高频电子线路实验指导书 - 图文

高频电子线路实验指导书

（供参考）

罗仁昌编写

二〇一三年二月二十五日

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实验1 单调谐回路谐振放大器

1L011C021C08+12V11R9LED1D011K021W011T011C21R31C041R11R61TP011C061Q0290181TP0211P0111R101C011Q0190181C071P02输出1R81K输入1R21R41C03GND11 图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图

一、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理； 3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法；

4．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐 放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响；

5．掌握测量放大器幅频特性的方法。 二.实验电路原理

1．作用： 主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。 2.实验电路及可调原理的作用。 三.实验任务

1．用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；

2．用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响； 3．用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。 四.实验步骤及实验结果

1.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量

测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法。

（1） 扫频法即用扫频仪测量幅频特性。其测量结果如下图

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(2)点测法，步骤如下：

A. 1K02至?°OFF?±，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V 左右。

B. 高频信号源，设臵频率为6.3MHZ，幅度VP-P=200mv，并连接到单调谐放大器的输入端(1P01)。

C. 示波器CH1接放大器输入端1TP01，示波器CH2接放大器输出端1TP02。 D. 调整放大器半可变电容1C2,使放大器输出为最大值，此时放大器谐振于6.3MHZ，比较输入输出幅度大小，并算出放大倍数。

E. 按照表1-2改变输入信号频率,保持输入信号幅度不变（200MV），从示波器CH2读出与频率相对应的输出电压幅值，并填入表1-2。

F. 以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。 输入信号频率f(MHZ) 输出电压幅值U(mv) 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 300 350 400 500 700 800 1200 800 1300 3000 4300 3000 2300 1000 1800 700 600 550 2．观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响 调整1W01，改变静态工作点。可以发现：当1W01加大时，由于ICQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W01减小时，由于ICQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。

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3.观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响

当放大器工作于放大状态下，测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接通1R3时，接通幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。

五、实验报告要求

1．对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

2．对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

3．总结由本实验所获得的体会。

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实验2 双调谐回路谐振放大器

双调谐回路谐振放大器电路图

一、实验目的

1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；

2.熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 3.了解放大器动态范围的概念和测量方法。 二.实验电路原理 1.作用：主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。因有两个谐振回路，其选频特性较单回路好。

2.实验电路及可调原理的作用。 三、实验任务

1．采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性；

2．用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 3．用示波器观察放大器动态范围。 四.实验步骤及实验结果

1.双调谐回路谐振放大器幅频特性测量

测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法。

（1）扫频法即用扫频仪测量幅频特性。其测量结果如下图。

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（2）点测法，步骤如下：

A.2K02往上拔，接通2C05(4.5P)，高频信号源输出频率6.3MHZ，幅度VP-P=300MV，连接至双调谐输入端2P01,2K03往下拔，使高频信号送入放大器输入端。

B. 示波器CH1接2TP01，示波器CH2接2TP02，调整 2C04、2C11，使放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。

C. 按表2-1改变高频信号源的频率，保持高频高频信号源输出幅值VP-P=300MV，从示波器CH2读出与频率相对应的幅值，并把数据填如表2-1。

D.以横轴为频率，纵轴为幅度，按表2-1，画出其幅频特性曲线。

E. 按照上述方法测出耦合电容为2C06（2K02往下拔）时的幅频特性曲线。 表2-1 放大器输入信号频率f(Mhz) 5.3 5.4 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3

放大器输出幅度U（mv） 0 500 700 901100 1400 1700 1800 1700 1650 1600 放大器输入信号频率f(Mhz) 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 7.2 7.3 放大器输出幅度U（mv） 1400 1250 1150 1100 1100 1050 1000 9500 900 0 80 7

2. 放大器动态范围测量

（1）2K02拨向上方，接通2C05。调整高频信号源频率为6.3MHZ，幅度100mv，2K03拨向下方，使高频信号源输出，送入放大器输入端，示波器CH1接2TP01，示波器CH2接双调谐放大器的输出（2TP02）端。反复调整2C04、2C11，使双调谐放大器输出为最大值，此时回路谐振于6.3MHZ。

