高频电子线路实验指导书.docx

1高频电子线路试验箱RZ8653 型通信工程专业实验指导书2前 言本书为电子信息和通信工程专业实验课用书本书包括十九个实验实验内容紧密配合《通信电子电路》课程安排，通过动手实践，学生可以加深对理论知识的理解《通信电子电路》是通信和无线电技术的重要专业基础课，它涉及到许多专业理论知识和实践知识，传统的高频技术主要是由信号发生（正弦信号发生、非正弦信号发生）、信号调制（调幅、调频）、信号发送、信号接收（选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频）等组成通信电子电路实验箱包含 15 个实验模块，可完成十九项实验其中五项属信号发生、信号调制、信号发送部分，即 LC 与晶体振荡器、幅度调制电路、变容二极管调频器、4046 锁相环组成的频率调制器、高频功率放大与发射；十项属信号接收与解调部分，即单调谐回路谐振放大器、双调谐回路谐振放大器、晶体三极管混频器、集成乘法器混频电路、中频放大器、集成乘法器幅度解调电路、晶体二极管检波器、电容耦合回路相位鉴频器、4046 锁相环组成的频率解调器、自动增益控制（ AGC）电路以上各项实验，除可单独完成变换参数、性能比较之外，还可联接成完整的无线发送和接收系统，并可对整个系统进行性能测试。

在进行高频电子线路实验时需注意以下几点：1. 实验前必须充分预习，认真阅读本实验教程，以掌握实验原理，熟悉实验步骤，并作必要计算，从而知道“做什么，怎么做“，对实验结果心中有数32. 实验前对将要使用的仪器要有充分了解，认真阅读使用说明书，掌握其操作使用3. 实验中遵循“先断电、后插拔”的原则，无论是插拔实验板，还是插拔连接电缆，均应如此4. 实验中若遇到与理论不一致的情况，应多加观察、试验，并详细记录实验现象、波形和数据，以备课后分析在利用本实验系统做实验时，需配备的仪器如下：（1 ）40MHZ（或 20MHZ）双踪示波器 1 台（2 ）数字频率计 1 台（3 ）万用表 1 台编者 于翔20015 年 4 月4目 录实验 1 单调谐回路谐振放大器…………………………………………………….4实验 2 晶体三极管混频实验 ……………………………………………………..10实验 3 集成乘法器幅度调制电路………………………………………………….15实验 4 振幅解调器（包络检波、同步检波）……………………………………..25实验 5 高频功率放大与发 射实验……………………………………………………34附录……………………………………………………………………………………..455实验1 单调谐回路谐振放大器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点： 放大器静态工作点 LC并联谐振回路 单调谐放大器幅频特性2．做本实验时所用到的仪器： 单调谐回路谐振放大器模块 双踪示波器 万用表 频率计 高频信号源二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法；4．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q 值）的影响；5．掌握测量放大器幅频特性的方法。

三、实验内容1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压 VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点；2．用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；3．用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4．用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响6四、基本原理1．单调谐回路谐振放大器原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类C E是R E的旁路电容，C B、C C是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式图1-1 单调谐回路放大器原理电路QCbINLRcRb1Rb2 ReCcCCeEcOUT71R11R21Q0190181R3 1C2 1C041R4 1C031C06 1R6 1Q0290181R81K1C07+12V11W011D01LED1R91K021C011T011L011C02 1C0811TP0111TP02信信信信1R101P01 1P021GND1图 1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图82．单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。

其基本部分与图1-1相同图中，1C2用来调谐，1K 02用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响1W 01用以改变基极偏置电压，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响1Q 02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力五、实验步骤1．实验准备（1）插装好单调谐回路谐振放大器模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上开关1K 012）接通电源，此时电源指示灯亮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，但需要扫频仪本实验采用点测法，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揩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步骤如下：（1）1K 02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W 01使1Q 01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1P01）示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，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）。

调整单调谐放大器的电容1C 2，使放大9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1-2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1-2表1-2输入信号频率f(MHZ)5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1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1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线3．观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响顺时针调整1W 01（此时1W 01阻值增大），使1Q 01基极直流电压为1.5V，从而改变静态工作点按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线逆时针调整1W 01（此时1W 01阻值减小），使1Q 01基极直流电压为5V，重新测出幅频特性曲线可以发现：当1W 01加大时，由于I CQ减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W 01减小时，由于I CQ加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。

4．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1R3的幅频特性曲线可以发现：当不接1R3时，集电极负载增大，幅频特性幅值加大，10曲线变“瘦”，Q值增高，带宽减小而当接通1R3时，幅频特性幅值减小，曲线变“胖”，Q值降低，带宽加大六、实验报告要求1．对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性2．对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性3．总结由本实验所获得的体会11实验2 晶体三极管混频实验一、实验准备1．做本实验时应具备的知识点： 混频的概念 晶体三极管混频原理 用模拟乘法器实现混频2.做本实验时所用到的仪器： 晶体三极管混频模块 LC振荡与射随放大模块 高频信号源 双踪示波器二、实验目的1．进一步了解三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰三、实验内容1.用示波器观察输入输出波形；2.用频率计测量混频器输入输出频率；3.用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形四、基本原理混频器的功能是将载波为（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频 fi （固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。

例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为 535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为 465KHZ的中频已调波信号此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等混频器的电路模型如图 5-1 所示12混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器本振用于产生一个等幅的高频信号 UL ，并与输入信号 US经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用晶体三极管作混频电路实验图 5-2是晶体三极管的混频器电路，本振电压 UL频率为(8.8MHZ)从晶体管的发射极 e输入，信号电压 Us(频率为 6.3MHZ)从晶体三极管的基极 B输入，混频后的中频(Fi=F L-Fs)信号由晶体三管的集电极 C输出输出端的带通滤波器必须调谐在中频 Fi 上，本实验中频为 Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压 Us和本振电压 UL外，不可避免地还存在干扰和噪声。

它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰非 线 性 器 件 带 通 滤 波 器本 地 振 荡 器USUiUL图 5 - 1 混 频 器 电 路 模 型135Q015C02-12V11GND15D01LED5R035K015C04OUTIN25L015W015C0715TP025C01-12V5C065C055L035L025R025L045R0115TP0115TP03IN15L055C03 5C105C09信信信信信信信信信信信信5P035P015P02图 5-2 晶体三极管混频的电路图14五、实验步骤1.实验准备将三极管混频器模块，LC 振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源2.8.8MHZ频率的调整在用各个模块构成无线收、发系统时，需要用到LC振荡器模块，作为接收系统中的本振信号此时振荡频率需要8.8MHZ左右，如何得到8.8MHZ左右的频率，其方法如下： （1）振荡电路为西勒电路时（3K05往右），3K01、3K02、3K03、3K04四个开关全部往下拨，此时输出的振荡频率为8.8MHZ左右。

如果频率高于8.8MHZ，可将3K01往上拨，这样频率可以降低2）振荡电路为克拉泼电路时（3K05往左），3K02、3K03接通（往上拨），此时输出振荡频率为8.8MHz左右如果频率相差太大，可调整四个开关的。