《高频电子技术》实验指导书.pdf

高频电子线路实验指导书编写人：齐英鑫审核人：许一男延边大学工学院电子信息通信学科2 前言实验是学习电子技术的一个重要环节，对巩固和加深课堂教学内容，提高学生实际工作技能，培养严谨科学的工作作风，为以后的学习和工作奠定扎实的基础具有重要的作用为适应我们学习高频电子线路的需要，根据我们现有的实验条件，在教学实践的基础上，我们编写了这份实验指导书本指导书包括了高频电子线路课程的主要实验，大约需要 20 个学时完成全部实验，同学们也可以根据所学课程，提出新的实验内容，自行设计完成实验，更好的进行实验学习3 实验要求及注意事项1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务预习要求如下：1) 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算；2) 完成各实验“预习要求”中指定的内容；3）熟悉实验任务；4) 复习实验中所用的仪器的使用方法及注意事项2、使用仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误后才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源4、由于高频电路频率较高，分布参数及相互感应的影响较大所以在接线时要尽可能短。

接地点必须接触良好，以减少干扰；5、做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变为方波，应检查工作点设置是否正确，或输入信号是否过大6、实验时应注意观察，若发现有异常现象（例如有元件冒烟、发烫、或有异味）应立即关断电源， 保持现场， 报告指导教师 找出原因、 排除故障， 经指导教师同意后再继续实验7、实验过程中需要改变接线时，应关断电源后才能拆、接线8、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象）9、实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好10、 实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告4 目录实验一调谐放大器5实验二高频功率放大器（丙类）8 实验三LC 电容反馈式三点式振荡器10 实验四石英晶体振荡器13实验五振幅调制器15实验六AM 通信系统18实验七变容二极管调频振荡器21 实验八集成电路构成的频率调制器、解调器23 实验九利用二极管函数电路实现波形转换29附 录GOS-6021示波器使用说明305 实验一调谐放大器一、实验目的1. 熟悉电子元器件和高频电路实验箱2. 练习使用示波器、信号发生器和万用表3. 熟悉谐振电路的幅频特性分析——通频带与选择性。

4. 熟悉信号源内阻及负载对谐振电路的影响，从而了解频带扩展5. 熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法二、实验仪器1. 双踪示波器2. 高频信号发生器3. 万用表4. 实验板 G1 三、预习要求1. 认真阅读仪器使用说明附录，明确注意事项2. 复习谐振回路的工作原理3. 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的关系 4. 实验电路中，若电感量L=1μ h，回路总电容C=220pf（分布电容包括在内） ，计算回路中心频率四、注意事项1. 具体仪器使用：注意阅读附录，在测量时，非过程监测的情况下，测量仪表不可一直挂接或插着，应注意采用“探触”式测量2. 实验过程中关键步骤：动态测试过程中，“调谐”应使输出电压达到最大；系统调谐后，不得再改变（目的是保证同一谐振点）；表 1—2 应逐行 来完成五、实验内容及步骤1. 实验电路单调谐回路谐振放大器见图1- 1 ReR1C4CTL1LC1A=10K,2K,470 Re=1K,500,2K+12VC5R2RCC3INC2OUT图 1-1 单调谐回路谐振放大器原理图6 （1）按图 1-1 所示连接电路，使用接线要尽可能短（注意接线前先测量+12V 电源电压，无误后，关断电源再接线，注意接地）（2）接线后仔细检查，确认无误后接通电源。

2. 静态测量实验电路中选Re=1K，测量各静态工作点，并计算完成表1- 1 表 1-1 实测实测计算是否工作在放大区原因Vb Ve Ic Vce *Vb,Ve 是三极管的基极和发射极对地电压3. 动态研究（1）测量放大器的动态范围Vi ~ Vo（在谐振点上）a. 选 R=10K ，Re=1K 把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器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” ，此时调节Vi 由 0.02V 变到 0.8V，逐点记录Vo 电压，完成表1-2 的第二行Vi 的各点测量值也可根据情况自己选定）b. 当 Re分别为 500Ω，2KΩ 时，重复上述过程，完成表1-2 的第三、四行在同一坐标纸上画出Ic 不同时的 动态范围 曲线 Vo— Vi, 并进行比较与分析表 1-2Vi(V) 0.020.040.060.080.10.20.3 0.40.50.60.7 0.8Vo（V）Re=1K Re=500 Re=2K *Vi , Vo 可视为峰峰值（2）测量放大器的频率特性a. 当回路电阻R=10k 时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器的输出端接至电路的输入端，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（在谐振频率附近注意测量Vo 变化快的点） ，测得在不同频率f 时对应的输出电压Vo，完成表1-3 的第一行（频率偏离范围自定,可以参照3dB 带宽来确定，即信号的幅值为信号最大幅值的0.707 倍的两个频率之差为放大器的3dB 带宽）。