（2）按照表2-2放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读取出放大器输出幅度值，并把数据填入表2-2，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。 表2-2 放大器输入(mV) 放大器输出(V) 放大器电压放大倍数 100 200 300 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

五、实验报告要求 1．画出耦合电容为2C05和2C06两种情况下的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？

2．画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。 3．当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？ 4．总结由本实验所获得的体会。

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实验3 电容三点式LC振荡器

3TP0113U013+5VVin1+12V1GND3C143R0823R093C133C153W013D013C043R033C103R07S3R013L013K05A3TP02P3Q013C02SP3R053K05B3C11220P3Q0213C121000P3P01OUT输出3R023K013K023K033K043W023R065103C013R043C033C063C073C083C09GND11 图3-1 LC振荡器实验电路

一、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；

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；

3．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；

4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。 二.实验电路基本原理

实验电路及可调元件的作用（实验电路如图3-4所示） （1）3W01调节电源电压 （2）3W02调整输出幅度

（3）K05西勒电路与克拉泼电路的转换

（4）3K01-3K04,改变回路电容，即改变振荡频率。 三.实验内容

1．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡器电压峰-峰值VP-P，并以频率计测量振荡频率。

2．测量振荡器的幅频特性。

3．测量电源电压变化对振荡器频率的影响。 四.实验步骤

1.西勒振荡电路幅频特性的测量

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A.示波器接3TP02，频率计接3P01。

B.3W02反时针调到底，3K05拨至右侧（振荡电路为西勒电路）。 C.按照表3-1电容的变化，改变3K01、3K02、3K03、3K04。

D.测出与电容相对应的振荡频率和输出幅度（峰-峰值VP-P），并记于表中。 E.以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表3-1画出其幅频特性曲线。 表3-1 电容C（pf） 10 50 100 150 200 250 300 350 振荡频率f(MHZ) 输出电压VP-P(v) 2.克拉波振荡电路幅频特性的测量 开关3K05拨至左侧，电路转换为克拉波电路，按照西勒电路的测量方法，测出振荡频率和输出电压幅度，并记于表3-1中。 3.测量电源电压变化对振荡频率的影响

a.频率计接3P01，3W02反时针调到底，3K02往上拨。 b.用三用表直流电压档测3TP01测量点电压。

c.按表3-2给出的电压值EC,,调整3W01电位器，分别测出与电压相对应的频率。 表3-2 EC（V） 串联（S） 10.5 9.5 8.5 7.5 6.5 5.5 F(MHZ) △f(KHZ) EC（V） 并联（P） F(MHZ) △f(KHZ) 10.5 9.5 8.5 7.5 6.5 5.5 五、实验报告要求

1．根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。 2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振 荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。

3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验4 石英晶体振荡器

4R03 4C02 4W01 4L01 4D01 LED +12V1 4R07 4TP01 4C05 1 4R05 4Q02 4TP02 4C06 1 4P01 4R01 4Q01 4JZ01 4R02 4C01 4R04 4C04 4C03 4R06 GND13 1 图4-1 晶体振荡器电路

一.实验目的

1．掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。

2．熟悉静态工作点、负载电阻对晶体振荡器工作的影响。

3．感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。

二.实验电路原理

晶体振荡器电路如图4-2所示。图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并构成共基接法。4W01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。4C05为输出耦合电容。4Q02为射随器，用以提高带负载能力。 三、实验内容

1．用万用表进行静态工作点测量。

2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。

四、实验步骤及实验结果 1.静态工作点测量

调节电位器4W01，改变三极管4Q01的基极电压VB，发射极电压VE也随之改变。记下VE的最大、最小值，并计算相应的IEmax、IEmin值（发射极电阻4R04=1KΩ）。

