高频实验指导书

目 录

高频电子线路D1型实验箱总体介绍 ··········································································· 1 实验一 高频小信号调谐放大器 ·················································································· 4 实验二 高频谐振功率放大器 ······················································································ 7 实验三 LC电容反馈三点式振荡器 ········································································· 10 实验四 石英晶体振荡器 ····························································································· 13 实验五 环形混频器 ····································································································· 15 实验六 乘法器混频 ····································································································· 19 实验七 集电极调幅 ····································································································· 22 实验八 乘法器调幅 ····································································································· 24 实验九 二极管包络检波 ····························································································· 26 实验十 乘法器同步检波 ····························································································· 28 实验十一 变容二极管调频 ························································································· 30 实验十二 锁相环鉴频 ································································································· 34 实验十三 乘法器鉴频 ································································································· 36 实验十四 集成芯片MC3361鉴频 ··········································································· 38 实验十五 锁相环倍频 ································································································· 40 实验十六 调频收发系统 ····························································································· 43 实验十七 调频语音通话 ····························································································· 45 实验十八 调幅语音通话 ····························································································· 46

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高频电子线路D1型实验箱总体介绍

一、概述

高频电子线路D1型实验箱的实验内容是根据高等教育出版社出版的〈〈高频电子线路〉〉一书而设计的（作者张肃文）。本实验箱共设置了18个实验，分别是：高频小信号调谐放大器实验、高频谐振功率放大器实验、LC电容反馈三点式振荡器实验、石英晶体振荡器实验、环形混频器实验、乘法器混频实验、集电极调幅实验、乘法器调幅实验、二极管包络检波实验、乘法器同步检波实验、变容二极管调频实验、锁相鉴频实验、乘法器鉴频实验、集成芯片MC3361鉴频实验、锁相环倍频实验、调频收发系统实验、调频语音通话实验、调幅语音通话实验。其中前15个实验是为配合教学课程而设计的，主要帮助学生加深理解课堂所学内容。后3个实验是系统实验，让学生了解每个复杂的无线收发系统都是由一个个单元电路组成的。

本实验箱采用“积木式”结构，将实验所需的直流电源、频率计、低频信号源、高频信号源和调幅调频语音通话单元设计成一个公共平台。实验模块以插板的形式插在实验箱主板上。所有模块与公共平台之间采用2号迭插头对或射频连接线进行连接。其中，红色迭插头对用于连接主板直流电源和模块直流电源，黑色迭插头对用于连接主板GND和模块GND，实验中信号输入输出使用射频连接线连接，黄色迭插头对作为其它情况时的连接线。使用前请仔细阅读实验箱主板上的使用注意事项。

二、主机介绍

主机提供实验所需的直流电源，包括四路直流电源：+12V、+5V、-12V、-5V，共直流地。直流电源下方是频率计、低频信号源、高频信号源和调幅调频语音通话单元。其中，频率计、低频信号源、高频信号源不作为实验内容，属于实验工具。各单元使用方法介绍如下：

1、频率计

本实验箱提供的频率计是基于本实验箱实验的需要而设计的。它适用于频率低于20MHz，幅度Vp-p=100mV～5V的信号。

使用方法：首先按下开关K201。测试信号从TP201或TP202输入，数码管LED1～LED8显示所测信号的频率。其中，前6个数码管显示有效数字，第8个数码管显示10的幂，单位为HZ（如显示10.7000—6，则频率为10.7MHZ）。第7个数码管显示—，用于间隔前6个数码管和第8个数码管。

频率计精度为：若信号为MHz级，显示精度为百赫兹。若信号为KHz和Hz级则显示精度为赫兹。

2、低频信号源

本实验箱提供的低频信号源是基于本实验箱实验的需要而设计的，可输出三角波、方波、正弦波，频率范围100Hz～2MHz，分六个频段连续可调。输出信号峰峰值最大为6V。

K301为低频信号源的电源开关，TP301、TP302和TP303为信号输出接口。接口下方有2个军品插座，在对信号要求较高时，在这2个插座上插容值合适的独石电容来处理输出正弦波的尖顶失真。对于本实验箱的实验要求不需要对输出信号做处理。

K302用于选择输出波形。K302拨到最上端输出正弦波，拨到中间输出方波，拨到最下

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端输出三角波。

K303、K304、K305、K306、K307、K308用于选择输出信号的频段。向右拨为选中该频段，向左拨为关闭该频段。各开关对应的频段范围如表1所示：

表1 各开关对应频段范围

K303 K305 K307 100HZ～600HZ 5KHZ～15KHZ 100KHZ～500KHZ K304 K306 K308 600HZ～5KHZ 15KHZ～100KHZ 500KHZ～2MHZ 频率调节和幅度调节电位器用于调节输出信号的频率和幅度。顺时针调节，调节量增大。 使用方法：首先按下开关K301，选择波形和频段，在TP301或TP302或TP303处取输出波形。例如需输出3KHZ正弦波（峰峰值1V），则按下开关K301，K302拨到最上端，K304向右拨，K303、K305、K306、K307、K308向左拨。用示波器在TP301处观察，调节频率调节电位器使输出信号的频率为3KHZ，调节幅度调节电位器使输出信号的峰峰值为1V。

