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文檔簡介

1、目 錄實驗一 調諧放大器 (實驗板1)2實驗二 電容反饋式三點式振蕩器 (實驗板1)5實驗三 石英晶體振蕩器 (實驗板1) 7實驗四 振幅調制器 (實驗板3) 8實驗五 調幅波信號的解調 (實驗板3)10實驗六 變容二極管調頻振蕩器 (實驗板4)13實驗七 相位鑒頻器 (實驗板4)14實 驗 要 求1實驗前必須充分預習,完成指定的預習任務。預習要求如下:1) 認真閱讀實驗指導書,分析、掌握實驗電路的工作原理,并進行必要的估算。 2) 熟悉實驗任務,完成各實驗“預習要求”中指定的內容。 3) 復習實驗中所用各儀器的使用方法及注意事項。2使用實驗設備和測試儀器前必須了解其性能、操作方法及注意事項,

2、在實驗時應嚴格遵守。3實驗時接線要認真,相互仔細檢查,確定無誤才能接通電源,初學或沒有把握時,應經(jīng)指導教師審查同意后再接通電源。4高頻電路實驗注意事項: 1) 將實驗板插入主機插座后,即己接通地線,但實驗板所需的正負電源則要另外使用導線進行連接。 2) 由于高頻電路頻率較高,分布參數(shù)及相互感應的影響較大。所以在接線時連接線要盡可能短。接地點必須接觸良好。以減少干擾。 3) 做放大器實驗時如發(fā)現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波,應檢查工作點設置是否正確,或輸入信號是否過大。5實驗時應注意觀察,若發(fā)現(xiàn)有破壞性異常現(xiàn)象(例如有元器件冒煙、發(fā)燙或有異味)應立即關斷電源,保持現(xiàn)場,報告指導教師。找出原因、排除故

3、障,經(jīng)指導教師同意再繼續(xù)實驗。6實驗過程中需要改接連線時,應關斷電源后才能拆、接連線。7實驗過程中應仔細觀察實驗現(xiàn)象,認真記錄實驗結果(測試數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象等)。所記錄的實驗結果經(jīng)指導教師審閱簽字后再拆除實驗線路。8實驗結束后,必須關斷電源、拔出電源插頭,并將儀器、設備、工具、導線等按規(guī)定整理好。9實驗后每個同學必須按要求獨立完成實驗報告。實驗一 調諧放大器一、實驗目的 1熟悉和了解電子元器件及高頻電路實驗箱。 2熟悉諧振電路的幅頻特性分析通頻帶與選擇性。 3熟悉信號源內阻及負載對諧振回路的影響,了解頻帶擴展。 4熟悉和了解放大器的動態(tài)范圍及其測試方法。二、實驗儀器1雙蹤示波器2掃頻儀3高頻信

4、號發(fā)生器4萬用表5實驗板l三、預習要求1復習諧振回路的工作原理。2了解諧振放大器的電壓放大倍數(shù)、動態(tài)范圍、通頻帶及選擇性相互之間關系。3實驗電路中,若電感量 L=1H,回路總電容C =220pF計算回路中心頻率f。4認真閱讀實驗指導書,了解實驗原理及內容。四、實驗內容及步驟(一) 單調諧回路諧振放大器。 1實驗電路 見圖1-1 按圖1-1所示連接電路,注意接線前先測量+l2V電源電壓,無誤后關斷電源再接線。接線后仔細檢查,確認無誤后再接通電源。圖1-1 單調諧回路諧振放大器原理圖2靜態(tài)測量實驗電路中選Re=1k測量各靜態(tài)工作點,計算并填表l-1。表l-1 實 測 實測計算 根椐VCE判斷V是否