2.静态工作点变化对振荡器工作的影响 ⑴ 实验初始条件：调节4W01使VE=2.2V。

⑵ 调节电位器4W01，使VE分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到4TP01

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端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。 表4.1 VE(V) 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 f(MHz) 5.999 5.999 5.999 5.999 0 0 Vp-p(V) 2.5 2.5 2.5 2.0 0 0 五、实验报告要求 1．根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。 2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。

3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。

4．总结由本实验所获得的体会。

实验5 晶体三极管混频实验

5C035R018.2K5TP010.1u5L011mH5R032K5L041mH5C095L050.1u1mH5C100.1u5K01-12V1-12V本振输入IN15V01X115C01100P5TP0290185C0211000P5Q015R022.4KY25L021mH5C040.01u5D01LED5W0110K5TP035V02YIN2X1射频输入5L0333uH5C0568P25C071Y130PX5V03OUT混频输出GND115C062-22p2图5-1是晶体三极管的混频器

一、实验目的

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1. 了解三极管混频器的工作原理； 2. 了解混频器的寄生干扰。 二、实验电路原理

1.作用:将载波为高频的已调波信号不失真地变换为另一载波的已调波信号，而保持原调制规律不变。

2.原理:本振电压UL (8.8MHZ)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为6.3MHZ)从晶体三极管的基极b输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三管的集电极c输出。输出端的带通滤波器调谐在中频Fi上，本实验的中频为Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。 三、实验内容

1.用示波器观察输入输出波形；

2.用频率计测量混频器输入输出频率；

3.用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。 四、实验步骤及实验结果 1.中频频率的观测

将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入混频器的一个输入端(IN1)，混频器的另一个输入端（IN2）接高频信号发生器的输出（6.3MHz VP-P =0.4V）。用示波器观测5TP01、5TP02、5TP03，并用频率计测量其频率 。 实际观察和测量结果如下图

2. 混频的综合观测

将音频调制信号为1KHZ，载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的载波输入，用双踪示波器的观察6TP01、6TP02、6TP04各点波形，特别注意观察6TP02和6TP04两点波形的包络是否一致。

实验观察和测量结果如下图：

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五、实验报告

1．根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。 2．归纳并总结信号混频的过程。

实验6 中频放大器

+12V17R067C047L027C087TP017R0117L017C037D017P02LEDOUT17C077R037C097P017C017R087Q0190187P037W027R097R027C027C067Q02OUT7TP027R047R077C10GND11图6-1 中频放大器实验原理图

一、实验目的

1. 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2. 了解中频放大器的作用、要求及工作原理； 3. 掌握中频放大器的测试方法。 二.实验电路原理

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1.图中 7W02用来调整中频放大输出幅度，7L01、7C04和7L02、7C08分别为第一级和第二级的谐振回路。7P03孔为自动增益控制（AGC）连接孔。 三、实验内容

1. 用示波器观测中频放大器输入输出波形，并计算其放大倍数；

2. 用点测法测出中频放大器幅频特性，并画出特性曲线，计算出中频放大的通频带。

四、实验步骤及实验结果

1.中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量 将高频信号源频率设臵为2.5MHz，峰一峰值Vp-p=150mv，其输出送入中频放大器的输入端（IN），用示波器测量中放输出7TP02点的波形，微调高频信号源频率使中放输出幅度最大。调整7W02，使中放输出最大且不失真，然后再测量中放此时的输入幅度，即可算出中放的电压放大倍数。 2.测量中频放大器的谐振曲线(幅频特性)

保持上述状态不变，按照表7-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为100mV（示波器CHI监视），从示波器CH2（接7TP02）上读出与频率相对应的幅值，并把数据填入表6-1，然后以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表6-1，画出中频放大器的幅频特性曲线。 表6-1 频（MHZ） 输出幅度 U（mv） 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.9 3.0 800 1400 1900 2600 3600 4800 4000 3400 0 3000 280