3、高频信号源

本实验箱提供的高频信号源是基于本实验箱实验的需要而设计的。它只输出正弦波，频率范围2MHz～20MHz，分两个频段连续可调。输出信号峰峰值最大为3V。

K401为高频信号源的电源开关，TP401、TP402和TP403为输出信号接口。K402、K403为频段选择开关，向右拨为选中该频段，向左拨为关闭该频段。幅度调节和频率调节电位器用于调节输出信号的幅度和频率。顺时针调节，调节量增大。

K404为10.7MHZ信号的锁定开关。不需要锁定10.7MHZ信号时切记不要按下此开关，否则其它频率信号受干扰。在本实验箱的实验内容中只有环形混频器实验、乘法器混频实验和集成芯片MC3361鉴频实验需要锁定频率的10.7MHz信号。

使用方法：首先按下开关K401，然后选择频段，在TP401或TP402或TP403处取输出信号。如需输出2MHZ的正弦波（峰峰值2V），则按下开关K401（此时不要按下开关K404），K402向右拨，K403向左拨。用示波器在TP401处观察，调节频率调节电位器使输出信号的频率为2MHZ，调节幅度调节电位器使输出信号的峰峰值为2V。

若需输出锁定频率的10.7MHZ正弦波，则按下开关K401和K404，K402向左拨，K403向右拨。用示波器在TP401处观察，调节频率调节电位器使输出信号频率为10.7MHz，调节幅度调节电位器使输出信号幅度满足要求且失真最小。

4、调幅调频语音通话

实验箱提供的调幅调频语音通话单元是基于本实验箱实验的需要而设计的。它和集电极调幅与大信号检波模块一起使用可以实现调幅语音通话实验。它和发射模块、接收模块一起使用可以实现调频语音通话实验。

开关K501、K502为该单元的电源开关，使用时都需按下。 语音信号经过话筒转换为微弱的电信号，经过该单元的处理后从TP502输出，将TP502处的信号引入到集电极调幅与大信号检波模块或发射模块作为调制信号。集电极调幅与大信号检波模块或接收模块解调出的调制信号再引入到调幅调频语音通话单元的TP501，经过该单元的处理来驱动耳机。这样就完成了通话实验。音量调节电位器用于调节音量，失真调节电位器用于调节语音失真。

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三、模块介绍

1、接收模块：

（1）实验一 ―― 高频小信号调谐放大器实验 （2）实验十四―― 集成芯片MC3361鉴频实验 2、环形混频器模块：

（1）实验五 ―― 环形混频器实验

（2）实验三 ―― LC电容反馈三点式振荡器实验 （3）实验四 ―― 石英晶体振荡实验 3、集电极调幅与大信号检波模块： （1）实验七 ―― 集电极调幅实验

（2）实验九 ―― 二极管包络检波实验 （3）实验十八―― 调幅语音通话实验 4、发射模块：

（1）实验二 ―― 高频功率放大器实验 （2）实验十一―― 变容二极管调频实验 5、锁相环应用模块：

（1）实验十二―― 锁相环鉴频实验 （2）实验十五―― 锁相环倍频实验 6、乘法器模块：

（1）实验六 ―― 乘法器混频实验 （2）实验八 ―― 乘法器调幅实验 （3）实验十 ―― 乘法器同步检波实验 （4）实验十三―― 乘法器鉴频实验 另外，发射模块和接收模块可以完成： （1）实验十六――调频收发系统实验 （2）实验十七――调频语音通话实验

说明：用户可对各模块进行组合，开发出新的实验，也可挂接自己开发的模块。做实验时必须把具有相应实验内容的模块插在主板上。

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实验一 高频小信号调谐放大器

一、实验目的

1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。 2、掌握负载对谐振回路的影响。

3、掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。

二、实验内容

1、测试小信号放大器的静态工作状态。 2、观察放大器输出波形与谐振回路的关系。 3、测试放大器的幅频特性。 4、观察放大器的动态范围。

三、实验仪器

1、BT-3（G）型频率特性测试仪（选项） 一台 2、20MHz模拟示波器 一台 3、数字万用表 一块 4、调试工具 一套

四、实验基本原理

在无线电技术中，经常会遇到这样一个问题——所接收的信号很弱，而此信号又往往是与干扰信号同时进入接收机的。我们希望将有用信号得到放大，而把无用的干扰信号抑制掉。借助于选频放大器，有选择地对某频率信号进行放大，便可达到此目的。小信号调谐放大器便是这样一种最常用的选频放大器。图1-1为共发射极晶体管高频小信号调谐放大器，晶体管集电极负载为LC并联谐振回路。它不仅放大高频信号，而且还有一定的选频作用。在高频情况下，晶体管的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率或相位。