5、工作在放大區(qū) 原 因 VB VE Ic VCE 是 否注:VB、VE是三極管V的基極和發(fā)射極對地電壓。3動態(tài)測試 (1) 測試放大器的動態(tài)范圍Vi一Vo (在諧振點) 選R =10k,Re = lk。把高頻信號發(fā)生器接到電路輸入端,電路輸出端接示波器,選擇正常放大區(qū)的輸入電壓Vi ,調節(jié)頻率f 使其為10.7MHz,調節(jié)CT使回路諧振,使輸出電壓幅度為最大。此時調節(jié)Vi由0.05伏變到0.5伏,逐點記錄Vo電壓,并填入表l-2。Vi的各點測量值可根據(jù)(各自)實測情況來確定。表l-2 V(V) 0.05 0.5 Vo(V) Re =lk Re =500 Re =2k(2) 當Re分別為500、2

6、k時,重復上述過程,將結果填入表1-2。在同一坐標紙上畫出IC不同時的動態(tài)范圍曲線,并進行比較和分析。(3) 用掃頻儀調回路諧振曲線。 仍選R=10k、Re =1k。將掃頻儀射頻輸出接入電路輸入端,電路輸出接至掃頻儀檢波器輸入端。觀察回路諧振曲線(掃頻儀輸出衰減檔位應根據(jù)實際情況來選擇適當位置),調回路電容CT,使fo = 10.7MHz。(4) 測量放大器的頻率特性當回路電阻R=10k時,選擇正常放大區(qū)的輸入電壓Vi,將高頻信號發(fā)生器輸出端接至電路輸入端,調節(jié)頻率f 使其為10.7MHz,調節(jié)CT使回路諧振,使輸出電壓幅度為最大,此時以回路諧振頻率fo = 10.7MHz為中心頻率,然后保持

7、輸入電壓Vi不變,改變頻率f,由中心頻率向兩邊逐點偏離,測得在不同頻率f 時對應的輸出電壓Vo,將測得的數(shù)據(jù)填入表1-3。頻率偏離范圍可根據(jù)(各自)實測情況來確定。表1-3 f (MHz) 10.7Vo R =10k R =2k R =470 (5) 改變諧振回路電阻,即R分別為2k,470時,重復上述測試并填入表1-3,比較通頻帶情況。(6) 計算 fo = 10.7MHz時的電壓放大倍數(shù)、回路的通頻帶和Q值。(二) 雙調諧回路諧振放大器 1實驗線路 見圖l-2圖1-2 雙調諧回路諧振放大器原理圖(1) 用掃頻儀調雙回路諧振曲線 接線方法同上3 (3)。觀察雙回路諧振曲線,選C=3pF,反復

8、調整CTl、CT2使兩回路諧振在10.7MHz。(2) 測雙回路放大器的頻率特性按圖l-2所示連接電路,將高頻信號發(fā)生器輸出端接至電路輸入端,選C=3pF,置高頻信號發(fā)生器頻率為10.7MHz,反復調整CTl、CT2使兩回路諧振,使輸出電壓幅度為最大,此時的頻率作為中心頻率,然后保持高頻信號發(fā)生器輸出電壓不變,改變頻率f,由中心頻率向兩邊逐點偏離,測得不同頻率f 時的輸出電壓Vo,并填入表1-4。表1-4 f (MHz) 107 VO C =3pF C =10pF C =12pF(3) 改變耦合電容C為10 pF、12 pF,重復上述測試,并填入表l-4。五、實驗報告要求1寫明實驗目的。2寫明

9、實驗所用儀器、設備的名稱、型號。3畫出實驗電路的直流和交流等效電路,計算直流工作點。4整理實驗數(shù)據(jù),并畫出幅頻特性曲線。 (1) 單調諧回路接不同回路電阻R時的幅頻特性和通頻帶。(2) 雙調諧回路接不同耦合電容C時的幅頻特性和通頻帶。實驗二 電容反饋三點式振蕩器一、實驗目的1了解LC三點式振蕩電路的基本原理,掌握此類振蕩電路的設計及參數(shù)計算。2了解振蕩回路Q值對頻率穩(wěn)定度的影響。3了解振蕩器反饋系數(shù)不同時,靜態(tài)工作電流IEQ對振蕩器起振及振幅的影響。二、預習要求1復習LC振蕩器的工作原理。2分析圖3-l電路的工作原理及各元件的作用,并計算晶體管靜態(tài)工作電流IC的最大值 (設晶體管的值為50)。

