《通信电子线路》实验指导书XXXX版(简)

北方民族大学《通信电子线路》实验指导书主编校对审核北方民族大学电气信息工程学院二○一三年九月1目录实验一小信号谐振放大器的性能分析……………………………………………2实验二LC正弦波振荡器的综合分析………………………………………………8实验三振幅调制与解调电路研究与综合测试………………………………………12实验四频率调制与解调电路研究与综合测试………………………………………22实验五锁相环的工作过程及综合分析……………………………………………292实验一小信号谐振放大器的性能分析（综合性实验）一、实验目的1.掌握小信号谐振放大电路的组成和性能特点。2.熟悉小信号谐振放大器的主要性能指标。3.学会频响特性的测试。二、实验仪器与器材1.高频电子技术实验箱中小信号谐振放大器实验模块电路(RK-050)2.示波器3.信号源4.扫频仪三、小信号调谐放大器实验电路图1-1为小信号调谐放大器实验电路(RK-050)。图中，201P为信号输入铆孔，当做实验时，高频信号由此铆孔输入。201TP为输入信号测试点。接收天线用于构成收发系统时接收发方发出的信号。变压器21T和电容12C、22C组成输入选频回路，用来选出所需要的信号。晶体三极管21BG用于放大信号，12R、22R和52R为三极管21BG的直流偏置电阻，用以保证晶体管工作于放大区域，且放大器工作于甲类状态。三极管21BG集电极接有LC调谐回路，用来谐振于某一工作频率上。本实验电路设计有单调谐与双调谐回路，由开关22K控制。当22K断开时，为电容耦合双调谐回路，12L、22L、42C和52C组成了初级回路，32L、42L和92C组成了次级回路，两回路之间由电容62C进行耦合，调整62C可调整其耦合度。当开关22K接通时，即电容62C被短路，此时两个回路合并成单个回路，故该电路为单调谐回路。图中12D、22D为变容二极管，通过改变ADVIN的直流电压，即可改变变容二极管的电容，达到对回路的调谐。三个二极管的并联，其目的是增大变容二极管的容量。图中开关21K控制32R是否接入集电极回路，21K接通时（开关往下拨为接通），将电阻32R（2K）并入回路，使集电极负载电阻减小，回路Q值降低，放大器增益减小。图中62R、72R、82R和三极管22BG组成放大器，用来对所选信号进一步放大。202TP为输出信号测试点，202P为信号输出铆孔。3图1-1小信号调谐放大器电路图2R12BG12C52C42R52C122C132C32L52C102C1112TP012L22L42C92C72C11接收天线输入2L12L312TP02输出2BG22R62R72R8+12V12C142C22R42R21133445566Text222T12C62D42R9+12V12K12R32K2双单2D12C152D22D3ADVIN2L6ADVINGND+12V12VADVINGND+12V-12V2K3+12V1+12V2P012P022C164四、小信号调谐放大器实验内容和实验步骤（一）．实验内容1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性；2.用示波器测量输入、输出信号幅度，并计算放大器的放大倍数；3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响；4.用示波器观察放大器的动态范围；5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。（二）．实验步骤1.实验准备在实验箱主板上插装好调谐回路谐振放大器模块（该模块必须装在底板D的位置），接通实验箱上电源开关，按下模块上开关23K，此时模块上电源指示灯亮。2.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。点测法采用示波器进行测试，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路谐振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。（1）扫频法，即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图：图1-5扫频仪测量的幅频特性扫频仪的PF输出接放大器输入2TP01，扫频仪Y输入接放大器输出2TP02.扫频仪的档位：选“窄扫”、“10.1”挡，“X10”挡的衰减调到30dB,在结合其它旋钮进行调整。5（2）点测法，其步骤如下：①2K1置“OFF”（2K1往上拨）位，即断开集电极电阻2R3。2K2置“单调谐”位，此时2C6被短路，放大器为单调谐回路。高频信号源输出连接到调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接放大器的输入端2TP01，示波器CH2接调谐放大器的输出端2TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ（用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰-峰值）为200mv（示波器CH1监测）。调整调谐放大器的电容2C5，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。此时回路谐振于6.3MHZ。比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。②按照表1-1改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-1。表1-1输入信号频率f(MHZ)5.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.1输出电压幅值U(mv)③以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-1，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。3．观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响当放大器工作于放大状态下，按照上述幅频特性的测量方法测出接通与不接通2R3的幅频特性曲线。可以发现：当不接2R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小。而当接通2R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大。