+12V35.1KRA2WA1100K21CCA2CA3100pFQA1UiRA7100CA20.01uFRA315KRA41.5KRA51KTA15004UoCA40.1uF

图1-1 高频小信号调谐放大器

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五、实验步骤

1、计算选频回路谐振频率 实验电路如图1-1所示，若电感量TA1=1.8uH～2.4uH，回路总电容CA3+CCA2=105 pF～125pF（分布电容包括在内），计算回路谐振频率f0的范围。

2、将接收模块正确插在实验箱主板上。参照接收模块小信号调谐放大器部分的丝印正确连接实验电路：K1、K2、J2向左拨，J1向下拨。GND接GND，+12V接+12V（从主板直流电源部分+12V和GND插孔用连接线接入）。检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关），开关K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LEDA1亮。

3、静态工作点调节

TP4接GND，调节WA1使三极管QA1发射极电压VE在6.8V左右，然后去掉TP4与GND的连线。

4、动态测试

（1）用高频信号源产生频率约10.7MHz，峰峰值约600mV的正弦波信号作为放大器的输入信号Vi（参见高频信号源使用方法），从TP7或TP4处输入，用示波器在三极管QA1的

′

基极观察，记此信号为Vi（TP7与三极管QA1之间接有一个由电阻和电容组成的衰减网络，对输入信号Vi的幅度进行衰减），记录Vi′的幅度。再用示波器在TT1处观察输出信号Vo的幅度，调节TA1和CCA2使输出信号Vo幅度最大且失真最小（注意TA1不宜调的太深，否则会使信号源和放大器达不到最佳匹配，此时Vi会失真），选择正常放大区的输入电压Vi，改变Vi的峰峰值，用示波器在TT1处观察Vo的峰峰值变化情况，填表1-1。

表1-1

Vip-p（V）/f= MHz Vi′p-p（V） Vop-p（V） 增益（dB） 0.4 0.5 0.6 0.7 （2）测试放大器频率特性

本实验箱高频信号源幅度调节采用运放和可调电阻实现，受运放增益带宽积的限制，对不同频率的信号幅度放大倍数不一致。也就是说即使高频信号源的幅度调节电位器不调节，调节频率调节电位器，输出信号的幅度会随频率的增加而减小。这会给本步骤实验带来不便。同时，由于射频连接线和2号迭插头对的阻抗特性，对某频段的信号（约12MHz～13MHz）可能使高频信号源与放大器不匹配。建议使用外置高频函数发生器完成本步骤实验。

调节高频信号源使Vi的频率为10.7MHz，峰峰值为700mV。用示波器在TT1处观察，调节TA1和CCA2，使输出信号最大且不失真（注意输入信号也不要失真）。保持Vi幅度不变，改变Vi的频率，观察Vo幅度的变化情况。填表1-2。

表1-2

f（MHz） Vop-p（V）

10.7 －5－

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（3）用扫频仪测试通频带（选做）

用扫频仪调回路谐振曲线：去掉放大器的输入信号，将扫频仪射频输出送入放大器输入端，放大器输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置），调节回路TA1与CCA2使回路谐振在10.7MHz。根据谐振曲线测试通频带。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点范围。 3、整理实验数据并画出幅频特性曲线。

4、本放大器的动态范围是多少（增益下降1dB弯折点时的Vo定义为放大器动态范围），讨论RA4对动态范围影响。

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实验二 高频谐振功率放大器

一、实验目的

1、理解谐振功率放大器的工作原理

2、理解负载阻抗和激励信号电压变化对功放工作状态的影响。 3、掌握谐振功率放大器的调谐特性、放大特性和负载特性。

二、实验内容

1、调试谐振功放电路特性，观察各点输出波形。

2、改变输入信号大小，观察谐振功率放大器的放大特性。 3、改变负载电阻值，观察谐振功率放大器的负载特性。

三、实验仪器

1、BT-3频率特性测试仪（选项） 一台 2、高频电压表（选项） 一台 3、20MHz双踪模拟示波器 一台 4、万用表 一块 5、调试工具 一套

四、实验原理

丙类功率放大器常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。本实验的电路图如图2-1所示。

+12VR243K123C2868pFT14005CC35-25pF123C3268pFT24005UoW44.7KUiCC25-25pFQ5Q6R2610R2810J7J8J9R251.5KC260.01uFR27300C310.33uFR2920R3151R3251R33100 图2-1 实验电路图

五、实验步骤

1、在主板上正确插好发射模块，对照发射模块中的高频谐振功放部分的丝印，正确连接

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实验电路：K1、K2、J6向左拨，连接TP11和TP12，＋12V接+12V，GND接GND（从主板直流电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关），K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED2亮。

