非线性实验教材

1、通信电子线路实验指导书安徽大学电子信息工程学院二0一0年九月目 录高频电子线路实验箱总体介绍1 实验一 高频小信号调谐放大器5实验二 高频谐振功率放大器11实验三 三点式LC振荡器及压控振荡器14实验四 二极管环形混频19实验五 集电极调幅23实验六 二极管峰值包络检波27实验七 变容二极管调频29实验八 集成鉴频电路33实验九 石英晶体振荡器35实验十 三极管混频37实验十一 模拟乘法器调幅39实验十二 相位鉴频器45高频电子线路实验箱总体介绍一、概述高频电子线路实验箱的实验内容是根据高等教育出版社出版的高频电子线路一书而设计的（作者张肃文）。本实验箱由主机和7个模块组成，共设置了25个实验

2、。实验箱采用“积木式”结构，将实验所需的直流电源、频率计、信号源（带扫频源）设计成一个公共平台。实验模块以插板的形式插在实验箱主板上。所有模块与公共平台之间采用2号迭插头对进行连接。使用前请仔细阅读实验箱主板上的使用注意事项。二、主机简介主机提供实验所需的直流电源、信号源（带扫频源）、频率计，它们作为实验工具不开设实验内容。各单元使用方法介绍如下：1、直流电源本实验箱提供的直流电源是基于本实验箱实验的需求而设计的。主机提供四路直流电源：+12V、+5V、12V、5V，共直流地。每路电源都有两个输出端口，分别放置在主板的左上方和右上方。实验时，用实验箱所配置的单相三极电源线，连接220V交流电源

3、和实验箱上侧的电源插座，打开实验箱左侧的船形开关，若正确连接则主板上的电源指示灯LEDf9和LEDf11亮。此时，各直流电源端口均有相应的直流电压输出。实验时，应根据模块的位置就近选择所需的直流电源输出端口。2、信号源本实验箱提供的信号源是基于本实验箱实验的需求而设计的。可输出正弦波、三角波和方波信号，频率范围分别为：1Hz10MHz、1Hz1MHz、1Hz1MHz。数码管LED900LED907用于显示输出信号的频率，单位为Hz。LED900LED907依次为10MHz、MHz、100KHz、10KHz、KHz、100Hz、10Hz和Hz位。若输出信号频率为Hz级，则LED900LED906

4、不显示。若输出信号频率为10Hz级，则LED900LED905不显示。输出信号频率为其它情况时以此类推。本信号源带简易扫频源的功能，可产生扫频信号用于定性检测外部网络的频率特性，共有两个扫频频段，分别为10KHz100KHz和100KHz1MHz。Vout为正弦波、三角波、方波和扫频信号的输出端口，Vi和Vo分别为扫频源的检波输入端和检波输出端。将Vout处扫频信号接到外部网络的输入，再将外部网络的输出与Vi连接，就可用示波器在Vo处定性观察外部网络的频率特性曲线。信号源的使用方法介绍如下：（1）开机接通主机电源，按下开关Power1和Power2，则信号源的电源指示灯D100和D101亮。数

5、码管LED900LED903不显示，LED904LED907分别显示1、0、0、0，即开机默认输出1KHz的正弦波信号。（2）波形选择按键TYPE用于改变输出信号的波形，在正弦波输出情况下，按一次TYPE键，则输出信号波形变为三角波；在三角波输出情况下，按一次TYPE键，则输出信号波形变为方波；在方波输出的情况下，按一次TYPE键，则输出信号波形变为正弦波。依此顺序按动TYPE键，则循环输出这三种波形。（3）频率选择按键RIGHT和LEFT用于选择当前需修改位，开机默认当前修改位为KHz位（LED904）在非扫频输出的状态下，按一次RIGHT键则修改位右移一位；按一次LEFT键则修改位左移一位

6、。被选中的当前修改位会闪烁显示。按键UP和DOWN用于修改当前修改位的数值。在选中当前修改位的情况下，按一次UP键，则当前修改位的数值加1；按一次DOWN键，则当前修改位的数值减1。当当前修改位的数值为所需的数值时，按下ENTER键确定操作，当前修改位会停止闪烁，则Vout处输出所需频率的信号。在当前修改位的数值为9的情况下，按一次UP键，则当前修改位数值为0，其左边显示数值加1且当前修改位不变。如在显示频率为1999Hz且当前修改位为10Hz位时，按一次UP键，则显示频率变为2009Hz且当前修改位仍为10Hz位。在当前修改位的数值为1，且当前修改为最高位、当前修改位右边第一位的数值不为0的

