高频实验指导书

实验一 调谐放大器 一、 实验目的

1. 熟悉电子元器件和高频电路试验箱。

2. 熟悉谐振回路的幅频特性分析通频带与选择性。

3. 熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带拓展。 4. 熟悉和了解放大器的动态范围及测试方法。 二、 实验仪器

双踪示波器、扫描仪、高频信号发生器、毫伏表、万用表、实验板G1 三、 预习要求

1．复习谐振回路原理。

2．了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。 3．实验电路中，若电感量L=1μH，回路总电容C=220pf（分布电容包括在内），计算回路中心频率f0。 四、 实验内容及步骤 （一）、单调谐回路谐振放大器 1．实验电路见图1-1

(1)按图1-1所示连接电路（注意接线前先测量+12V电源电压，无误后，关掉电源再接

线）。

图1-1单调回路谐振放大器原理图 (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，计算并填表1.1

表1.1

实 测 实 测 计 算 IC VCE 根据 VCE判断V是否工作在放大区 是 否 原因 VB V E *VB，V E是三极管的基极和发射极对地电压。 3.动态研究

(1)．测放大器的动态范围Vi~V0（在谐振点）

选R=10K,Re=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表，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Cr使回路谐振，使输出电压幅度为

1

最大。

此时调节Vi由0.02伏变到0.8伏，逐点记录V0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。

表1.2 Vi（V） 0.02 0.8 Re=1K V0（V） Re=500Ω Re=2K (2)当Re分别为500Ω、2K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)用扫描仪调回路谐振曲线。

仍选R=10K Re=1K。将扫频仪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f0=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使其成为10.7MHz，调节Cr使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0=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V0，将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据（各自）实测情况来确定。

表1.3 f(MHz) 10.7 R=10KΩ V0 R=2KΩ R=470Ω 计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。 (5)．改变谐振回路电阻，即R分别为2KΩ，470Ω时，重复上述测试，并填入表1.3。比较通频带情况。 （二）、双调谐回路谐振放大器 1．实验线路见图1-2

图1-2 双调谐回路谐振放大器原理图

2

(1)．用扫频仪调双调谐回路谐振曲线 接线方法同上（3）。观察双调谐回路谐振曲线，选C=3pf，反复调整Cr1，Cr2使两回路谐振在10.7MHz。

(2)．测双调谐回路放大器的频率特性

按图1-2所示连接电路，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，选C=3pf，置高频信号发生器频率为10.7MHz，反复调整Cr1，Cr2使两回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的频率为中心频率，然后保持高频信号发生器输出电压不变，改变频率为中心频率，然后保持高频信号发生器输出电压不变，改变频率，由中心频率向两边逐点偏离，测得对应的输出频率f和电压值，并填入表1.4。

表1.4 f(MHz) 10.7 C=3pf V0 C=10pf C=12pf 2．改变耦合电容C为10Pf、12Pf，重复上述测试，并填入表1.4。 五、实验报告要求 1．写明实验目的。

2．画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。 3．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。 4．整理实验数据，并画出幅频特性。

(1)单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带，整理并分析原因。

(2)双调谐回路耦合电容C对幅频特性，通频带的影响。从实验结果找出单调谐回路和双 调谐回路的优缺点。

5．本放大器的动态范围是多少（放大倍数下降1dB的折弯点V0定义为放大器动态范围），讨 论Ic对动态范围的影响。

3

实验二 高频功率放大器（丙类）

一、 实验目的

1． 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的计算和设计方法 2． 了解电源电压Vcc与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。 二、 预习要求

1． 复习功率谐振放大器原理及特点。

2． 分析图2-1所示的实验电路，说明各元器件作用。 三、 实验仪器

双踪示波器、扫频仪、高频信号发生器、万用表、实验板G2 四、 实验原理

谐振功率放大器如同其它功放一样，效率是一个主要的指标；而丙类功率放大器则是高频功率放大器的最常用形式。合适选择功率管的导通角，可使功率放大器的效率达90%以上。 对于丙类功率放大器而言，根据晶体管在工作时是否进入饱和区可分为

欠压、临界和过压工作状态。若仅对单一频率信号进行谐振功率放大的，应尽量使其工作在临界状态，以期获得较好的综合性能，即：较大的输出功率，较小的功率管管耗和较高的总体效率。改变谐振功率放大电路的不同参数，会改变丙类功率放大器的工作状态，从而导致谐振功率放大器的性能发生变化。