五、实验报告要求

1. 根据实验数据计算出中频放大器的放大倍数。

2. 根据实验数据绘制中频放大器幅频特性曲线，并算出通频带。 3. 总结本实验所获得的体会。

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一、实验目的

1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念；

2．了解斜率鉴频与相位鉴频器的工作原理；

3．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。

二、实验内容

1．调频-鉴频过程观察：用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形；

2．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响。 三.基本原理

从FM信号中恢复出原基带调制信号的技术称为FM波的解调，也称为频率检波技术，简称鉴频。鉴频器的解调输出电压幅度应与输入FM波的瞬时频率成正比，因此鉴频器实际上是一个频率?a电压幅度转换电路。实现鉴频的方法有很多种，本实验介绍斜率鉴频和电容耦合回路相位鉴频。 1．斜率鉴频电路

斜率鉴频技术是先将FM波通过线性频率振幅转换网络，使输出FM波的振幅按照瞬时频率的规律变化，而后通过包络检波器检出反映振幅变化的解调信号。实践中频率振幅转换网络常常采用LC并联谐振回路，为了获得线性的频率幅度转换特性，总是使输入FM波的载频处在LC并联回路幅频特性曲线斜坡的近似直线段中点，即处于回路失谐曲线中点。这样，单失谐回路就可以将输入的等幅FM波转变为幅度反映瞬时频率变化的FM波，而后通过二极管包络检波器进行包络检波，解调出原调制信号以完成鉴频功能。

图11-1为斜率鉴频与相位鉴频实验电路，图中13K02开关打向?°3?±时为斜率鉴频。13Q01用来对FM波进行放大，13C2、13L02为频率振幅转换网络，其中心频率为9MHZ左右。13D03为包络检波二极管。13TP01、13TP02为输入、输出测量点。 2．相位鉴频器

本实验采用平衡叠加型电容耦合回路相位鉴频器，实验电路如图11-1所示，开关13K02拨向?°1?±时为相位鉴频。

相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号加到放大器13Q01的基极上。放大管的负载是频相转换电路，该电路是通过电容13C3耦合的双调谐回路。初级和次级都调谐在中心频率上。初级回路电压直接加到次级回路中的串联电容13C04、13C05的中心点上，作为鉴相器的参考电压；同时，又经电容13C3耦合到次级回路，作为鉴相器的输入电压，即加在13L02两端用表示。鉴相器采用两个并联二极管检波电路。检波后的低频信号经RC滤波器输出。 四、实验步骤及实验结果

1.相位鉴频实验（该实验与实验11中的内容有部分重复）

⑴ 以实验11中的方法产生FM波，即音频调制信号频率为1KHZ，电压峰?a峰值500MV，加到12P01音频输入端，并将调频输出中心频率调至8.3MHZ左右，然后将其输出连接到鉴频单元的输入端13P01，即用铆孔线将12P02与13P01相连。将鉴频器单

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元开关13K02拨向相位鉴频。并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入上。 用示波器观察鉴频输出(13TP03)波形，此时可观察到频率为1kHz的正弦波。如果没有波形或波形不好，应调整12W01和13W01。建议采用示波器作双线观察：CH1接调频器输入端12TP03，CH2接鉴频器输出端13TP03，并作比较。 实际观测的波形如下图：

调频器输入和鉴频输出波形

⑵ 若改变调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会随之变大，但信号幅度过大时，输出将会出现失真。