7、情况下，按一次DOWN键，则当前修改位自动右移一位且原当前修改位不显示。如在显示频率为1100Hz且当前修改位为KHz位时，按一次DOWN键，则显示频率变为100Hz且当前修改位为100Hz位。在当前修改位的数值为1，且当前修改为最高位、当前修改位右边第一位的数值为0的情况下，按一次DOWN键，则当前修改位自动右移一位（且该位数值变为9）且原当前修改位不显示。如在显示频率为1000Hz且当前修改位为KHz位时，按一次DOWN键，则显示频率变为900且当前修改位为100Hz位。在当前修改位的数值为0的情况下，按一次DOWN键，则当前修改位的数值变为9且当前修改位左边显示的数值减1。如在显示频率为

8、100Hz且当前修改位为Hz时，按一次DOWN键，则显示频率变为99Hz且当前修改位不变。（4）幅度调节双刀三掷开关U70用于选择输出信号幅度的衰减量，U70拨到最上端、中间和最下端时，衰减量分别为0dB、20dB和40dB。即U70用于输出信号幅度的粗调。“幅度调节”电位器用于对输出信号的幅度进行细调，当衰减量为0dB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为1.5V15V；当衰减量为20dB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为150mV1.5V；当衰减量为40dB时，调节“幅度调节”电位器，则输出信号的峰峰值范围为50mV150mV。说明：当输出信号的峰峰值较小时

9、，由于噪声干扰相对较大，输出信号波形会有抖动，属于正常现象。（5）占空比调节在输出信号为方波的情况下，调节“占空比调节”电位器可改变方波的占空比。说明：严格地说，方波是指占空比为50的矩形波，当占空比不为50时，只能称为矩形波。本实验指导书此处不做区别。（6）直流电平调节在任意波形输出或扫频输出的情况下，调节“电平调节”电位器，可改变输出信号的直流量。（7）扫频输出在点频输出的情况下，按一次SWEEP键，则Vout输出10KHz100KHz的扫频信号；连续按两次SWEEP键，则Vout输出100KHz1MHz的扫频信号；连续按三次SWEEP键，则回到输出1KHz正弦波的状态。（8）复位在通电后

10、的任意情况下，按下RESET键，则信号源复位，恢复到输出1KHz正弦波信号的状态。3、频率计本实验箱提供的频率计是基于本实验箱实验的需要而设计的。它适用于频率范围为10Hz100MHz，峰峰值Vp-p=100mV5V的信号。开关Power4为频率计部分的电源开关，LEDf10为电源指示灯。信号从“频率输入”处的二号台阶插座或射频座输入，其中射频座可作为学生二次开发等的接口使用，本实验箱的实验项目不使用此接口。开关Sf1用于给不同频率的信号选择输入匹配通道。当输入信号频率低于10MHz时，Sf1向下拨；当输入信号的频率高于10MHz时，Sf1向上拨。一般情况下Sf1向上拨即可。数码管LEDf1L

11、EDf8用于显示所测信号的频率。其中，前6个数码管显示有效数字，第8个数码管显示10的幂，单位为Hz（如显示10.70006，则频率为10.7MHZ）。第7个数码管显示“”，用于间隔前6个数码管和第8个数码管。若输入信号频率为10MHz以上，则测试精度为50ppm；若输入信号为10MHz以下，则测试精度为20ppm。三、模块介绍1、小信号放大器模块：2、高频功率放大器模块：3、正弦波振荡器模块：4、混频器模块5、幅度调制与解调模块：6、角度解调模块：7、面包板模块面包板一块，自带单股线。说明1：各实验模块上的拨位开关横向放置时，向右拨为接通，向左拨为断开；纵向放置时，向上拨为接通，向下拨为断开

12、。当拨位开关有两路输入信号可供选择时，向上拨、向下拨、向左拨和向右拨分别表示接通上通道、下通道、左通道和右通道的信号。说明2：用户可对各模块进行组合，开发出新的实验，也可挂接自己开发的模块。做实验时应把具有相应实验内容的模块插在主板上。说明3：实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻拔，检查电路正确无误后方可通电实验。拆线时若遇到连线与插孔连接过紧的情况，应用手捏住连线插头的塑料线端，左右摇晃，直至连线与插孔松脱，切勿用蛮力强行拔出。说明4：实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（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

13、导教师。找到原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。说明5：本实验箱实验电路参考教材主要有：实验一 高频小信号调谐放大器一、实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法；二、实验内容1、 测量各放大器的电压增益；2、 测量放大器的通频带与矩形系数（选做）；3、 测试放大器的频率特性曲线（选做）。三、实验仪器1、BT-3扫频仪（选做） 一台 2、20MHz示波器 一台3、数字式万用表 一块4、调试工具 一套四、实验基本原理1、单级单调谐放大器图11 单级单调谐放大器实验电路图实验原理图如图11所示，本实验的输入信号（10.7M

