大。

3.测试当C、C’不同时，起振点、振幅与工作电流IER的关系(R=110KΩ)

(1).取C=C3=100pf、C’=C4=1200pf，调电位器RP使IEQ(静态值)分别为表3.2所标各

值,用示波器测量输出振荡幅度VP-P1(峰-峰值),并填入表3.2。

表3.2

IEQ(mA) 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 VP-P1(V) 0.66 0.70 0.98 1.40 1.71 2.01 2.28 2.48 2.37 1.93 VP-P2(V) 0．66 0.81 1.14 1.43 1.77 2.10 2.42 2.58 2.49 2.02 VP-P1(V) 0.50 0.64 0.82 1.04 1.22 1.43 1.61 1.73 1.85 1.73

(2). 取C=C5=120pf、C’=C6=680pf

（3）.取 C=C7=680pf、 C’=C8=120pf，分别重复测试表3.2的内容。 4.频率稳定度的影响

(2).回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。

实验条件：C/C’=100/1200pf、R=110KΩ、改变晶体管IEQ使其分别为表3.2所标

各值，测出振荡频率，并填入表3.4。

IEQ～f 表3.4 IEQ(mA) F(MHz)

5.最高/低的振幅频率

Fmax=8.4887MHZ Fmin=4.5863MHZ

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1 2 3 4 7.6372 7.6150 7.5956 7.5698

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实验四 石英晶体振荡器

一、 实验目的

1. 了解晶体振荡器的工作原理及特点

2. 掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法

二、 实验主要仪器

1.双踪示波器 2.频率计 3.万用表 4.实验板G1

三、 实验原理

本实验单元模块电路如图4—1所示，其电路为串联型晶体振荡器，R1、R2、R3、R4为直流偏置电阻，RP为基极可调电阻，改变其值可以改变振荡的幅度，L2为高频扼流圈，EX晶体振荡器，CT为可调电容，C3为反馈电容，C4为分压电容 ，C2为输出耦合电容。当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时，晶体的阻抗最小，近似为一短路线，电路满足相位条件和振幅条件，故能正常工作；当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时，晶体的阻抗增大，使反馈减弱，从而使电路不能满足振幅条件，电路不能工作。

四、 实验内容及步骤

1. 测振荡器静态工作点，调图中的Rp，测得IEmin，IEmax。 测得 VEmax=3.11V，IEmax=3.11mA

VEmin=1.90V，IEmin=1.90mA

2. 测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。 VEQ（V） f（MHz） Vpp（V） 2.0 5.996 2.4 2.2 5.996 2.4 2.4 5.996 2.4 2.6 5.996 1.9 2.8 0 0 3.0 0 0 3. 负载不同时对频率的影响，R1分别为110K、10K、1K,测出电路振荡频率填入下表，

并与LC振荡器比较。 R f(MHz) 110K 5.9896 10K 5.9895 1K 5.9896 五、 实验报告结果分析

1. 分析静态工作点（IEQ）对晶体振荡器工作的影响。 对于一个振荡器，在其负载阻抗及反馈系数F已经确定的情况下，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小、波形好坏）有着直接的影响。工作点偏高，振荡器工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将会使振荡波形严重失真，严重时甚至使振荡器停振；工作点偏低，避免了晶体管工作范围进入饱和区，对于小功率振荡器，一般都取在靠近截止区，但不能取得太低，否则不易起振。

2. 比较晶体振荡器与LC振荡器之间带负载能力的差异。

晶体振荡器会差点，因为它振荡的时候电压电流很小，而且等效内阻较小，容易受到负载的影响。

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实验五 振幅调制器

一、实验目的

1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并研究已调波与二输入信号的关系。 2.掌握测量调幅系数的方法。

3.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

二、实验仪器

1.双踪示波器 2.高频信号发生器 3.万用表 4.实验板G3

三、实验原理

实验仪器采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1-V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象工作。D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1-V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚(6)、(12)之间）输出。

用1496集成电路构成的调幅器电路图如图5.2所示，图中RP1用来调节引出脚①、④之间的平衡，RP2来调节⑧、⑩脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。

四、实验内容及步骤

1．直流调制特性的测量

（1）调RP2电位器使载波输入端平衡：在调制信号输入端IN2加峰值为100mv，频率为1KHz的正弦信号，调节RP2电位器输出端信号最小，然后去掉输入信号。

（2）在载波输入端IN1加峰值Vc为10mv，频率为100KHz的正弦信号，用万用表测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，以VAB=0.1V为步长，记录RP1由一

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端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式Vo=KVABVc（t）计算出系数K值。并填入表。

VAB VO（P-P） K

2、实现全载波调幅

（1）调节RP1使VAB=0.1V，载波信号仍为Vc（t）=10sin2л×105t（mV），将低频信号Vs（t）=Vssin2л×103t（mV）加至调制器输入端IN2，画出Vs=30mV和100mV时的调幅波形（标明峰-峰值与谷-谷值）并测出其调制度m。

（2）加大示波器扫描速率，观察并记录m=100%和m>100%两种调幅波在零点附近的波形情况。

（3）载波信号Vc（t）不变，将调制信号改为Vs（t）=100sin2л×103t（mV）调节RP1观察输出波形VAM（t）的变化情况，记录m=30%和m=100%调幅波所对应的VAB值。 （4）载波信号Vc（t）不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB=0V、0.1V、0.15V时已调波。