2、静态工作点调节：调节W4，使Q5发射极电压VE=2.2V。 3、产生功放输入信号

实验中功放的输入信号是由前级变容二极管调频部分的LC振荡产生的。产生方法如下： 关闭功放电源开关，即K2向左拨。打开变容二极管调频部分电源开关，即K1向右拨。J1、J4向上拨，J2、J3、J5向下拨，J6向左拨。用示波器在TT1处观察波形，调节CC1使信号频率为10.7MHz，调节W3使信号峰峰值为500mV左右（若调不到，调节W2使之满足要求）。

4、调节功放回路参数使其谐振

K2、J6向右拨，J8向上拨，J7、J9、J10向下拨。则信号进入功放（若功放未调谐好则TT1处信号会有失真）。用示波器在TT2处观察，调节T1、T2、CC2、CC3使TT2处波形最大且不失真（调节量不要调节的太深，否则会使输入信号失真）。

5、观察放大特性

调W3使TT1处信号幅度由小变大，用示波器观察Q6发射极电压波形，直至观察到有下凹的电压波形为止（如图2-2），此时说明Q6进入过压状态（如果下凹波形左右不对称，则微调T1、T2使其非对称性得到适当改善）。如果再继续增加输入信号的幅度，则可以观测到下凹的电压波形的下凹深度增加（20MHz示波器探头如果用×1档看下凹不明显，则用×10档看）。

图2-2

注意：在高频情况下，由于电阻存在电容和电感分量，下凹不可能完全对称。

6、观察负载特性：

TT1处信号为Vp-p=500mV左右。调节中周T1、T2（J7向上拨，J8、J9、J10向下拨，此时负载应为50Ω），使电路谐振在10.7MHz（此时TT2处波形应不失真且最大）。微调输入信号大小，在Q6的发射极处观察，使放大器处于临界工作状态。改变负载，使负载电阻依次变为25Ω（J7、J8向上拨，J9、J10向下拨）→51Ω（J7向上拨、J8、J9、J10向下拨）→100Ω（J9向上拨，J7、J8、J10向下拨）。用示波器在Q6发射极处能观察到不同负载时的电压波形（由欠压、临界至过压）。在改变负载时，应保证输入信号大小不变（即在负载50Ω时处于临界状态）。同时在不同负载情况下，电路应处于最佳谐振（即在TT2处观察到的波形应最大且不失真。20MHz示波器探头如果用×1档看不明显，则用×10档看）。

7、测量功放的效率η

关闭实验箱电源开关，去掉TP11与TP12的连线。把万用表打到测试直流电流档（量程大于200mA），将万用表的红表笔接TP12，黑表笔接TP11。打开实验箱电源开关，读出电流

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值Io。用示波器在TT2处观察输出信号Vo幅度，填表2-1。

表2-1

Io（A） 电源功率 Vop-p（V） 负载RL（Ω） 输出功率Po 效率η 六、实验报告

1、写明实验目的。

2、画出欠压、临界、过压时Q6发射极的电压波形。 3、整理实验数据，完成表2-1。

4、分析实际中丙类功放的效率为什么达不到理论所说的那么高。

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用模拟乘法器实现混频，只要ux端和uy端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如455KHz，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图6-2所示：

图6-2 混频原理框图

若ux(t)?Vscoswst ，uy(t)?Vocoswot则：

uc(t)?KVsVocoswstcoswot?经带通滤波器后取差频

1KVsVo[cos(wo?ws)t?cos(wo?ws)t] 2uo(t)?1KVsVocos(wo?ws)t wo?ws?wi为某中频频率。 2R111R18R19C152+12V实验电路图如图6-3所示。

R1123C110输入（10.7MHz）1C148101IC11MC1496613911712R114R115C12R13R16R15R110C17输出(455KHz)11414输入（10.245MHz）FL11C16W15R113R12C13ZD2-12V

图6-3 实验电路图

其中第10脚输入信号频率为10.7MHz，第1脚输入频率位10.245MHz的信号，输出端接有455KHz陶瓷滤波器。

五、实验步骤

1、在主板上正确插好乘法器模块和环形混频器模块，对照乘法器模块混频部分的丝印，正确连接实验电路：K1、K2向左拨，＋12V接+12V，－12V接－12V，GND接GND（从主板直流电源部分±12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关）。K1、K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。

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2、组成混频电路

J11、J14、J15向左拨，J12、J13向上拨。 3、输入信号

TP9或TP10处输入10.245MHz的正弦波（由环形混频器模块石英晶体振荡产生，参考实验四），TP11或TP12处输入10.7MHz的载波信号,峰峰值约1V（由高频信号源提供10.7MHz锁定信号，参考高频信号源使用）。

