通信电子线路实验指导书

目 录

实验一 高频小信号放大实验 ··················································································· 1 实验二 高频谐振功率放大实验 ··············································································· 4 实验三 LC振荡器实验 ····························································································· 7 实验四 石英晶体振荡器实验 ················································································· 10 实验五 实验六 实验七 实验八 二极管环形混频实验 ················································································· 12 乘法器混频实验 ························································································· 14 幅度调制与解调实验 ················································································· 16 角度调制与解调实验 ················································································· 20

I

实验一 高频小信号放大实验

一、实验目的

1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；

2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。

二、实验内容

1、 测量各放大器的电压增益。

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、数字式万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验基本原理

1、单级单调谐放大器

+12VCC2R27C19T2TT2TP5W3Q2R31C17R28R30C18

图1－1 单级单调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TT2处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。

2、单级双调谐放大器

1

+12VCC2C19T2CC3C22T3TT2R27TP7TP5W3TP12Q2C17C21TP11C20R31R28R30C18

图1－2 单级双调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。

五、实验步骤

1、计算选频回路的谐振频率范围

若谐振回路的电感量为1.8uH～2.4uH，回路总电容为105 pF～125pF（分布电容包括在内），根据公式

f?12?LC计算谐振回路谐振频率f0的范围。

2、单级单调谐放大器 （1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。TP9接地，TP8接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。 （2）静态工作点调节

K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。

说明：本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。

（3）测量放大器电压增益

去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号Vi。

1）输入信号Vi由正弦波振荡器模块提供，参考实验九产生10.7MHz的正弦波信号Vi，操作步骤如下： ①在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨， K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。

②用示波器在正弦波振荡器模块的TT1处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz。调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。此信号即为本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。

③正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p为400mV左右。

④用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的

2

W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－1。

2）输入信号Vi由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值400mV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。

用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－1。

表1－1

Vip-p（V） Vop-p（V） 电压增益（dB）

3、单级双调谐放大器 （1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。 （3）测量放大器电压增益

①去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi（Vip-p约400mV）。将Vi输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表1－2。

表1－2

Vip-p（V） Vop-p（V） 电压增益（dB）

注意：不要用示波器探头直接在耦合电容（C20、C21）的两侧测量，因为示波器探头的输入电容会影响谐振回路的特性。

六、实验报告

1、 按实验步骤并完成表1－1、1－2。

2、 高频小信号放大器的主要技术指标有那些？如何理解选择性与通频带的关系？

3

实验二 高频谐振功率放大实验

一、实验目的

1、掌握丙类谐振功率放大器的基本工作原理；

2、掌握丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性； 3、掌握丙类谐振功率放大器集电极效率的计算方法。

二、实验内容

1、观察丙类谐振功率放大器的输出波形；

2、观察丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性； 3、测量丙类谐振功率放大器的集电极效率。

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、数字式万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验原理

高频谐振功率放大器的实验原理图如图2－1所示。

+12VR1R5W1Q1C1Q2K2K3K4TP5L1C3TP2CC1T1L2C4CC2T2C8C7TP4TP3L3T3C6C5L4+12VTT2E1R2TP1C2R4R6TT1R7R8R9

图2－1 高频谐振功率放大器实验原理图

图中，Q1工作在甲类，Q2工作在丙类。TP1为输入信号接口，TT1为丙类功率放大器工作状态特性测试点，TP2是为测量丙类功率放大器的效率而留出的接口，TP4和TT2为功放的输出接口，TP5是为集电极调幅实验留出的调制信号输入接口。实验时，TP2接+12V，以便观察丙类功放的振幅特性；TP2接+5V，以便观察丙类功放的负载特性。

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好高频功率放大器模块。开关K1、K5、K6向左拨，K2、K3向上拨，K4向下拨，连接主板GND与模块GND，连接主板＋12V与模块＋12V，TP2接＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、静态工作点调节

TP1接地，用万用表测量三极管Q1发射极对地的直流电压，调节W1使此电压约为1.8V。 3、输入信号

（1）去掉TP1与地的连线，本实验的输入由高频信号源或正弦波振荡器模块提供。参考高频信号源的使用方法或实验一实验步骤2（3），产生频率为10.7MHz，峰峰值约500mV的正弦信号。