b. 改变回路电阻R=2K 、470Ω，重复上述操作，完成表1-3 的第三、四行画出不同谐振回路电阻对应的幅频特性曲线，比较通频带7 表 1-3 f(MHz) 10.7 Vo（V）R=2K R=10K R=470 计算f0=10.7MHz 时的电压放大倍数及回路的通频带和Q 值六、实验报告要求1. 写明实验目的2. 写明实验所用仪器、设备及名称、型号3. 画出实验电路的直流和交流等效电路4. 整理实验数据，画出Vo~Vi , Vo~f 曲线单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性 和通频带，分析原因5. 计算放大器的动态范围，讨论Ic 对动态范围的影响动态范围的定义：放大倍数下降1dB 的折弯点Vo6. 总结实验：写出实验关键所在和应当注意的问题7. 分析、解释实验中出现的“异常”现象对于实验不成功的，分析原因，说明理由8. 说明：注意对测量数据量记录，峰值、峰峰值、有效值的转化关系，应先试测，大 体的估计所测值得范围选择合适的量程,如果用示波器观察，应该注意示波器探头应该衰减 10输入信号幅值的确定应该为输入信号加在输入端时，示波器的读数8 实验二 高频功率放大器（丙类）一、实验目的1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握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1. 双踪示波器2. 高频信号发生器3. 万用表4. 实验板 G2 三、预习要求1. 复习高频谐振功率放大器原理及特点2. 分析图 2-1 所示的电路图，说明每个元器件（组件）的作用R3C2CT L1R8C5CTL2R1R2L7V3R11V1V2R6R7C4C6C1 R4R5C3R9L3L4L5C10C9C11C12L812VC8C7R10RLL6OUTINRL=120,75,51图 2-1 功率放大器（丙类）原理图四、实验内容及步骤1. 实验电路见图2-1 按图接好实验板所需电源，将C,D 两点短接，利用示波器调回路谐振频率，使其谐振在 6.5MHz 的频率上调谐方法： 在输入端加信号源（所加信号的峰峰值大约为几个mv） ，在输出端接示波器，调节可变电容的值，观察示波器的输出为最大值，调谐完毕调谐振时，要分级调谐并且要带载调谐分级调谐是将示波器的探针分别接在各级的输出端，带载调谐是将输出端接负载2. 加负载 50Ω，测 Io 电流在输入端接f=6.5MHz,Vbm=60mv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，将测量值填入下表：C D 9 表 2-1 f=6.5MHz 实测实测计算Vb Ve Vce Vcm Io PDPo PCIc ηEc=12V Vbm=60mV RL=50 ΩRL=75 ΩRL=120 ΩVbm=42mV RL=50 ΩRL=75 ΩRL=120 ΩEc=5V Vbm=60mV RL=50 ΩRL=75 ΩRL=120 ΩVbm=42mV RL=50 ΩRL=75 ΩRL=120 Ω其中： Vi：输入电压的峰值。

Vcm ：输出电压峰值Io：电源给出总电流PD：电源给出总功率Po：输出功率PC：为管子损耗功率(Pc=Ic × Vce) 3. 加 75Ω负载电阻，同步骤2 测试并填入表中4. 加 120Ω负载电阻，同步骤2 测试并填入表中5. 改变输入端电压Vi=84mv, 同步骤 2，3，4 测试并填入表中6. 改变电源电压Ec=5V, 同步骤 2， 3，4, 5 测试并填入表中五、实验报告要求(注意事项 ) 1. 完成表格（注意：Ec=5V 的情况，分析现象）2. 注意调谐时，仔细观察所示的波形3. 说明电源电压，输出电压，输出功率的相互关系4. 总结在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求5. 分析实验成败的原因，完成实验报告6. 在调谐时，可能出现信号的失真，可以适当的降低输入信号的幅度10 实验三 LC 电容反馈式（三点式）振荡器一、实验目的1. 掌握 LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握LC 电容三点式振荡器设计及电参数的计算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CCTL1VR3C13C12L2C'C1R2ROUT+12VR4R1Rp图 3-1 LC 电容反馈式三点振荡器原理图三、预习要求1.复习 LC 振荡器的工作原理2.分析图 3-1 电路的工作原理，及各元件（组件）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） 。

3.实验电路中，Li=3.3uH, C=120pf,C’ =680pf，计算当CT=50pf, CT=150pf 时振荡频率各 为多少 ? 四、实验内容及步骤实验电路见图3-1，实验前根据图所示的原理图在实验板上找到相应的器件及插孔并了解其作用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’ (C’ =680pf) 不接， C 接入，用示波器观察振荡器停振的情况注意：连接的接线要尽量短 3）改变电位器Rp，测得晶体管的发射极电压VE,VE可连续变化，记下VE的最大值，计算 IE值: IE=EEVR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=110KΩ1. 双踪示波器2. 频率计3. 万用表4. 实验板 G1 11 （1）改变电容CT, 并分别接为C9,C10,C11 时，记录相应的频率值，并填入表3-12） 改变电容CT， 并分别接为C9,C10,C11 时， 用示波器测量相应的振荡电压的峰峰值，并填入表3-1：表 3-1 CTf(MHz) Vp-p 51pf 100pf 150pf 3.测量当 C,C’ 不同时，起振点,振幅与工作电流IER的关系 (R=110K Ω) (1) 取 C=C3=100pf、C’ =C4=1200pf, 调电位器RP使 IEQ分别为表3.2 所示的各值， 用示波器测量输出振荡幅度，并填入表3-2。

表 3-2 IEQ(mA) 0.811.5233.544.55Vp-p(V) (2) 分别重复测量 取 C=C5=120pf,C’=C6=680pf, 。