10、3實驗電路中,L1=3H,若C=120pF,C=680pF,計算CT=150pF時振蕩頻率。4認真閱讀實驗指導書,了解實驗原理及內容。三、實驗儀器 1雙蹤示波器 2頻率計 3萬用表 4實驗板l四、實驗內容及步驟實驗電路 見圖3-l。實驗前根據(jù)圖3-l所示原理圖在實驗板上找到相應器件及插孔并了解其作用。圖3-1 LC電容反饋三點式振蕩器原理圖1檢查靜態(tài)工作點(1) 在實驗板+12V插孔上接入+l2V直流電源,注意電源極性不能接反。(2) 反饋電容C不接,C接入(C= 680pF),用示波器觀察振蕩器停振時的情況。注意:連接C的接線要盡量短。(3) 改變電位器Rp測得晶體管V的發(fā)射極電壓VE,VE

11、可連續(xù)變化,記下VE的最大值,計算IE值。 IE =VE / RE (RE =1k)2振蕩頻率與振蕩幅度的測試實驗條件:IE =2mA、C =120pF、C=680pF、RL=110k(1) 改變CT電容,當分別接為C9、Cl0、Cll時,記錄相應的振蕩頻率值,并填入表3-1。(2) 改變CT電容,當分別接為C9、Cl0、C11時,用示波器測量相應振蕩輸出電壓的峰-峰值VP-P,并填入表3-1。表3-1CT 51pF 100pF150pFf (MHz)VP-P (V)3測試當C、C不同時,起振點、振幅與工作電流IEQ的關系(R=110K)。(1)取C = C3 =100pF、C= C4 =12

12、00pF調電位器RP使IEQ分別為表3-2所標各值,用示波器測量振蕩輸出電壓的峰-峰值VP-P,并填入表3-2。表3-2IEQ(mA) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0VP-P (V)(2) 取C=C5=120 pF、C=C6=680 pF,C=C7=680 pF、C=C8=120 pF,分別重復測試表3-2的內容。4頻率穩(wěn)定度的影響(1) 回路LC參數(shù)固定,當改變并聯(lián)在電感L1上的電阻使等效Q值變化時,對振蕩頻率的影響。實驗條件:f = 6.5MZ時,C/ C=100/1200 pF、IEQ=3mA,改變L1的并聯(lián)電阻R,使其分別為 lk、10k

13、、110k,分別記錄電路的振蕩頻率,并填入表3-3。注意:頻率計后幾位跳動變化的情況。(2) 回路LC參數(shù)及Q值不變,改變IEQ對頻率的影響。實驗條件:f =6.5MHZ、C/C=100/1200pF。、R=110k。IEQ=3mA,改變晶體管IEQ,使其分別為表3-4所標各值,測出振蕩頻率,并填入表3-4。表3-3 表3-4 R 1K 10K 110K f (Hz)IEQ (mA)123f (Hz)五、實驗報告要求1寫明實驗目的、實驗所用儀器設備。2畫出實驗電路的直流與交流等效電路,整理實驗數(shù)據(jù),分析實驗結果。3以IEQ為橫軸,輸出電壓峰-峰值VP-P為縱軸,將不同C、C值下測得的三組數(shù)據(jù),

14、在同一座標紙上繪制成曲線。實驗三 石英晶體振蕩器一、實驗目的 1了解晶體振蕩器的工作原理及特點。 2掌握晶體振蕩器的設計方法及參數(shù)計算方法。二、預習要求 1查閱晶體振蕩器的有關資料,闡明為什么用石英晶體作為振蕩回路元件就能使振蕩器的頻率穩(wěn)定度大大提高。 2試畫出并聯(lián)諧振型晶體振蕩器和串聯(lián)諧振型晶體振蕩器的實際電路,并闡述兩者在電路結構及應用方面的區(qū)別。三、實驗儀器 1雙蹤示波器 2頻率計 3萬用表 4實驗板l四、實驗內容實驗電路見圖3-11測振蕩器靜態(tài)工作點,調圖中RP,測得IE min及IE max 。2測量當工作點在上述范圍時的振蕩頻率及輸出電壓。3負載不同時對頻率的影響,RE分別取110