4

（2）将10.7MHz的信号输入到高频功率放大器模块的TP1。 4、测量功放的电压增益

用示波器在高频功率放大器模块的TT2处测量，调节高频功率放大器模块的T1、T2，使TT2处信号Vo

最大不失真。记录Vo的峰峰值Vop-p，计算功放的电压增益，填表2－1。

表2－1

Vip-p（V）

Vop-p（V） 电压增益(dB) 5、测量丙类功放的集电极效率ηC

（1）用万用表测TP2对地的直流电压VCC(12V)，填表2－2。 （2）断开TP2与+12V的连线，将万用表打到测直流电流档，万用表红表笔接＋12V插孔，黑表笔接TP2。 （3）TP1输入10.7MHz，峰峰值约500mV的正弦波信号Vi，开关K4向下拨，即连接负载R9（R9＝1KΩ）。 （4）用示波器在TT2处测量，调节T1、T2，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

（5）适当调节TP1处信号Vi的幅度，使TT2处信号Vo峰峰值Vop-p最大。记录下此时的Vop-p以及TP2和TP3之间的电流量ICC（读万用表），填表5－2。

（6）由PS=VCC×ICC计算出电源的直流功率PS，由PO?耗率为50％，由?C?(VOP?P)22R9计算出负载功率，设中周T2的损

2PO计算出丙类功放的集电极效率。填表2－2。 PS表2－2

VCC（V） ICC（A） PS（W） Vop-p（V） Po（W） ηC

注意：由于三极管发热、谐振回路中线圈和电容的损耗以及功放的工作状态等原因，使得实际应用电路中丙类功放的效率并没有教材中所说的那样高，一般最多为50％～60％。

6、观察丙类功放的负载特性

（1）断开万用表红黑表笔与TP2和＋12V插孔的连线，TP2接主板＋5V。 （2）TP1处输入峰峰值约500mV，频率为10.7MHz的正弦波。

（3）用示波器在TT1处观察，适当调节T1、T2，使TT1处出现如图2－2所示的下凹波形，即丙类功放工作在过压状态（注意：1、下凹不要调的太深）。

（4）K3向下拨，K2、K4向上拨及K2向下拨，K3、K4向上拨时，用示波器在TT1处观察，可观察到TT1处波形逐渐由图2－2向图2－3变化。即负载逐渐变小时，功放的工作状态由过压－临界－欠压变化。

图2－2 过压状态时TT1处的波形

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图2－3 欠压状态时TT1处的波形

说明1：若K4向下拨，K2、K3向上拨时，无论怎样调节T1、T2都不能使TT1处出现下凹的波形，则适当增加TP1处输入信号的幅度。若K2向下拨，K3、K4向上拨时，无论怎样调节T1、T2，TT1处的信号始终有下凹，则适当减小TP1处输入信号的幅度。整个调试过程要耐心仔细，反复多次，直至达到最好的实验效果。

说明2：由于TP1处输入信号谐波分量和丙类功放集电极输出波形中谐波分量的影响，使过压状态时TT1处下凹波形并不能完全对称。同时，即使TP1处信号的谐波成分很小，由于Q1的非线性，耦合到Q2基极的信号中也存在谐波分量，由于谐振回路的非理想性，使TT1处波形下凹也不能完全对称。另外，高频情况下，电阻的等效电路中存在电容电感也是导致TT1处波形下凹不对称的原因。

7、观察丙类功放的振幅特性

（1）去掉TP2与＋5V的连线，TP2接＋12V，K4向下拨，K2、K3向上拨。 （2）TP1处输入峰峰值约300mV，频率为10.7MHz的正弦波信号。

（3）用示波器在TT1处观察，调节T1、T2使TT1处波形如图2－3所示，即功放工作在欠压状态。 （4）调节T1，使Q2基极信号的幅度逐渐增大，用示波器观察TT1处信号波形的变化情况。