4、观察混频输出波形

用示波器在TT11处观察输出波形，输出信号频率应为455KHz。

六、实验报告

1、写明实验目的。 2、分析实验原理。

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实验七 集电极调幅

一、实验目的

1、理解集电极调幅工作原理。 2、掌握动态调幅特性的测试方法。

3、掌握利用示波器测量调幅系数ma的方法。

二、实验内容

1、调试集电极调幅电路特性，观察各点输出波形。 2、改变载波信号幅度，观察电流波形。

3、改变调制信号幅度，观察调幅波的变化情况。

三、实验仪器

1、20MHz双踪模拟示波器 一台

四、实验原理

集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。调幅管处于丙类工作状态。实验电路如图7-1所示。

T3R91R1423W1CC15-25pFC1347pFQ1T14005CC25-25pFC368pFQ2123T24005C84.7uF/50V+12V载波C1调幅波调制信号R12R11R1C12R13R2C4 图7-1 实验电路图

五、实验步骤

1、在主板上正确插好集电极调幅与大信号检波模块，对照集电极调幅与大信号检波模块部分的丝印，正确连接实验电路：K1向左拨，J1向下拨。＋12V接+12V，GND接GND（从

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主板直流电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（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LED亮。

2、调节静态工作点：调W1使Q1发射极电压UEQ＝2.1V。

3、从IN1或IN2处输入10.7MHz的载波信号（Vp-p=900mV左右，此信号由高频信号源提供，在实验过程中可微调载波大小以获得最好的调幅波），在TT1处用示波器观察输出波形，调节T1、T2、CC1、CC2使TT1处信号最大且不失真。

4、测试动态调制特性（调制信号和载波输入建议使用射频连接线） 用示波器在Q2发射极测试波形，改变载波信号的大小，直到观察到波形有下凹现象为止，此时Q2工作于过压状态。保持载波信号幅度不变，从IN3或IN4处输入1KHz的正弦调制信号V?（V?由低频信号源提供，参考低频信号源使用方法），V?由小变大，此时用示波器在TT1处可观察到调幅信号如图7-2所示，填表7-1。

表7-1

V?p-p（V） ma 0.6 0.8 1 2 3 4 BA

图7-2 调幅系数测量 ma?A?B?100% A?B六、实验报告

1、写明实验目的。

2、整理实验数据，完成实验表格。 3、画出调幅波的波形。

4、分析影响调幅系数的因素。

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实验八 乘法器调幅

一、实验目的

1、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握其调整方法。 2、掌握利用乘法器实现平衡调幅的原理及方法。

二、实验内容

1、用乘法器组成平衡调幅电路。

2、产生抑制载波振幅调制信号，观察调幅波波形。 3、产生有载波振幅调制信号，观察调幅波波形。

三、实验仪器

1、双踪示波器 一台

四、实验原理及电路

实验电路图如图8-1所示。

R111R18R19C148101+12V载波C152R112R1143613911712C110R1151IC11MC1496C11R141R17R15R110C171调幅波C184C16W1L2R11314调制信号R12-12VZD2C135

图8-1 实验电路图

五、实验步骤

1、在主板上正确插好乘法器模块，对照乘法器模块调幅部分的丝印，正确连接实验电路：K1、K2向左拨，＋12V接+12V，－12V接－12V，GND接GND（从主板直流电源部分±12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关）。K1、K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。

2、产生抑制载波振幅调制信号

J11、J14、J15向右拨，J12、J13向下拨。

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（1）直流特性测量

TP11或TP12输入10.7MHz，峰峰值约700mV的载波信号，TP9或TP10处输入1KHz的正弦波调制信号。先使调制信号很小，调节W1使在TT11处测试的信号幅度最小。

（2）观察调幅波波形

逐渐增大调制信号的幅度（最大峰峰值约为1V，太大会失真），直至TT11出现抑制载波的调幅信号。在实验过程中应微调载波信号的幅度，以得到最好的输出波形。观察并记录调制度m=100%和m>100%时调幅波的波形。

注：由于载波频率和调制信号的频率相差很大，调制信号的1个包络里有10700个载波周期，用示波器观察调制度m=100%和m>100%的调幅波在零点附近的波形时，调制信号与载波相成的幅度很小，几乎接近于零，以致调幅波在零点处的倒相现象不是很明显。

注意：此调幅波作为同步检波实验的调幅波输入信号。 3、产生有载波振幅调制信号

在步骤2的基础上调节W1，使TT11处信号有载波存在，此即为有载波振幅调制信号。加大示波器扫描速率，载波保持不变，将调制信号改为同频率的方波，调节W1和方波的幅度，观察记录TT11处波形。

六、实验报告

1、写明实验目的。 2、分析实验原理。

3、分析乘法器调幅与集电极调幅的差异。

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实验九 二极管包络检波

一、实验目的

1、掌握调幅波的解调方法。 2、掌握二极管包络检波的原理。 3、掌握包络检波器的主要技术指标。

4、掌握各种检波波形失真的产生原因及克服方法，。

二、实验内容

1、完成普通调幅波的解调。

2、观察调幅波解调中的对角线失真、负峰切割失真现象。

三、实验仪器

1、20MHz双踪模拟示波器 一台

四、实验原理

二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号。它具有电路简单易于实现的特点。本实验电路图如图9-1所示。