当某谐振功率放大器已工作在临界状态，则：

a) 维持其直流电源电压VCC及输入信号电压不变时，减小输出负载电阻，将使谐振功率放大电路进入欠压工作状态，反之则变为过压工作状态。

b) 维持其负载电阻及输入信号电压不变时，减小直流电源电压VCC，将使谐振功率放大电路进入过压工作状态，反之则变为欠压工作状态。

c) 维持其负载电阻及直流电源电压VCC不变时，减小输入激励电压，将使谐振功率放大电路进入欠压工作状态，反之则变为过压工作状态。

本次实验将分别验证上述各种情况下谐振功率放大器状态的改变及性能的改变。 五、 实验内容及步骤 1、实验电路见图2-1

按图接好实验板所需电源，将C、D两点短接，利用扫频仪调回路谐振频率，使其谐振在6.5MHz的频率上。

图2-1 功率放大器（丙类）原理图

2、加负载51Ω，测I0电流。在输入端接f=6.5MHz、Vi=120mV信号，使VCC在8~12V

4

范围内变化，测量各工作电压，同时用示波器测量输入、输出峰值电压，将测量值填入表2.1内。（用数字万用表测I0 电流时，将C、D点断开）

表2.1 实 测 实 测 计 算 f=6.5MHz VB VE VCE Vi V0 I0 IC Pi P0 Pe η RL=50Ω Vi=12RL=75Ω 0mV RL=120Ω VCC= RL=50Ω Vi=84 RL=75Ω mV RL=120Ω RL=50Ω Vi=12RL=75Ω 0mV RL=120Ω VCC= RL=50Ω Vi=84 RL=75Ω mV RL=120Ω RL=50Ω Vi=120mV VCC= Vi=84 mV RL=75Ω RL=120Ω RL=50Ω RL=75Ω RL=120Ω 其中： VB： 三极管V３的基极电压 VE： 三极管V３的发射极电压

VCE： 三极管V３的集电极、发射极电压 Vi：输入电压峰-峰值

V0：输出电压峰-峰值 I0：电源给出总电流

Pi：电源给出总功率（Pi=VCI0） （VCC：为电源电压） P0：输出功率

Pe：为管子损耗功率（Pe=Pi-P0）

1．加75Ω负载电阻，同2测试并填入表2.1内。 2．加120Ω负载电阻，同2测试并填入表2.1内。

3．改变输入端电压Vi=84mV,同2、3、4测试并填入表2.1内。

4．改变电源电压范围8~12V，同2、3、4、5测试并填入表2.1内。 六、实验报告要求

1．根据实验测量结果，计算各种情况下Ic、P0、Pi、η。 2．说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。 3. 总结在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求。

5

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的振荡原理。

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（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

双踪示波器、频率计、万用表、实验板G1 四、 实验内容及步骤

实验电路见图3-1。

图3-1 LC电容反馈式三点式振荡器原理图

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。 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

VEIE = 设：Re=1KΩ

RE

2．振荡频率与振荡幅度的测试

实验条件：Ie=2mA、C=120pf、RL=110K

(1) 改变Cr电容，当分别接为C9、C10、C11时，记录相应的频率值，并填入表3.1。

6

(2) 改变Cr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 Cr f(MHz) VP-P 51pf 100pf 150pf 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-P（峰-峰值），并填入表3.2。

表3.2 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 IEQ（mA） (3) 取C=C5=120pf、C’=C6=680pf，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

(1) 回路LC参数固定时，改变并联在L上的电阻使等效Q值发生变化时，对振 荡频率的影响。

实验条件：f=6.5MHz、C/C’=100/1200pf、IEQ=3mA，改变L的并联电阻R，使其分别为1KΩ、10KΩ、110KΩ，分别记录电路的振荡频率，并填入表3.3。 注意：频率计后几位跳动变化的情况。

(2) 回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。

实验条件：f=6.5MHz、C/C’=100/1200pf、R=110KΩ、IEQ=3mA,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。

Q~f 表3.2 IEQ~f 表3.4 R 1 KΩ 10 KΩ 110 KΩ IEQ=（mA） 1 2 3 4 f(MHz) 五、实验报告要求 1．写明实验目的。

2．写明实验所用仪器设备。

3. 画出实验电路的直流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果。

4．以IEQ为横轴，输出电压峰峰值VP-P为纵轴，将不同C/C’值下测得的三组数据，在同一坐标纸上绘制成曲线。

5．说明本振荡电路有什么特点。

VP-P（V） 7

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、预习要求

1．查阅晶体振荡器的有关资料。阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。

2．试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。 三、实验仪器

双踪示波器、频率计、万用表、实验板G1 四、实验内容

实验电路见图4-1。

图4-1 晶体振荡器振荡器原理图

1．测试振荡器静态工作点，调图中RP，测得IEmin及IEmax。

2．测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。 3．负载不同时对频率的影响，RL分别取110KΩ，10 KΩ,1 KΩ，测出电路振荡频率填入表4.1，并与LC振荡器比较。

RL~f 表4.1 R 110KΩ 10 KΩ 1 KΩ f（MHz） 五、实验报告要求 1．画出实验电路的交流等效电路。 2．整理实验数据。

3. 比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异，并分析原因。 4．你如何肯定电路工作在晶体的频率上。

5．根据电路给出的LC参数计算回路中心频率，阐述本电路的优点。

8

实验五 振幅调制器（利用乘法器）

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和过程。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、预习要求