六、实验报告

1、按步实验并完成表2－1和表2－2；

2、讨论实际丙类功率放大器效率达不到教材中所说的那样高的原因；

3、讨论丙类功率放大器工作在过压状态时，集电极电流波形下凹不完全对称的原因。

6

实验三 LC振荡器实验

一、实验目的

1、掌握三点式LC振荡器的基本原理； 2、掌握反馈系数对起振和波形的影响； 3、掌握压控振荡器的工作原理；

4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。

二、实验内容

1、测量振荡器的频率变化范围；

2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响；

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、数字式万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验原理

三点式LC振荡器的实验原理图如图3－1所示。

+12VR5R7R9Q2Q1K5C6W2K6C4T2C7K7C8K8C40R6R8C9R10TP4R15R17TP5R12TT1C10C11R14Q3C12R16C5

图3－1 三点式LC振荡器实验原理图

图中，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/ C∑。

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端。F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在0.01～0.5之间。

同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C∑取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C∑，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图3－2所示。

7

C5T2C4C6Q1C∑

图3－2 三点式LC振荡器交流等效电路图

图3－2中，C5=33pF，由于C6和C∑均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为：

C0?C5?C4 （3－1）

则振荡器的频率f0可近似为：

f0?12?T2C0?12?T2(C5?C4) （3－2）

调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C∑也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C∑，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。

本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除石英晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会有波形输出或输出信号幅度较小。若想利用LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。

五、实验步骤

（1）连接实验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向下拨，K5、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

（2）测量LC振荡器的频率变化范围

用示波器在三极管Q2的发射极（军品插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率f0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表3－1。

表3－1

f0（MHz） 波形非线性失真（大、小） 最小值 最大值

（3）观察反馈系数对输出信号的影响

用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号Vo的波形，调节T2，使Vo的频率f1为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p、振荡器频率的变化情况，填表3－2。

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表3－2

反馈系数 F=1/2 F=1/3 F=1/5 F=1/10 Vop-p（V） 振荡器频率（MHz）

调试时，先使反馈系数F=1/2，调节T2使Q2发射极处信号的频率为10.7MHz左右，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值。然后，不再调节T2，改变反馈系数的大小，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值，直至F=1/2、F=1/3、F=1/5、F=1/10的情况都做完。

六、实验报告

1、画出三点式LC振荡器和压控振荡器的交流等效电路图，按步实验并完成表3－1、3－2； 2、讨论回路电感变化对三点式振荡器输出波形非线性失真的影响。

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实验四 石英晶体振荡器实验

一、实验目的

1、掌握石英晶体振荡器的工作原理； 2、掌握石英晶体振荡器的设计方法；

3、掌握反馈系数对电路起振和波形的影响。

二、实验内容

1、观察反馈系数变化对输出波形的影响；

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、调试工具 一套

四、实验原理及电路

石英晶体振荡器的实验原理图如图4－1所示。Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。图中，C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向来改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/ C∑。

+12VR5R7R9R14R16C5Q1C6K4C10Q2C11Q3C12TT1W2K6K7C8K8C40R6R8C9R10TP4R12R15R17TP5CR1CC1C7

图4－1 石英晶体振荡器实验原理图

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端，F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在0.01～0.5之间。

同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C∑取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C∑，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。

本实验产生的10.7MHz信号将作为功放模块、小信号放大器模块、混频器模块、幅度调制与解调模块的输入信号。实际实验电路在C11与Q3之间还加有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。本实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。

五、实验步骤

1、连接实验电路

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在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、观察输出波形

用示波器在三极管Q2发射极（军品插座处）处观察反馈输出信号的波形，记录信号的频率f0。改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p大小的变化情况及波形的非线性失真情况，填表4－1。

表4－1

反馈系数 F=1/2 F=1/3 F=1/5 F=1/10

Vop-p（V） 波形非线性失真（大小） 六、实验报告

1、画出振荡器的交流等效电路图，按步实验完成表4－1；

2、讨论反馈系数对振荡器起振和输出波形非线性失真的影响。

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实验五 二极管环形混频实验

一、实验目的

1、掌握二极管环形混频器的工作原理；

2、了解二极管环形混频器组合频率的测试方法。

二、实验内容

1、观察中频信号； 2、观察镜频干扰。

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、数字万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验原理