调幅波R3C6C7C10解调信号J4J5J6J2J3R4R5R6R7R10

图9-1 实验电路图

五、实验步骤

1、在主板上正确插好集电极调幅与大信号检波模块，对照检波单元的丝印，正确连接实

验电路：K1向左拨，＋12V接+12V，GND接GND（从主板直流电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（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LED亮。

2、产生调幅波

参考实验七产生调幅波。 3、观察检波器输出波形

J1向上拨，即调幅波接入到检波器中。用示波器在TT2处观察以下三种情况时检波器的输出波形。

（1）J2、J5向上拨，J3、J4、J6向下拨，观察不失真检波输出波形。

（2）J3、J5向上拨，J2、J4、J6向下拨，观察“对角线切割失真”现象，若不明显可加大

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ma或改变各开关的波动方向。

（3）J2、J6向上拨、J3、J4、J5向下拨，观察“负峰切割失真”现象，若现象不明显可加大ma或改变各开关的波动方向。

注意：实验中若现象不明显可改变J2、J3、J4、J5、J6的拨动方向，以获得最佳实验效果。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、说明二极管包络检波的原理。

3、画出检波失真波形，分析产生失真的原因及解决方法。

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实验十 乘法器同步检波

一、实验目的

1、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调幅波的解调方法。 2、掌握利用乘法器实现同步检波的原理及方法。

二、实验内容

1、用乘法器组成同步检波电路。 2、调幅波的解调。

三、实验仪器

1、双踪示波器 一台

四、实验原理及电路

利用一个和调幅波信号的载波同频同相的信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验电路图如图10-1所示。

载波R271R211C29R212R21392137311+12VR28C268C2146R219调频波1101IC21C212C22112C24R24R26R23W2R254R21714R2188C220+12VC275C210R215R214C2112R21613R221检波输出C219IC22A4-12VR210-12VC28ZD1C215

图10-1 实验原理图

五、实验步骤

1、在主板上正确插好乘法器模块，对照乘法器模块检波部分的丝印，正确连接实验电路：K1、K2向左拨，＋12V接+12V，－12V接－12V，GND接GND（从主板直流电源部分±12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关）。K1、K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。

2、产生调幅波

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参考实验八产生调幅波。 3、组成同步检波电路

J21、J22、J23向左拨，J24向下拨，组成同步检波电路。 4、输入信号观察检波输出

TP4或TP3处输入10.7MHz的载波（由高频信号源提供，此信号与调幅实验中的载波信号为同一信号），使载波幅度较小，调W2使在TT21处观察到的信号近似为0，在TP7或TP8处输入由调幅实验中产生的抑制载波调幅信号，即将TT13与TP8连接（或TP14与TP7连接），这时在TT21处用示波器应能观察到调制信号的波形，微调W2可使输出波形幅度增大，波形失真减小。调制信号与载波信号的大小在实验过程中应微调，以保证输出信号最好。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、分析同步检波的原理。

3、比较同步检波与二极管包络检波的异同。

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实验十五 锁相环倍频

一、实验目的

1、掌握模拟锁相环的组成及工作原理。 2、学习用集成锁相环构成锁相倍频电路。

二、实验内容

1、完成锁相环倍频实验，观察输出端波形并测量其频率。 2、测试锁相环的同步带。

三、实验仪器

20MHz双踪模拟示波器 一台

四、实验原理

锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态之后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。

锁相环由三部分组成，如图15-1所示。

图15-1 锁相环组成方框图

实验电路图如图15-2所示。信号从TP7输入，设输入信号的频率为fR，则经过锁相环后TT22处信号频率也为fR，TT22处信号经74LS393进行n倍频。在TT21处就能观察输出信号的频率为nfR。74LS393的输入信号不能大于2.4V，W3用于调节74LS393的输入电压幅度以使之满足要求。

在锁相环锁定之后，若输入信号频率发生变化，产生了瞬时频差，从而使瞬时相位差发生变化，则环路将及时调节误差电压去控制其内部的压控振荡器VCO，使VCO的输出信号频率随之变化，即产生新的控制频差，VCO输出频率及时跟踪输入信号频率。当控制频差等于固有频差时，瞬时频差再次为零，继续维持锁定，这就是跟踪过程。在锁定后能够继续维持锁定所允许的最大固有角频差的两倍称为跟踪带或同步带。

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倍频输出C12R4R311011J11C10参考信号C11R2+5VW3C13IC4B89101112J10J93Q3Q2Q1Q0MR967CLK13IC1J812151416136543Q3Q2Q1Q0MRCLKVCC2114285R1W2C9C74C8J1J2J3J4J5J6J7IC4AR5FC4C1C2C3C4C5C6CC2 图15-2 实验电路图

五、实验步骤

1、在主箱上正确插好锁相环应用模块，对照锁相环应用模块中PLL频率合成器部分的丝印，正确连接实验电路：K1、K2向左拨，＋5V接+5V，－5V接－5V，GND接GND（从主板直流电源部分±5V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关）。K1、K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。