用扫频仪测出接通与不接通2R3的幅频特性曲线，如下图：不接2R3时的幅频特性曲线接2R3时的幅频特性曲线64．双调谐回路谐振放大器幅频特性测量与单调谐的测量方法完全相同，可用扫频法和点测法。下图为用扫频仪测得的幅频特性曲线。用扫频仪测得的幅频特性曲线点测法，步骤如下：①2K2置“双调谐”，接通2C6，2K1至“off”（开关往上拨）。高频信号源输出频率6.3MHZ（用频率计测量），幅度200mv，然后用铆孔线接入调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接放大器的输出（2TP02）端。调整调谐放大器电容2C5和底板上的“调谐”旋钮，使输出为最大值。②按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度峰-峰值为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值，并把数据填入表1-2。表1-2放大器输入信号频率f(Mhz)5.75.85.96.06.16.26.36.4放大器输出幅度U（mv）放大器输入信号频率f(Mhz)6.56.66.76.86.97.07.17.2放大器输出幅度U（mv）③测出两峰之间凹陷点的大致频率是多少？④以横轴为频率，纵轴为幅度，按照表1-2，画出双调谐放大器的幅频特性曲线。⑤调整2C6的电容，按照上述方法测出改变2C6时幅频特性曲线。7下图为用扫频仪测得的不同2C6时的幅频特性曲线。耦合电容减小扫频曲线耦合电容2C06为某一值时扫频曲线耦合电容2C06增大时扫频曲线5.放大器动态范围测量2K1置“OFF”（开关往上拨），2K2置“单调谐”。高频信号源输出接调谐放大器的输入端（2P01），调整高频信号源频率至谐振频率，幅度100mv。示波器CH1接2TP01，示波器CH2接调谐放大器的输出（2TP02）端。按照表1-3放大器输入幅度，改变高频信号源的输出幅度（由CH1监测）。从示波器CH2读出放大器输出幅度值，并把数据填入表1-3，且计算放大器电压放大倍数值。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，放大倍数开始下降，输出波形开始畸变（失真）。表1-3放大器输入(mV)501002003004005006007008009001000放大器输出(V)放大器电压放大倍数（三）．实验报告要求1．画出单调谐和双调谐的幅频特性，计算幅值从最大值下降到0.707时的带宽，并由此说明其优缺点。比较单调谐和双调谐在特性曲线上有何不同？2．画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。3．当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？4．总结由本实验所获得的体会。8实验二LC正弦波振荡器的综合分析（综合性实验）一、实验目的（1）掌握LC三点式正弦波振荡电路的组成和特点。（2）熟悉振荡电路的分析方法和理解实测振荡频率与理论振荡频率的差别。（3）学会频率的测量方法及电路的调整方法。二、实验仪器与器材1.高频电子技术实验箱中LC正弦波振荡器实验电路模块(RK-051)2.万用表3.示波器三、正弦波振荡器的实验电路图2-1为电容三点式LC振荡器和晶体振荡器实验电路(RK-051)。图中，左侧部分为LC振荡器，中间部分为晶体振荡器，右侧部分为射极跟随器。三极管3Q01为LC振荡器的振荡管，3R01、3R02和3R04为三极管3Q01的直流偏置电阻，以保证振荡管3Q01正常工作。图中开关3K05打到“S”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置时，为改进型西勒振荡电路。四位拨动开关3SW01控制回路电容的变化，也即控制着振荡频率的变化。调整电位器3W01可改变振荡器三极管3Q01的电源电压。图中3Q03为晶体振荡器振荡管，3W03、3R10、3R11和3R13为三极管3Q03直流偏置电阻，以保证3Q03正常工作，调整3W03可以改变3Q03的静态工作点。图中3R12、3C20为去藕元件，3C21为旁路电容，并构成共基接法。3L03、3C18、3C19构成振荡回路，其谐振频率应与晶体频率基本一致。3C17为输出耦合电容。3TP03为晶体振荡器测试点。晶体振荡器输出与LC振荡器输出由3K01来控制，开关与上方接通时，为晶振输出，与下方接通时，为LC振荡器输出。三极管3Q02为射极跟随器，以提高带负载的能力。电位器3W02用来调整振荡器输出幅度。3TP02为输出测量点，3P02为振荡器输出铆孔。93L013C023C033R04B1C2E33Q013R033W013R013R023C0113TP013C04VCCGND+12V12VVCCGND+12V-12V+12V+12V13C103Q023R063C121GND13D013R093W0213TP02OUT输出3R073R05Vin1GND2+5V33U013C063C083C073C093C11220P3R08+12V13C133C153C143K05A3K05BSPSP3P023JZ013R13B1C2E33Q033R123W033R103R113C213C183C1913TP033C173L033C20123487653SW01SWDIP-43R143K01SWSPDT3L023C16+12V1图2-1LC振荡器和晶体振荡器实验电路10四、正弦波振荡器实验内容和实验步骤（一）．实验内容1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值ppV，并以频率计测量振荡频率；2.测量LC振荡器的幅频特性；3.测量电源电压变化对振荡器的影响；4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。（二）．实验步骤1.实验准备插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，此时模块上电源指示灯点亮。2.LC振荡实验（1）西勒振荡电路幅频特性的测量3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。调整电位器3W02，使输出最大。开关3K05拨至“P”，此时振荡电路为西勒电路。四位拨动开关3SW01分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为