二极管环形混频器实验原理图如图5－1所示。

+12VR10Q1R7FL1C2R8R9R11R13TT1R12TP1R3MIXER87654312R1R2TP2R4R14R5R6C1

图5－1 二极管环形混频实验原理图

图中，MIXER内集成了4个二极管，组成二极管环形混频电路。本振信号和射频信号分别从TP1和TP2输入，R1、R2、R3、R4、R5、R6组成的?形网络，用来隔离本振信号、射频信号和中频信号之间的相互干扰。FL1为455KHz陶瓷滤波器，用来选取所需的中频信号。Q1组成放大器，用来放大中频信号。C2为隔直电容，经放大的中频信号可在TT1处观测。

实验所用到的混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K6、K7向上拨（K5向左向右拨均可）时，选择二极管环形混频电路的输出进入中放。

混频器模块的射频信号（10.7MHz）和本振信号（10.245MHz），分别由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器和集成电路振荡器提供。

五、实验步骤

1、产生射频信号和本振信号

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，参考高频信号源的使用方法或实验一实验步骤（23），产生10.7MHz

12

的射频信号。参考实验十一，用集成电路振荡器产生10.245MHz的本振信号。

2、连接二极管混频实验电路

在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K6、K7向上拨（K5向左向右拨均可）。主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关。

3、输入本振信号和射频信号

（1）使10.7MHz射频信号的峰峰值约为1V。连接射频信号与混频器模块的TP2。 （2）使10.245MHz本振信号的峰峰值约为1.5V。连接本振信号与混频器模块的TP1。 4、观察中频信号

用示波器在混频器模块的TT1处观察，适当调节射频信号和本振信号的幅度，使TT1处中频信号幅度最大。验证中频信号的频率是否为10.7MHz－10.245MHz＝455KHz。

5、观察镜频干扰

不改变本振信号，使射频信号的频率由10.7MHz变为9.790MHz。用示波器在混频器模块的TT1处观察，验证中频信号的频率是否为10.245MHz－9.790MHz＝455KHz。

说明1：本实验使用了两个模块，测量信号时，示波器探头的接地线应接在该信号所在的模块上，以使观察到的波形更好。

说明2：当10.245MHz本振信号和10.7MHz射频信号都接入到混频器时，由于本振信号、射频信号和中频信号之间并不是完全隔离的，所以，这三路信号之间可通过电路中的元器件、公共电源和地等相互影响。这种影响表现为混频器输入端本振信号和射频信号的抖动，可通过适当调节本振信号和射频信号的幅度来改善。

六、实验报告

1、按步实验并得出中频信号频率与本振信号频率、射频信号频率的关系； 2、讨论镜频干扰产生的条件及消除镜频干扰的方法。

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实验六 乘法器混频实验

一、实验目的

1、掌握乘法器混频的工作原理； 2、了解混频器组合频率的测试方法。

二、实验内容

1、观察中频信号。

三、实验仪器

1、20MHz示波器 一台 2、数字式万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验原理

乘法器混频实验的原理图如图15－1所示。

+12VR12Q1FL1C2TT1R13R11R27TP5D3R22C12R10+12VTP6R30R29C9R24R23R32R33MC1496C10R26R25C7R31-12VC1R14

图6－1 乘法器混频实验原理图

本振信号和射频信号分别从TP5和TP6输入，混频器的输出经过455KHz的陶瓷滤波器FL1滤除其它组合频率，再经过中放（由Q1组成）放大后输出，可在TT1处观察输出信号。

混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1等组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）时，选择乘法器混频电路的输出进入中放。

五、实验步骤

1、产生射频信号和本振信号

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，参考高频信号源的使用方法或实验一实验步骤（23），产生10.7MHz的射频信号。参考实验十一，用集成电路振荡器产生10.245MHz的本振信号。

2、连接混频实验电路

在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨、K5向右拨（向左拨）（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，主板－12V接该模块－12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关。K2、K3向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。