2、锁相倍频实验

TP4或TP7处输入50KHz的正弦波信号（Vp-p约2V，由低频信号源部分提供），作为参考信号。

（1）16倍频实验

J8向右拨，J9、J10、J11向左拨，J1、J2、J7向上拨，J3、J4、J5、J6向下拨。用示波器在TT22处观察信号频率是否与参考信号频率相同，若不是调节CC2使之相同。当两信号频率相同时适当调节W2使TT22处波形清晰可见。用示波器在TT21处观察输出信号的频率是否为16×50KHz=800KHz。调节W3使47LS393的输入信号 幅度满足要求并使TT21处信号失真最小。

（2）32倍频实验

J9向右拨，J8、J10、J11向左拨，J2、J3、J7向上拨，J1、J4、J5、J6向下拨。用示波器在TT22处观察信号频率是否与参考信号频率相同，若不是调节CC2使之相同。当两信号频率相同时适当调节W2使TT22处波形清晰可见。用示波器在TT21处观察输出信号的频率是否为32×50KHz=1.6MHz。调节W3使47LS393的输入信号 幅度满足要求并使TT21处信号失真最小。

（3）64倍频实验

J10向右拨，J8、J9、J11向左拨，J3、J4、J7向上拨，J1、J2、J5、J6向下拨。用示波器在TT22处观察信号频率是否与参考信号频率相同，若不是调节CC2使之相同。当两信号频率相同时适当调节W2使TT22处波形清晰可见。用示波器在TT21处观察输出信号的频率

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是否为64×50KHz=3.2MHz。调节W3使47LS393的输入信号 幅度满足要求并使TT21处信号失真最小。

（4）128倍频实验

J11向右拨，J8、J9、J10向左拨，J4、J5、J7向上拨，J1、J2、J3、J6向下拨。用示波器在TT22处观察信号频率是否与参考信号频率相同，若不是调节CC2使之相同。当两信号频率相同时适当调节W2使TT22处波形清晰可见。用示波器在TT21处观察输出信号的频率是否为128×50KHz=6.4MHz。调节W3使47LS393的输入信号幅度满足要求并使TT21处信号失真最小。

调试方法为：用双踪示波器同时在TP4和TT22处观察（若TT22处无波形，则适当调节W3），调节CC2使两处信号频率相同。如果TT22的波形频率比TP4的高，则应将锁相环Pin13的外接电容值减小，否则增大。当两信号频率相同时适当调节W2使TT22处波形清晰可见。当TT21处信号频率为MHz级时，方波上升沿与下降沿占信号周期的增大，方波会变的平滑,TT21处信号失真属于正常现象。

3、测试锁相环同步带

（1）将锁相倍频电路接连成16倍频电路，使TT21处输出信号锁定在800KHz。用双踪示波器的探头分别观察TP4处信号和TT22处信号，示波器上同时显示两处信号波形，TT22处的波形为方波。

（2）改变TP4或TP7处输入信号的频率fR

①增大fR，观察示波器上两波形。开始时，两波形同步移动，此时处在同步跟踪状态。fR增加到一定值时，只有TP4处输入信号（正弦波）的频率fR在变化，而TT22处信号（方波）的频率不变。此时，处于失锁状态，此时输入信号频率的记为fR1。

②在①的基础上减小TP4处输入信号的频率fR，直至进入锁定状态（两波同步移动，频率相同）。调节W2（逆时针调节），再增大fR值直至失锁，此时TP4处输入信号的频率记为fR2，比较fR1与fR2保留最大的一个值。

③重复②，找到最大的fR，则锁相环的同步带为2?fR。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、分析锁相环倍频原理。

3、整理锁相倍频实验中所得的数据，查找资料分析锁相环Pin13外接电容的作用。 4、根据实验测出锁相环同步带值。

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实验十六 调频收发系统

一、实验目的

1、掌握调频发射机整机电路的设计与调试方法及调试中常见故障的分析与处理。 2、学习如何将各种单元电路组合起来完成工程实际要求的整机电路设计。 3、掌握基本的调频接收机电路的构成与调试方法。 4、了解集成电路单片接收机的性能及应用。

二、实验内容

1、调试发射模块的电路特性，实现发射机的正常工作。 2、观察发射模块各点的波形。

3、调试接收机的电路特性，实现接收机的正常接收。 4、用接收机接收发射机信号并观察接收机各点的波形。

三、实验仪器

1、20MHz双踪模拟示波器 一台 2、万用表 一块

四、实验原理

发射模块变容二极管调频单元产生调频波，调频波经过发射模块的功放进行功率放大，以获得较大的发射功率。经过功放放大的调频波从天线发射出去。接收机接收的调频信号是很微弱的，而且接收信号里面还有大量的干扰信号，所以接收机的高频小信号放大器对接收信号进行选频放大。经过放大滤波的信号送入鉴频器进行解调以得到调制信号。