15、k、10k、1k測出電路振蕩頻率,填入表4-1,并與LC振蕩器比較。圖3-1 石英晶體振蕩器原理圖表3-1R110k10k1kf (MHz)五、實驗報告1. 整理實驗數(shù)據(jù),畫出實驗電路的交流等效電路。2. 比較晶體振蕩器與LC振蕩器帶負載能力的差異,并分析原因。3. 根據(jù)電路給出的LC參數(shù)計算回路中心頻率,如何確定電路工作在晶體振蕩頻率上。實驗四 振幅調制器一、實驗目的 1了解利用集成模擬乘法器實現(xiàn)全載波調幅和抑制載波雙邊帶調幅的方法與過程,并研究已調波與二輸入信號的關系。 2掌握測量調幅系數(shù)的方法。 3通過實驗中波形的變換,學會分析實驗現(xiàn)象。二、預習要求1預習幅度調制器有關知識。2分析實驗電

16、路中用l496乘法器調制的工作原理,計算各引出腳的直流電壓。3分析全載波調幅及抑制載波調幅信號特點,并畫出其頻譜圖。4認真閱讀實驗指導書,了解實驗原理及內容。三、實驗儀器1雙蹤示波器;2高頻信號發(fā)生器;3萬用表;4實驗板3。四、電路說明幅度調制就是載波的振幅受調制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調制信號周期相同。即振幅變化與調制信號的振幅成正比。通常稱高頻信號為載波信號,低頻信號為調制信號,調幅器即為產(chǎn)生調幅信號的裝置。 圖4-1 1496芯片內部電路圖本實驗采用集成模擬乘法器l496來構成調幅器,圖4-1為1496芯片內部電路圖,它是一個四象限模擬乘法器的基本電路,電路采用了兩組差動對

17、管由V1V4組成,以反極性方式相連接,而且兩組差分對管的恒流源又組成一對差分電路,即V5與V6,因此恒流源的控制電壓可正可負,以此實現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動放大器V5、V6的恒流源。進行調幅時,載波信號加在V1V4的輸入端,即引腳的、 之間;調制信號加在差動放大器V5V6 的輸入端,即引腳的、之間,、 腳外接1 k電阻,以擴大調制信號動態(tài)范圍,已調制信號由雙差動放大器的兩集電極輸出,即引出腳(、之間。用1496集成電路構成的調幅器電路圖如圖4-2所示,圖中RPl用來調節(jié)引出腳、之間的平衡,RP2用來調節(jié)、腳之間的平衡,三極管V為射極跟隨器,以提高調幅器帶負載的能力。五、實驗內容實驗

18、電路 見圖4-2。圖4-2 1496構成的調幅器1直流調制特性的測量(1) 調RP2電位器使載波輸入端平衡,在調制信號輸入端IN2加峰值Vs=100mV,頻率為1kHz的正弦信號,調RP2電位器使輸出端信號最小,然后去掉輸入信號。(2) 在載波輸入端INl加峰值Vc=10mV,頻率為100kHz的正弦信號,用萬用表測量A、B之間的電壓VAB,用示波器觀察OUT輸出端的波形,以VA=0.1V為步長,記錄RP1由一端調至另一端的輸出波形及其峰值電壓,注意觀察相位變化,根據(jù)公式Vo=KVABVc(t)計算出系數(shù)K值。并填入表4-l。表4-1VAB(V)-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20

19、.30.4VO P-P(V)K2實現(xiàn)全載波調幅(1) 調節(jié)RPl使VAB =0.1V,載波信號仍為Vc(t)=10sin2105t (mV),將低頻信號Vs(t)=Vssin2103t (mV)加至調制器輸入端IN2,畫出Vs=30mV和100mV時的調幅波形,標明峰一峰值與谷一谷值,并測出其調制度M。(2) 加大示波器掃描速率,觀察并記錄M=100、M100兩種調幅波在零點附近的波形情況。(3) 載波信號Vc(t)不變,將調制信號改為Vs(t)=100sin2103t (mV),調節(jié)RPl觀察輸出波形VAM (t)的變化情況,記錄M=30和M =100調幅波所對應的VAM (t)值。(4)載

