西工大高频实验报告

1高频实验报告班级班级学号学号姓名断吊翔姓名短吊盘预习成绩预习成绩实验成绩实验成绩实验报告成绩实验报告成绩总成绩总成绩2015年11月2实验一、调幅发射系统实验一、实验目的与内容：图1为实验中的调幅发射系统结构图。通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。图1调幅发射系统结构图二、实验原理：1、LC三点式振荡器电路：给出原理图，并分析其工作原理。本振功率放大调幅信源3实验原理：5BG1和其他元件组成共基极的LC电容三点式振荡电路，通过5C6、5C7~5C11和5R8的反馈产生振荡信号，5BG2对振荡信号进行放大。2、三极管幅度调制电路：给出原理图，并分析其工作原理。实验原理：调幅电路又称幅度调制电路，是指能使高频载波信号的幅度随调制信号的规律而变化的调制电路。三极管幅度调制是利用三极管的非线性特性，对输入信号进行变换而产生新的信号，再利用电路中的LC谐振回路，选出所需的信号成分，从而完成调幅过程。图为三极管基极幅度调制电路。载波信号由信号源通过7K1加到三极管7BG1的基极，低频调制信号通过7K3加到基极上。3、高频谐振功率放大电路：给出原理图，并分析其工作原理。实验原理：4为了提高效率，在谐振功放中，一般工作在丙类工作状态。图中6BG1工作在乙类状态下，6BG2工作在丙类状态下。由于在丙类工作状态下会产生严重失真，所以为实现不失真放大，必须限定输入信号为单一频率的高频正弦波（即载波信号）或者在高频附近占有很窄频带的已调波信号。同时，对应于特定大小的输入信号，功率管有一最佳负载，此时的谐振功放输出功率最大，效率也较高。故谐振功放是在限定输入信号波形的情况下，通过滤波匹配网络取出基波分量，使输出负载上得到所需的不失真的输出信号。4、调幅发射系统：给出系统框图，并简述其工作原理。工作原理：通过信号源产生调制信号，本振电路产生高频振荡信号，再经由调幅电路得到已调波信号，通过滤波、放大、滤波由天线发射出去。三、实验方法与步骤：1、LC三点式振荡器电路：按照先直流后交流的原则，调节5W2使5BG1管射极电流约为3mA（使用万用表测量5R8两端的电压）。即5R8上的电压为3V。然后调节5C4使之输出稳定且最大不失真（通过示波器观察）。从输出端V5—1观测到频率为30MHz的正弦波即可。示波器万用表52、三极管幅度调制电路：调节三极管的静态工作点，即调节可变电阻7W1，使得集电极电流为3mA。即调节7W1，直到7R3两端电压为0.3V在7K1处输入30MHz的高频载波。在V7-2接入示波器，观测输出波形，调节7C10，直到观测到最大不失真波形。接入1KHz的调幅波，观察波形。3、高频谐振功率放大电路：在6K2处加30MHz、300-500mV的正弦信号源，把万用表调到电流档接入电路。在信号源处将幅度调到300mV，每次增加100mV，观察电流表示数，当电流突变到20mA以上时（小于等于60mA），可以调节波形；将6K1打到50Ω档，调节6C5，用示波器观测V6-2的波形，使之达到最大不失真；调节6C13，使V6-3处示波器中的波形输出最大且不失真。4、调幅发射系统：电路板5的V5-1接到电路板7的7K1，1KHz调制信号接电路板7的7K2电路板7的输出接到电路板6的6K2，调节7W2使信号输出大于起振电压；调节示波器万用表示波器66K1的几个档位，使电路板6输出调制波达到最好。四、测试指标与测试波形：1．LC三点式振荡器电路：1.1、振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值UL的影响关系：表1-1：测试条件：V1=+12V、Ic1≈3mA、f0≈28MHzkfu=0.1—0.5振荡器的反馈系数kfu--UL特性结论：振荡器幅值UL随着振荡器的反馈系数kfu的增大而增大，但是随着UL的增大kfu的增大速率减小。1.2、振荡管工作电流和振荡幅度的关系：Ic–UL0.273表1-2：测试条件：V1=12V、kfu≈0.4、fo≈30MHz、Ic1=0.5—6mA数据值项目5BG1电流Ic（mA）0.512345ULVP-P0.2060.4800.981.391.781.68foMHz27．9328.1728.4128.4928.0927.4700.20.40.60.811.21.41.600.10.20.30.40.50.6振荡器的反馈系数kfu--ul曲线图名称单位12345kfu5C6/(CN+5C6)0.1660.2850.36904330.500ULVP-P0.5841.081.391.481.517振荡器的Ic–UL特性结论：在一定范围内，振荡器的幅值会随着振荡器的Ic增加而增加，但当振荡器的电流超过这一范围时，振荡器的幅值将会随着Ic的增加而减小。1.3、LC三点式振荡输出波形：测试条件：V1=12V、kfu≈0.4、fo≈28MHz、Ic1=3mA波形特点与测量值分析结论：波形为一个30MHz左右近似的正弦波，刚开始输出的波形有部分失真的现象，后来经过调整静态工作点，使其失真逐渐减小，可见静态工作点的调节对于实验结果具有重要的意思，但有时候静态工作点并不是老师给的数值就是最合适的，需要自己根据实际情况去选择和调整。2．三极管幅度调制电路（基极）：2.1、IC值变化对调制系数m的影响关系：“IC--m”表1-3测试条件：V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-p名称单位UΩ=1KHz/0.1VP-PUi=30MHz/0.1VP-P00.20.40.60.811.21.41.61.820123456振荡器的Ic-Ul特性8IcmA12345Usm(A)VP-PUsm(B)VP-Pm%IC值变化对调制系数m的影响的结论：2.2、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：测试条件：V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-pIc=3mA波形特点与测量值分析结论：实验观测到的波形的幅值是按照调制信号规律变化的。3．高频谐振功率放大电路：3.1.