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实验八 角度调制与解调实验

变容二极管调频实验

一、实验目的

1、掌握变容二极管调频的原理；

2、掌握变容二极管调频电路的设计方法。

二、实验内容

1、观察调频波的正弦带；

2、观察调制信号幅度对调频波频偏的影响。

三、实验仪器

1、20MHz模拟示波器 一台 2、万用表 一块 3、调试工具 一套

四、实验原理

+12VR2TP2W1TP3K2R4C2

变容二极管调频的实验原理图如图8－1所示。

C5R5Q1R7R9Q2R14Q3C11R16C12C3K5K3K7C4T2C8C6C10TT1W2R12R3TP1L1D1R6R8C9R10TP4R15R17TP5C1

图8－1 变容二极管调频实验原理图

图中，TP2和TP3是为实现自动频率控制二次开发留出的接口。调频实验时，TP2与TP3连接，则变容二极管的直流反偏压由R2、W1、R3提供。Q1组成三点式LC振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。

载波信号由三点式LC振荡产生，调节可调电感T2可改变载波的频率。但是T2的电感量越大，回路的品质因素越小，则调频波的寄生调幅越大。

调制信号从TP1输入，C1用来滤除调制信号的直流成分，L1用来减小振荡器产生的高频载波对调制信号的影响。若TP1处调制信号幅度较小，经过L1和C1过来的高频载波与调制信号叠加，会使调制信号的波形变得较粗，可通过增大L1来改善。但是L1的增大也会增大对调制信号的衰减。

C2、C3为变容二极管的接入电容，接入电容越大，单位调制信号电压变化所引起的频偏也越大。但是接入电容越大，高频载波在变容二极管上的作用也越大，载波中心频率漂移也越大。在实际设计时，应综合考虑多方面因素，以使所设计的电路满足要求。

本实验调频波的最大频偏约为几十KHz，相对与10.7MHz的载波来说太小，所以在用数字示波器观察调频波的疏密现象时效果是很不好的（除非数字示波器的存储空间足够大），正确的观察方法是使用模拟示波器观察调频波的正弦带。另外，在实际工程应用中（如调频广播等）都为窄带调频，一方面提高频带利用率，

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另一方面可降低接收机的鉴频频带宽度。

实际的实验电路在C11与Q3之间还加有一级10.7MHz的陶瓷滤波器电路，用来滤除正弦波振荡器模块石英晶体振荡器产生信号中的谐波成分。由于受到模块尺寸大小的限制，所以没有在模块上画出陶瓷滤波器部分的电路图。当载波的频率不在陶瓷滤波器的通带范围内时，TP5处将没有信号输出或输出信号幅度很小。故要把载波的频率调节在10.7MHz附近，才能在TP5处取调频波，调节W2可改变TP5处信号的幅度。

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12上向左拨，K2、K4、K6、K8向下拨，K3、K5、K7向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V，TP2接TP3。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、设置变容二极管的直流反偏压

用万用表测变容二极管D1阴极对地的电压VD，调节W1使VD＝3V。 3、调节载波频率和幅度

用示波器在TP5处观察，调节T2使TP5处信号的频率为10.7MHz，调节W2使TP5处信号的峰峰值为1.5V。

4、输入调制信号

调制信号可由本模块的RC振荡器提供，也可以由信号源提供。 （1）若调制信号由本模块RC振荡器提供

参考实验十，用RC振荡器产生1.2KHz左右的调制信号，操作步骤如下：

主板－12V接模块－12V，开关K9、K10向右拨。若正确连接，则RC振荡器部分的电源指示灯LED2、LED3亮。调节W3使TT2处信号的峰峰值约为1.5V。连接TP6与TP1。