1．预习幅度调制器有关知识。

2．认真阅读实验指示书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。

3．分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。 三、实验仪器

双踪示波器、高频信号发生器、万用表、实验板G3 四、实验电路说明

调幅调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。

本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，图5-1为1496芯片内部电路图，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，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，以此实现了四象限工作。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用来调节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。

图5-1 1496芯片内部电路图

9

五、实验内容

实验电路见图5-2

图5-2 1496构成的调幅器

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电位器使输出端信号最小，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V0 = KVABVC(t)计算出系数K值。并填入表5.1。

表5.1 VAB V0(P-P) K 2．实现全载波调幅 (1)调节RPI使VAB=0.1V，载波信号仍为VC(t)=10sin2π×105t(mV),将低频信号VS(t)=Vsin2π×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)=Vsin2π×103t(mV)调节RPI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时的已调波。

3．实现抑制载波调幅

(1)调RPI使调制器平衡，并在载波信号输入端IN1如VC(t)=10sin2π×105t(mV)信号，调制信号端IN2不加信号，观察并记录输出端波形。

(2)载波输入端不变，调制信号端IN2加VS(t)=Vsin2π×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。

10

实验八 相位鉴频器

一、实验目的

1．了解相位鉴频电路的基本工作原理。

2．了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。

3．将变容二极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机实验，进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。 二、预习要求

1．认真阅读实验要求，预习有关相位鉴频器的工作原理，以及典型电路和实用电路。 2．分析初级回路、次级回路和耦合回路有关参数对鉴频器工作特性（S曲线）的影响。 三、实验仪器

双踪示波器、扫频仪、频率计、万用表、实验板G4 四、实验原理

鉴频原理：调频波的特点是振幅保持不变,而瞬时频率随调制信号的大小线性变化，鉴频的 目的就是从调频波中检出低频调制信号，即完成频率—电压的变换作用。能完成这种作用的电路被称为鉴频器。相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最基本的解调电路，它具有鉴频灵敏度高、解调线性好等优点。 五、实验内容及步骤

实验电路见图8-1。

16

图8-1 鉴频器 1、用扫频仪调整鉴频器的鉴频特性。 （1）调整鉴频特性S型

实验条件：将实验电路中E、F、G三个接点分别于半可调电容CT1、CT2、CT3连接。将扫 频仪输出信号接入实验电路输入端IN，其输出信号不宜过大，一般用30db衰减器，扫频频标 用外频标，外频标源采用高频信号发生器，其输出频率调到6.5MHz。扫频仪输入检波探头用 双夹子电缆线，接至鉴频器输出端OUT即可看到S型曲线，参见图8-2，如曲线不理想，可适 当调节CT1上下对称；调CT2曲线为6.5MHz；调CT3使f0中心点附近线性度。调好后，记录 上、下二峰点频率和二峰点高度格数，即fm、Vm、Vs 。

图8-2 鉴频特性曲线

（2）用高频信号发生器逐点测出鉴频特性

输入信号改接高频信号发生器，输入电压约为50mV,用万用表测鉴频器的输出电压，在5.5MHz~7.5MHz范围内，以每格0.2MHz条件下测得相应的输出电压。并填入表8.1。

表8.1 f(MHz) 5.5 5.7 5.9 6.1 6.3 6.5 6.7 6.9 7.1 7.3 7.5 V0(mV) 找出S曲线正负两点频率fmax，fmin及Vm，Vn。 2观察回路CT1、CT2、CT3对S曲线的影响。 (1)调整电容CT2对鉴频特性的影响。 记下CT2> CT2-0或CT2< CT2-0的变化与CT2 =CT2-0曲线比较，再将CT2调至CT2-0正常位置。

17

注：CT2-0表示回路谐振时的电容量。

(2)调CT1重复(1)的实验。

(3)调CT3较小的位置，微调CT1 、CT2得S曲线，记下曲线中点及上下两峰的频率（f0、fmin、 fmax）和二点高度格数Vm、Vn，再调CT3到最大，重新调S曲线到最佳，记录：f0’、fmin、fmax 和V’m，V’n的值。

定义：峰点带宽 BW= fmax - fmin

曲线斜率 S=（Vm - Vn）/ BW

比较CT3最大、最小时的BW和S。 3、将调频电路与鉴频电路连接。

将调频电路的中心频率调为6.5MHz，鉴定器中心频率也调谐在6.5MHz，调频输出信号送入鉴频 器输入端，将f = 2KHz，Vm=400mV的音频调制信号加至调频电路输入端进行调频。

用双踪示波器同时观察调制信号和解调信号，比较二者的异同，如输出波形不理想可调鉴频器 CT1 、CT2、CT3。将音频信号加大至Vm=800mV,1000mV ??观察波形变化，分析原因。 六、实验报告

1．整理实验数据，画出鉴频特性曲线。 2．分析回路参数对鉴频特性的影响。

3. 分析调频电路和鉴频电路联机实验中遇到的问题及解决办法，画出调频输入和鉴频输出的波形，指出其特点。

18

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rbl7.html