20、波信號Vc(t)不變,將調制信號改為方波,幅值為100mV,觀察記錄VAB=0V、0.1V、0.15V時的已調波。3實現(xiàn)抑制載波調幅(1) 調RPl使調制端平衡,并在載波信號輸入端INl加Vc(t)=10sin2105 t (mV)信號,調制信號端IN2不加信號,觀察并記錄輸出端波形。(2) 載波輸入端不變,調制信號輸入端IN2加Vs(t)=100sin2103 t (mV)信號,觀察記錄波形,并標明峰一峰值電壓。(3) 加大示波器掃描速率,觀察記錄已調波在零點附近波形,比較它與M =100調幅波的區(qū)別。(4) 所加載波信號和調制信號均不變,微調RP2為某一個值,觀察記錄輸出波形。(5) 在(

21、4)的條件下,去掉載波信號,觀察并記錄輸出波形,并與調制信號比較。六、實驗報告要求1整理實驗數(shù)據(jù),用坐標紙畫出直流調制特性曲線。2畫出全載波調幅實驗中M =30、M =100、M 100的調幅波形。 3畫出當改變VAB時能得到幾種調幅波形,分析其原因。4畫出100調幅波形及抑制載波雙邊帶調幅波形,比較二者的區(qū)別。5畫出實現(xiàn)抑制載波調幅時改變RP2后的輸出波形,分析其現(xiàn)象。實驗五 調幅波的解調一、實驗目的1了解調幅波的特性,掌握調幅波的解調方法。2了解二極管包絡檢波的主要指標,檢波效率及波形失真。3掌握用集成電路實現(xiàn)同步檢波的方法。二、預習要求1復習課本中有關調幅和解調原理。2分析二極管包絡檢波

22、產(chǎn)生波形失真的主要因素。3認真閱讀實驗指導書,了解實驗原理及內容。三、實驗儀器設備1雙蹤示波器2高頻信號發(fā)生器3萬用表4實驗板2四、實驗電路說明 調幅波的解調即是從調幅信號中取出調制信號的過程,通常稱之為檢波。調幅波解調電路有二極管包絡檢波器,同步檢波器。1二極管包絡檢波器適合于解調含有較大載波分量的大信號檢波,它具有電路簡單,易于實現(xiàn),本實驗如圖5-1所示,主要由二極管D及RC低通濾波器組成,它利用二極管的單向導電特性和檢波負載RC的充放電過程實現(xiàn)檢波。所以RC時間常數(shù)選擇很重要,RC時間常數(shù)過大,則會產(chǎn)生對角切割失真。RC時間常數(shù)太小,高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式:式中:M為調

23、幅系數(shù),f0為載波頻率,為調制信號角頻率。圖5-1 二極管包絡檢波器 2同步檢波器利用一個和調幅信號的載波同頻同相的載波信號與調幅波相乘,再通過低通濾波器濾除高頻分量而獲得調制信號。本實驗如圖62所示,采用1496集成電路構成解調器,載波信號Vc經(jīng)過電容Cl加在、腳之間,調幅信號經(jīng)電容C2加在、腳之間,相乘后信號由(12)腳輸出,經(jīng)C4、C5、R6組成的低通濾波器,在解調輸出端,提取調制信號。圖5-2 1496構成的同步檢波器五、實驗內容及步驟 注意:做此實驗之前需恢復實驗五的實驗內容2 (1)的內容。(一) 二極管包絡檢波器 實驗電路 見圖5-11解調全載波調幅信號 (1) M30的調幅波的檢波 載波信號仍為Vc(t)=10sin2105(t) (mV)調節(jié)調制信號幅度,按調幅實驗中實驗內容2(1)的條件獲得調制度M100的調幅波。將它們依次加至解調器的VAM輸入端,并在解調器的VC載波輸入端加上與調幅信號相同的載波信號,分別記錄解調輸出波形。并與調制信號比較。(2) 去掉C4,C5觀察記錄M =30的調幅波

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