(3)改变调制信号的频率，鉴频器输出频率应随之变化。将调制信号改成三角波和方波，再观察鉴频输出。其实际观测到的三角波解调波形如下图：

调制信号输入波形 解调后输出波形

3．斜率鉴频实验

(1)将鉴频单元开关13K02拨向斜率鉴频。

(2)将调频输出中心频率调至9MHZ左右。将音频调制信号幅度调为4V。 (3)信号连接和测试方法与相位鉴频完全相同。 其实际观测到的解调波形如下图：

12TP013TP0

12TP13TP

输入信号为正弦波的解调波形 输入信号为三角波的解调波形

五、实验报告要求

1．画出调频-鉴频系统正常工作时的调频器输入、输出波形和鉴频器输入、输出

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波形。

2．根据实验数据，说明可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出解调波形影响。

3．总结由本实验所获得的体会。

实验12 锁相、频率合成与频率调制

图12-1 4046锁相环频率调制器与频率合成器实验电路

一.实验目的

1．熟悉4046单片集成电路的组成和应用； 2．加深锁相环基本工作原理的理解；

3．掌握用4046集成电路实现频率调制的原理和方法； 4．了解调频方波的基本概念。 二.实验内容

1．不接调制信号时，观测调频器输出波形，并测量其频率； 2．测量锁相环的同步带和捕捉带；

3．输入调制信号为正弦波时的调频方波的观测； 4．输入调制信号为方波时的调频方波的观测； 三.基本原理

4046锁相环组成的频率调制器与频率合成器实验电路如图12-1所示 (1)频率调制器

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图中14K02打向?°1?±时，4046锁相环构成频率调制器。图中14P01为外加输入信号连接点，是在测试4046锁相环同步带、捕捉带时用的，14R03、14C03和14R05构成环路滤波器。14P02为音频调制信号输入口，调制信号由14P02输入，通过4046的第9脚控制其VCO的振荡频率。由于此时的控制电压为音频信号，因此VCO的振荡频率也会按照音频的规律变化，即达到了调频。调频信号由14P03输出。由于振荡器输出的是方波，因此本实验输出的是调频非正弦波。 (2)频率合成器

图中14K02打向?°3?±时，电路变为频率合成器。频率合成器是在锁相环的基础上增加了一个可变分频器。图中14U02、14U03构成可变分频器，14SW02为分频比的十位数设臵开关，以8421 BCD码形式输入，14SW03为分频比的个位数设臵开关，以8421 BCD码形式输入。14P01为外加基准频率输入铆孔，14TP01为相位比较器输入信号测试点，也是分频器输出信号测试点。14P03为VCO压控振荡器的输出信号铆孔。 四.实验步骤及实验结果 1．实验准备

插装好锁相、频率合成、调频模块，接通电源，即可开始实验。 2．观察调频波波形

将实验箱上函数发生器输出的正弦波（频率F=4KHZ， ）作为调制信号加入到本实验模块的输入端14P02，用示波器观察输出的调频方波信号（14P03）。 实际观测到的调频波如下图：

14P02调频波形

2．频率合成器测量

(1)外加基准信号的设臵

将底板低频信号源设臵为函数输出，且输出方波，频率F=2KHZ，电压峰-峰值4V以上，将该信号作为外加基准信号（或参考信号）。 (2)信号线连接

将底板P101（低频信号输出）与14P01（基准频率输入）相连。 (3)锁相环锁定测试

将14SW02设臵为?°0000?±，14SW03设臵为?°0001?±（往上拨为?°1?±，往下拨为?°0?±），则程序分频器分频比N=1。双踪示波器探头分别接14P01、14TP01，若两波形一致，则表示锁相环锁定。

(4)数字频率合成器及频率调节 双踪示波器探头，分别接至14P01（基准频率

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输入）、14P03（VCO输出），改变程序分频器的分频比，使N分别等于2、3、5、10、20等情况下，若14P01、14P03两波形同步，则表示锁相环锁定。并从示波器显示的波形，或用频率计测量14P03处的信号频率，它应等于输入信号频率的N倍。（锁相环锁定时，，即14P01和14TP01两点的频率应相同，但两波形的占空比不一定相同。只有N=1时占空比相同）。

(5)测量并观察最小分频比与最大分频比

锁相环有一个捕捉带宽，当超过这个带宽时，锁相环就会失锁。本模块最小锁定频率约800HZ，最大输出频率约等于350KHZ。因此，外加基准频率应大于800HZ。且当大于350KHZ时，锁相环将失馈。在测定最大分频比时，与输入的参考频率有关。分频比为3和7时的波形如下图：