-0.4 0.300 -75 -0.3 0.230 -76.7 -0.2 0.150 -75 -0.1 0.075 -75 0 0.002 0 0.1 0.074 74 0.2 0.150 75 0.3 0.228 76 0.4 0.310 77.5

正常的正弦波（输入） 正常的三角波（输入） 正常的矩形波（输入） 3．实现抑制载波调幅

（1）调RP1使调制端平衡，并在载波信号输入端IN1加Vc（t）=10sin2л×105t（mV）信号，调制信号端IN2不加信号，观察并记录输出端波形。

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（2）载波输入端不变，调制信号输入端IN2LK Vs（t）=100sin2л×103t（mV）信号，观察记录波形，并标明峰-峰值电压。

（3）加大示波器扫描速率，观察记录已调波在零点附近波形，比较它与m=100%调幅波的区别。

（4）所加载波信号和调制信号均不变，微调RP2为某一个值，观察记录输出波形。 （5）在（4）的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较。

临界正弦波（输入）

过调正弦波（输入）

临界三角波（输入）

过调三角波（输入） 9

临界矩形波（输入） 过调矩形波（输入） 电子与信息学院单片机实训

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实验六 调幅波信号的解调

一、实验目的

1.进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二、实验仪器

1.双踪示波器 2.高频信号发生器 3.万用表 4.实验板G3

三、实验电路说明

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器，同步检波器。 1.二极管包络检波器

适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，

易于实现，主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：

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1/f0 ? RC ?√1-m/Ωm

其中：m为调幅系数，f0为载波频率，Ω为调制信号角频率。 2.同步检波器

利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验如图6-2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信 号VC经过电容C1加在⑧、⑩脚之间，调幅信号VAM经过电容C2加在①、④ 脚之间，相乘后信号由(12)脚输出，经C4、C5、R6组 成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。

四、实验内容及步骤

注意：做此实验之前需恢复实验五的实验内容2（1）的内容。 (一)二极管包络检波器 实验电路见图6-1 1.解调全载波调幅信号

(1) m﹤30﹪的调幅波的检波

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载波信号仍为VC(t)=10sin2π×10(t)(mV)，调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容

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2(1)的条件获得调制度m﹤30﹪的调幅波，并将它加至图6-1二极管包络检波器VAM信号输入端，观察记录检波电容为C1时的波形。

(2) 加大调制信号幅度，使m=100﹪，观察记录检波输出波形。

(3) 改变载波信号频率，fc=500KHz，其余条件不变，观察记录检波器输出端波形。 (4) 恢复(1)的实验条件，将电容C2并联至C1，观察记录波形，并与调制信号比较。 2.解调抑制载波的双边带调幅信号

载波信号不变，将调制信号VS的峰值电压调至80mV，调节RP1使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调制信号相比较。

(二)集成电路(乘法器)构成解调器 实验电路见图6-2 1.解调全载波信号

(1) 将图6-2中的C4另一端接地，C5另一端接A，按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调幅波。将其加至解调器VAM的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，记录解调输出波形，并与调制信号相比。

(2) 去掉C4，C5观察调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较。然后使电路复原。

2.解调抑制载波的双边带调幅信号

(1) 按调幅实验中实验内容3(2)的条件获得抑制载波调幅波，并加至图6-2的VAM输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。 (2) 去掉滤波电容C4，C5观察输出波形。

五、实验报告要求

1．通过一系列检波实验,将下列内容整理在表内: 输入的调幅波波形 二极管包络检波器输出 同步检波输出

m<30% 能 能 M=100% 不能 能 抑制载波调幅波 不能 能 11

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2(1)的条件获得调制度m﹤30﹪的调幅波，并将它加至图6-1二极管包络检波器VAM信号输入端，观察记录检波电容为C1时的波形。

(2) 加大调制信号幅度，使m=100﹪，观察记录检波输出波形。

(3) 改变载波信号频率，fc=500KHz，其余条件不变，观察记录检波器输出端波形。 (4) 恢复(1)的实验条件，将电容C2并联至C1，观察记录波形，并与调制信号比较。 2.解调抑制载波的双边带调幅信号

载波信号不变，将调制信号VS的峰值电压调至80mV，调节RP1使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调制信号相比较。

(二)集成电路(乘法器)构成解调器 实验电路见图6-2 1.解调全载波信号

(1) 将图6-2中的C4另一端接地，C5另一端接A，按调幅实验中实验内容2(1)的条件获得调幅波。将其加至解调器VAM的输入端，并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，记录解调输出波形，并与调制信号相比。

(2) 去掉C4，C5观察调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较。然后使电路复原。

2.解调抑制载波的双边带调幅信号

(1) 按调幅实验中实验内容3(2)的条件获得抑制载波调幅波，并加至图6-2的VAM输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。 (2) 去掉滤波电容C4，C5观察输出波形。

五、实验报告要求

1．通过一系列检波实验,将下列内容整理在表内: 输入的调幅波波形 二极管包络检波器输出 同步检波输出

m<30% 能 能 M=100% 不能 能 抑制载波调幅波 不能 能 11

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5vlv.html