（2）若调制信号由信号源提供

参考信号源的使用方法，用信号源产生频率为1KHz，峰峰值为3V的正弦波信号，将此信号接入到TP1。 5、观察调频波

用模拟示波器在TT1处观察，可看到图8－2所示的正弦带。适当调节T2使调频波的寄生调幅程度最小。

图8－2 正弦带

6、观察调制信号幅度对正弦带宽度的影响（即调制信号幅度对频偏的影响） 逐渐增大调制信号的幅度，观察正弦带宽度的变化情况。

六、实验报告

1、按步实验并画出正弦带的形状；

2、讨论产生寄生调幅的原因及减小寄生调幅的方法。

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斜率鉴频器实验

一、实验目的

1、掌握斜率鉴频器的工作原理； 2、熟悉斜率鉴频器电路的设计方法。

二、实验内容

1、产生调频波；

2、观察鉴频器的输出波形。

三、实验仪器

1、20MHz模拟示波器 一台 2、调试工具 一套

四、实验原理

斜率鉴频器的实验原理图如图8－3所示。

Q3D4C60R74C54R69TP7R71+12VC58T4C62R77TT6TP8R70C55C61R76R72C59T5D5C63R78Q4

图8－3 斜率鉴频器实验原理图

调频波从TP7处输入，解调信号从TT6处和TP8处输出。本实验的调频波由角度调制模块的晶体振荡器直接调频电路提供。

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好角度解调模块，开关K1、K2、K3、K4、K6、K7、K8、K9、K10、K11向左拨，连接主板GND与模块GND，连接主板+12V与模块＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K11向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED10亮。

2、产生调频波

本实验调频波由角度调制模块的晶体振荡器直接调频电路提供，参考后面的附 直接调频，产生调频波，操作步骤如下：

（1）在模块上正确插好角度调制模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，连接主板GND与模块GND，连接主板＋12V与模块＋12V，检查连线正确无误后打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1亮。

（2）TP1处输入频率约1KHz，峰峰值为6V的正弦波调制信号。此信号可由正弦波振荡器模块的RC振荡电路或低频信号源提供，可参考实验十或低频信号源的使用方法。

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（3）用示波器在TT1处测量，调节T1使TT1处信号幅度最大 （4）连接TP2与角度解调模块的TP7 3、观察鉴频器的输出

用示波器在TT6处观察，调节中周T4和T5使TT6处信号最大不失真。记录TT6处信号的频率f0和最大峰峰值Vmp-p，填表8－1。

表8－1

f0（MHz） Vmp-p（V） 0.5 说明：本实验使用了多个模块，在用示波器观察信号时，示波器探头的接地线应与信号所在的模块地相接。

六、实验报告

1、按步实验并完成表8－1；

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附 直接调频

一、实验原理

在某些实际情况下，为了满足中心频率稳定度较高的要求，有时采用石英晶体振荡器直接调频电路。但由于晶体的串联谐振频率和并联谐振频率靠的很近，因而调频的频偏很小。为了扩大频偏，可在石英晶体支路中串联电感线圈，但同时使振荡频率的稳定度下降。直接调频的实验原理图如图8－4所示

+12VTP1C4R2R3C14R1L1CR1Q1C5D1L2C3Q2R11R7C6TP2T1TT1R4C1R32R5C2R8R9C7

图8-4 直接调频实验原理图

二、实验步骤

1、连接实验电路

在模块上正确插好角度调制模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，连接主板GND与模块GND，连接主板＋12V与模块＋12V，检查连线正确无误后打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、观察振荡器输出

用示波器在TT1处观察，调节T1使TT1处信号最大不失真，记录下振荡输出信号的频率f0和最大峰峰值Vop-p，填表8－1。

表8－1

f0（MHz） Vop-p（V） 3、输入调制信号V?

调制信号V?可由正弦波振荡器模块的RC振荡电路提供，也可由低频信号源提供。 （1）若调制信号V?由正弦波振荡器模块的RC振荡电路提供

参考实验十，用RC振荡电路产生频率为1.2KHz左右的正弦波调制信号V?，调节正弦波振荡器模块的W3，使调制信号V?的峰峰值V?p-p约为3V。连接正弦波振荡器模块的TP6与角度调制模块的TP1。

（2）若调制信号V?由低频信号源提供

参考低频信号源的使用方法，用低频信号源产生频率为1KHz，峰峰值约3V的正弦波调制信号V?。连接低频信号源的Vout与角度调制模块的TP1。

4、观察调频波

用模拟示波器在TT1处观察，可看到如图所示的正弦带。

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