高频电路设计性实验指导书

《高频电路设计性》实验指导书李红梁秀玲广东工业大学信息工程学院二００七年三月印-1-目录实验一单调谐回路谐振放大器(实验板1)……………………………………2实验二双调谐回路谐振放大器(实验板1)……………………………………5实验三丙类高频功率放大器(实验板2)………………………………………7实验四LC电容反馈式三点式振荡器(实验板1)……………………………9实验五石英晶体振荡器(实验板1)……………………………………………12实验六振幅调制器与调幅波信号的解调(实验板3)…………………………14实验七小功率无线调频发射机…………………………………………………20实验八小功率无线调频接收机…………………………………………………23实验九利用锁相环设计制作频率合成器………………………………………25-2-实验一单调谐放大器实验项目名称：单调谐放大器实验项目性质：验正性实验所属课程名称：高频电子线路实验计划学时：3学时一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。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，从而了解频带扩展。4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器设备1.双踪示波器2.扫频仪3.高频信号发生器4.毫伏表5.万用表6.实验板G1三、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，关断电源再接线)。(2).接线后仔细检查，确认无误后接通电源。图1-1单调谐回路谐振放大器原理图-3-2.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实测实测计算根据VCE判断V是否工作在放大区原因VBVEICVCE是否*VB，VE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CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大。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1.2Vi(V)0.020.8V0(V)Re=1kRe=500ΩRe=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IC不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。(3).用扫频仪调回路谐振曲线。仍选R=10K，Re=1K。将扫频仪射频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CT，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使其为10.7MHz，调节CT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。-4-表1.3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。四、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。当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。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。五、预习要求、思考题1.复习谐振回路的工作原理。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关系。2.谐振放大器的工作频率与哪些参数有关？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。f(MHz)9.79.910.110.310.510.710.911.111.311.511.7V0R=10KΩR=2KΩR=470Ω-5-实验二双调谐回路谐振放大器实验项目名称：双调谐放大器实验项目性质：验正性实验所属课程名称：高频电子线路实验计划学时：2学时一、实验目的1.熟悉双谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。2熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器设备1.双踪示波器2.扫频仪3.高频信号发生器4.毫伏表5.万用表6.实验板G1三、实验内容及步骤1.双调谐回路谐振放大器实验线路见图2-1图2-1双调谐回路谐振放大器原理图-6-(1).用扫频仪调双回路谐振曲线将扫频仪射频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)，观察双回路谐振曲线，选C=3pf，反复调整CT1、CT2使两回路谐振在10.7MHz。(2).测双回路放大器的频率特性按图2-1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CT1、CT2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Vi不变，改变频率f，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2.1。.表2.1f(MHz)9.79.910.110.310.510.710.911.111.311.511.7V0C=3pfC=9pfC=12pf2.改变耦合电容C为9P、12Pf，重复上述测试，并填入表2.1。四、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。五、预习要求、思考题1.复习谐振回路的工作原理。2.双调谐回路耦合电容C对幅频特性，通频带有哪些影响？对比实验一和实验二的结果找出单调谐回路和双调谐回路的优缺点？-7-实验三高频功率放大器(丙类)实验项目名称：高频功率放大器(丙类)实验项目性质：验正性实验所属课程名称：高频电子线路实验计划学时：3学时一、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与设计方法。2.了解电源电压VC与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。二、实验仪器设备1.双踪示波器2.扫频仪3.高频信号发生器4.万用表5.实验板G2三、实验内容及步骤1.实验电路见图3-1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3-1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，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3.1。-8-表3.1f=6.5MHz实测实测计算VBVEVCEViV0I0ICPiP0PaηVC=12VVi=120mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVi=84mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVC=5VVi=120mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVi=84mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120Ω其中: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）(VC:为电源电压)P0：输出功率Pa：为管子损耗功率（Pa=Pi-P0）3.加75Ω负载电阻，同2测试并填入表3.1内。4.加120Ω负载电阻，同2测试并填入表3.1内。5.改变输入端电压Vi=84mV，同2、3、4测试并填入表3.1测量。6.改变电源电压VC=5V，同2、3、4、5测试并填入表3.1内。四、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。五、预习要求、思考题1.复习功率谐振放大器原理及特点。2.分析图3-1所示的实验电路，说明各元器件作用。3.在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求？-9-实验四LC电容反馈式三点式振荡器实验项目名称：LC电容反馈式三点式振荡器实验项目性质：验正性实验所属课程名称：高频电子线路实验计划学时：3学时一、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、实验仪器设备1.双踪示波器2.频率计3.万用表4.实验板G1三、实验内容及步骤实验电路见图4-1。实验前根据图4-1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。图4-1LC电容反馈式三点式振荡器原理图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)，用示波器观察振荡器停振时的情况。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：-10-EEERVI设:Re=1KΩ2.振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：Ie=2mA、C=120pf、C’=680pf、RL=110K(1).改变CT电容，当分别接为C9=51p、C10=100p、C11=150p时，纪录相应的频率值，并填入表4.1。(2).改变CT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4.1。表4.1CTf(MHz)VP-P51pf100pf150pf3.测试当C、C’不同时，起振点、振幅与工作电流IEQ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4.2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4.2。表4.2IEQ(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.55.0VP-P(V)(2).取C=C5=120pf、C’=C6=680pf;C=C7=680pf、C’=C8=120pf，分别重复测试表4.2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值变化时，对振荡频率的影响。实验条件：f=6.5MHz时，C/C’=100/1200pf、IEQ=3mA改变L1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4.3。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4.2所标各值，测出振荡频率，并填入表4.4。Q～f表4.3IEQ～f表4.4R1KΩ10KΩ11OKΩIEQ(mA)1234f(MHz)f(MHz)-11-四、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，在同一座标纸上绘制成曲线。5.说明本振荡电路有什么特点五、预习要求、思考题1.复习LC振荡器的工作原理。2.分析图4-1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)。4.实验电路中，L1=10μh，若C=120pf，C’=680pf，计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少?-12-实验五石英晶体振荡器实验项目名称：