输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率表1-4测试条件：V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8Vp-p、RL=50Ω、（Ic不得超过60mA）级别激励放大级器(6BG1)末级谐振功率放大器(6BG2)测量项目注入信号Ui（V6-1）激励信号Ubm（V6-2）输出信号U0（V6-3）未级电流IC（mA）峰峰值VP-P有效值V电源输入功率PD:Ic=mA、PD=mW高频输出功率P0:Uo=Vp-pRL=ΩP0=mW电路工作效率η:%3.2.谐振功率放大器的负载特性：RL--Uo表1-5测试条件：V1=V2=12V、fo=30MHzUbm=3—4Vp-pRL=50Ω--150ΩRLΩ50Ω75Ω100Ω125Ω150ΩUo(Vp-p)(V6-3)Ic(mA)(V2)结论：未记录波形94．调幅发射系统结论（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数并分析）：五、实验分析与总结：本次实验是关于调幅发射系统的实验，1kHz的调制信号经过三极管调幅电路与30MHz的高频载波信号进行幅度调制产生调幅波再经过高频谐振功率放大器放大。此次试验过程中我发现了许多问题也学到了很多知识。首先通过老师对实验过程的讲解学习到在分析电路图时可以根据信号的传输过程去分析电路图，根据信号的流向去了解电路各部分的功能，分析输入的是什么信号以及信号经过这部分电路后变成什么样的信号流向下一级，进而了解电路的功能。其次，每当信号输入电路中的时候首先应该分析输入的是什么样的信号，信号的频率是多少，幅值应该是多少，流出电路的输出信号的幅值与频率应该是多少，对于老师给出的输入信号的频率和幅值应该加以分析了解其原理，而不应该盲目照搬，对于两个相连的板子，前一个板子的输出信号的幅值的调整应该考虑下一个板子的输入信号的要求。还有，在观察输出信号的时候应该将它与输入信号相比较看看增益大概是多少，是不是有失真现象，如果增益太小或者有失真则应考虑自己的静态工作点是否选择正确。最后在用万用表测量高频谐振功率放大电路板的电流时，发现电流值在不断的增大，后来经过老师的指导与分析后发现电压不变而电流增大应该是电阻减小了，是电路通电时间长导致功率放大电路温度升高，三极管结电阻减小从而使电流不断增大。另外，这次实验也让我们明白了细心的重要性，实验过程中在用万用表去测量电流是发现示数不正常，后来才发现是万用表表笔没有插在电流档，从而也明白了在使用万用表前应该先分析测的是什么，并选择正确的档位。实验未记录波形10实验二、调幅接收系统实验一、实验目的与内容：图2为实验中的调幅接收系统结构图（虚框部分为实验重点，低噪放电路下次实验实现，本振信号由信号源产生。）。通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。图2调幅接收系统结构图二、实验原理：1、晶体管混频电路：给出原理图，并分析其工作原理。实验原理：混频电路是一种频谱搬移电路，指能将高频载波信号或已调波信号进行频率变换，将其变换为某一特定固定频率的信号。而变换后的信号，它的频谱内部结构和调制类型保持不变，改变的仅仅是信号的载波频率。本实验采用10MHz和10.455MHz（2K1和2K3输入）正弦信号进行混频，然后通过滤波网络滤掉不需要的频率分量，混合输出455kHz的中频信号。其中耦合电容起隔直流作用，同时消除偏置电阻对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益。2、中频放大/AGC和检波电路：给出原理图，并分析其工作原理。中放/AGC混频低噪放本振检波11实验原理：经过混频的调幅信号幅度很小，中频放大电路是把混频得到的中频信号加以放大，然后送至检波器检波。AGC是自动增益控制，作用是对放大器A的放大倍数进行自动控制。检波电路中电容的高频滤波作用及C、R所组成的时间常数电路的充放电作用，使输出端RL上得到正弦波解调信号。3、调幅接收系统：给出系统框图，并简述其工作原理。信号经天线接收，强度非常弱。经过低噪放放大信号强度，混频降低信号载波频率，再次经AGC放大，检波后即可得调幅信号。三、实验步骤：1、晶体管混频电路：调节电路静态工作点：将万用表接到2R4（即Re）两端，用直流电压档测量电压，调整基极偏执电阻2W1，使2R4电压为0.5到1V。调交流输入10.455MHz的调幅载波信号与10MHz的本振信号。利用函数信号发生器，分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号Us频率10MHz，峰峰值50mVpp，本振信号UL为10.455MHz、峰峰值250mV的调制信号；调节选频网络，观测中频输出，在观测点V2-3接入示波器，用小螺丝刀调节选频网络中的2B1和2C3，使输出为455KHz的最大不失真的稳定正弦波；低噪声放大放大本振1混频解调检波中放AGC12调节可调电阻2W1，使静态工作点Ic分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA，测量不同静态工作点下V2-3的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，计算公式为：（此步骤是为了测试并记录Ic对混频器中频输出信号的影响。）20lgicsVAV2、中频放大/AGC和检波电路：调节电路静态工作点，接通12V直流电源，分别调整3BG1、3BG2静态工作点：利用万用表直流电压档测量3R7（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；利用万用表直流电压档测量3R13（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W2，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可；调交流：第一级中频放大电路：利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合；以V3-2为观测点，调节选频网络中的电容3C4，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；第二级AGC电路：利用函数信号发生器，在V3-2处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合；以V3-4为观测点，调节选频网络