14P01

14P03

五、实验报告要求

1．测量并计算锁相环同步带和捕捉带；

2．大致画出正弦波和方波调制时的调频波，并说明调频的概念；

3．测量当外加基准信号频率为2KHZ时，频率合成器输出的最高频率是多少？

实验13 脉冲计数式鉴频器

一.实验目的

1．加深脉冲计数式鉴频器工作原理的理解； 2．了解555集成电路实现单稳的原理； 3．掌握脉冲计数式鉴频器的测试方法。 二.基本原理 1．基本原理

脉冲计数式鉴频器是利用计过零点脉冲数目的方法实现的，所以叫做脉冲计数式鉴频器。它的突出优点是线性好，频带很宽。因此得到广泛应用，并可做成集成电路。

它的基本原理是将调频波变换为重复频率等于调频波频率的等幅等宽脉冲序列，再经低通滤波器取出直流平均分量，其原理方框图和波形图分别如图13-1和图13-2所示。

调频信号经限幅加到形成级进行零点形成，这可采用施密特电路，形成级给出幅度相等、宽度不同的脉冲信号去触发一级单稳态触发器，这里是用正脉冲沿触发，在触发脉冲作用下，单稳电路产生等幅等宽（宽度为）的脉冲序列。

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图13-1 脉冲计数式鉴频器方框图

图13-2 脉冲计数式鉴频器波形图

们知道频率就是每秒内振动的次数，而单位时间内通过零点的数目正好反映了频率的高低。图13-2中曲线，..都是过零点，其中，..点是调频信号从负到正，所以叫正过零点；而..点是从正到负，所以叫负过零点。图13-2是以正过零点进行解调的（也可用负过零点进行解调）。从图中和的波形可看出，在单位时间内，矩形脉冲的个数直接反映了调频信号的频率，即矩形脉冲的重复频率与调频信号的瞬时频率相同。因此若对矩形脉冲计数，则单位时间内脉冲数的多少，就反映了脉冲平均幅度的大小，在频率较高的地方，脉冲序列拥挤，直流分量较大；在频率较低的位臵，脉冲序列稀疏，直流分量就很小。如果低通滤波器取出脉冲序列的平均直流成分，就能恢复低频调制信号。

图13-3 555芯片构成的单稳电路图

2．实验电路

由于4046锁相环组成的频率调制器其输出为调频方波，即图13-1中的?°限幅?±与?°形成?±已在调频电路中完成，因此本实验构成脉冲计数式鉴频器只需?°单

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稳?±和?°低通?±。图13-3为555芯片构成的单稳电路，图中15P01为调频信号输入口，15P02为单稳输出。图13-4为低通滤波器，15P03为信号输入口，15P04为滤波输出。

图13-4 低通滤波器电路图

三.实验步骤及实验结果 1．实验准备

在实验箱主板上装上?°锁相、频率合成调频模块?±和?°滤波与计数鉴频模块，接通电源，即可开始实验。 2．信号线连接

音频调制信号（底板P101）与调频输入（14P02）相连，调频输出（14P03）与单稳输入（15P01）相连，单稳输出（15P02）与低通滤波器输入（15P03）相连。 3．调频信号的产生

按照实验13实验步骤中的2产生调频波。 4．鉴频信号的观测

用示波器测量低通滤波器输出波形（即鉴频后的输出波形），该波形应与调制信号一致。但由于低通滤波器截止频率设臵为4KHZ，因此，低于4KHZ的调制信号，其鉴频后的输出波形将产生失真，因为调制信号的谐波也可能通过低通滤波器。实际观测的解调波形如下图：

四、实验报告

1．观察并记录解调后的波形。

2．画出调频器和鉴频器构成系统通信的电路示意图。 3．总结由本实验所获得的体会。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dji8.html