五、实验步骤

1、实验中可能出现的故障

高频电路由于受分布参数的影响及各种耦合与干扰的影响，使得电路的稳定性比起低频电路来要差些，同时L、C元件在环境温度发生变化时会有漂移，所以在LC调频时，电路稳定性不好。另外，由于后级功放的输出信号较强，信号经公共地线、电源线或连接导线耦合至LC振荡级，从而改变了振荡回路的参数或工作状态。这样在各单元电路调整好后，还要仔细进行整机联调。

2、在主板上正确插好发射模块和接收模块。正确连接模块电源线。 （1）参考实验十一，完成变容二极管调频的调试。 （2）参考实验二，完成高频谐振功率放大器的调试

（3）发射模块J6向右拨，J10向上拨，J7、J8、J9向下拨。完成发射模块的联调，使ANTEL输出的信号为10.7MHz，且幅度最大失真最小。

（4）接受模块J1向上拨，J2向右拨。用实验箱所配天线的鄂鱼夹连接发射模块ANTEL和接收模块ANTEL。并使两根天线的另一头靠的很近。

（6）不加调制信号，用示波器观察系统各点波形，调试各调节元件使接收模块TTB2处

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输出455KHz的信号，说明鉴频器正常工作。然后在TP3或TP4处加入调制信号（1KHz，峰峰值2V），用示波器在接收模块的TT2处观察解调信号。调节发射模块CC1、T1、T2，调制信号幅度使TT2处信号幅度最大失真最小。

注意：整机调试有点复杂，切忌心烦气燥。在调试中要分析各点波形出现异常的原因再解决。变容二极管反向偏压、调制信号幅度及LB1的状态影响解调失真。LC振荡的频率要尽量为10.7MHz，以使鉴频芯片MC3361正常工作。另外变容二极管的接入系数对鉴频输出也有影响。

通过复杂的调试锻炼学生处理电路中异常现象的能力，对整个系统有更深入的理解。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、分析整个系统的工作原理，分析信号流向及变化情况。 3、分析各调节元件的作用。

4、分析系统干扰的产生原因及解决方法。

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实验十七 调频语音通话

一、实验目的

1、建立对实际调频通信系统的感性认识，提高学习兴趣。 2、巩固课堂教学内容。

二、实验内容

1、进行调频语音通话实验。

三、实验仪器

1、20MHz双踪模拟示波器 一台 2、万用表 一块

四、实验原理

话筒将语音信号转化为微弱的电信号，经过调幅调频语音通话单元的放大与滤波进入变容二极管调频电路，用来产生调频波。经过功放和接收模块解调出语音信号。由于解调出的语音信号很微弱，要经过功放才能驱动耳机。

五、实验步骤

1、在主板上正确插好发射模块和接收模块。正确连接模块电源线。 （1）参考实验十六，完成1KHz调制信号的调制与解调。

（2）将实验箱所配的耳机话筒分别插到主板的话筒座和耳机座中。按下调幅调频语音通话单元的电源开关K501，K502。连接发射模块TP3（或TP4）与调幅调频语音通话单元的输出（或TP502），连接接收模块TP9（或TP8）与调幅调频语音通话单元的TP501（或输入）

（3）带上耳机，对着话筒说话。调节音量调节和失真调节电位器使耳机输出最清晰，噪声最小。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、分析整个系统的工作原理，分析信号流向及变化情况。 3、写出通话调试过程中遇到的问题以及解决方法。

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实验十八 调幅语音通话

一、实验目的

1、建立对实际调幅通信系统的感性认识，提高学习兴趣。 2、巩固课堂教学内容。

二、实验内容

1、进行调频语音通话实验。

三、实验仪器

1、20MHz双踪模拟示波器 一台 2、万用表 一块

四、实验原理

话筒将语音信号转化为微弱的电信号，经过调幅调频语音通话单元的放大与滤波进入集电极调幅电路，用来产生调幅波。经过二极管包络检波解调出语音信号。由于解调出的语音信号很微弱，要经过调幅调频语音通话单元的功放电路才能驱动耳机。

五、实验步骤

1、在主板上正确插好集电极调幅与大信号检波模块。正确连接模块电源线。 （1）参考实验七，完成集电极调幅。

（2）J1向上拨，参考实验九完成1KHz信号的无失真检波。

（3）去掉1KHz调制信号，保留载波信号。将实验箱所配的耳机话筒分别插到主板的话筒座和耳机座中。按下调幅调频语音通话单元的电源开关K501，K502。连接集电极调幅与大信号检波模块的IN3（或IN4）与调幅调频语音通话单元的输出（或TP502），连接集电极调幅与大信号检波模块的TP10（或TP9）与调幅调频语音通话单元的TP501（或输入）。

（3）带上耳机，对着话筒说话。调节音量调节和失真调节电位器使耳机输出最清晰，噪声最小。

六、实验报告

1、写明实验目的。

2、分析整个系统的工作原理，分析信号流向及变化情况。 3、写出通话调试过程中遇到的问题以及解决方法。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uj28.html