14、Hz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器提供。信号从TP5处输入，从TT2处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。2、单级双调谐放大器图12 单级双调谐放大器实验电路图实验原理图如图12所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。3、双级单调谐放大器图13 双级单调谐放大器实验电路图实验原理图如图13所示，即使TP5处输入信号的峰峰值只有几百毫伏，经过第一级放大器

15、后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于石英晶体振荡器的输出中不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大，所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。4、双级双调谐放大器图14 双级双调谐放大器实验电路实验

16、原理图如图14所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。五、实验步骤1、计算选频回路的谐振频率范围若谐振回路的电感量为1.8uH2.4uH，回路总电容为105 pF125pF（分布电容包括在内），根据公式计算谐振回路谐振频率的范围。2、单级单调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP9接地，TP8接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形

17、开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。说明：本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地的连线，从正弦波振荡器模块取输入信号Vi。参考实验九产生10.7MHz的正弦波信号Vi，操作步骤如下：在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨， K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GN

18、D接该模块GND，主板12V接该模块12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。用示波器在正弦波振荡器模块的TT1处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz。调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。此信号即为本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p为400mV左右。用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失

19、真。记录各数据，填表11。表11Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益（dB）（4）测量放大器的通频带、矩形系数（选做）放大器通频带的测量方法有两种：扫频法和逐点法。扫频法即用BT-3扫频仪直接测试。使用BT-3扫频仪测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线（频率与相对放大倍数的关系曲线），从频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。注意：扫频仪的输出不要太大以免超过放大器的动态范围，检波头的方向不要接反。逐点法即用外置专业信号源做扫频源，用信号源输出幅度相同频率逐步变化的信号作为放大器的输入，逐

20、点记录相应输出信号的大小，然后描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽或0.01处的带宽。则矩形系数，其中为放大器的通频带。3、单级双调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发

21、射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），从正弦波振荡器模块取输入信号。正弦波振荡器模块TP5接小信号放大器模块TP5，调节正弦波振荡器模块W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p约400mV。用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、T3、CC2、CC3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表12。表12Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益（dB）注意：不要用示波器探头直接在耦合电容（C20、C21）的两侧测量，因为示波器探头的输入电容会影响谐振回路

22、的特性。4、双级单调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP8接TP15。参考步骤2（3），从正弦波振

23、荡器模块取输入信号Vi1。正弦波振荡器模块TP5接小信号放大器模块TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi1的峰峰值Vi1p-p约400mV。用示波器在小信号放大器模块的TP8处测量，调节小信号放大器模块的T2、CC2，使TP8处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。用示波器在TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，再在TT2处用示波器测量第二级放大器的输出信号Vo2的峰峰值Vo2p-p，调节T4、CC4使TT2处信号最大不失真。记录各数据，填表13。表13Vi1p-p（V）Vi2p-p（V）Vo1 p-p（V）Vo2 p-p（V）两级放大器

24、电压增益（dB）5、双级双调谐放大器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP6接TP13，TP17接TP22，TP17接TP6，TP7接TP11， TP18接TP21，TP23接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）静态工作点调节TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压为5V。（3）测量放大器电压增益去掉TP5与地及TP1

25、6与地的连线，TP14接TP15。从正弦波振荡器模块取输入信号。参考步骤2（3），从正弦波振荡器产取输入信号Vi1。正弦波振荡器模块TP5接小信号放大器模块TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi1峰峰值Vi1p-p约为400mV。用示波器在小信号放大器模块的TP14处测量，调节T2、T3、CC2、CC3使TP14处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。用示波器在小信号放大器模块的TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，再在TT2处用示波器测量第二级放大器的输出信号Vo2的峰峰值Vo2p-p，调节T4、T5、CC4、CC5，使TT2处信号最大

26、不失真。记录各数据，填表14。表14Vi1p-p（V）Vi2p-p（V）Vo1p-p（V）Vo2p-p（V）两级放大器电压增益（dB）注意：两级双调谐放大器的各中周不要调节的太深，因为中周的变化会改变放大器的输入输出阻抗，从而使放大器与晶体振荡器之间不匹配，进而使放大器的输入波形失真。六、实验报告1、 按步实验并完成表11、12、13、14。2、 高频小信号放大器的主要技术指标有那些？如何理解选择性与通频带的关系？3、 画出单级单调谐放大器的频率特性曲线（选做）。实验二 高频谐振功率放大器一、实验目的1、掌握丙类谐振功率放大器的基本工作原理；2、掌握丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性； 3

27、、掌握丙类谐振功率放大器集电极效率的计算方法。二、实验内容1、观察丙类谐振功率放大器的输出波形； 2、观察丙类谐振功率放大器的负载特性和振幅特性；3、测量丙类谐振功率放大器的集电极效率。三、实验仪器1、20MHz示波器 一台2、数字式万用表 一块3、调试工具 一套四、实验原理高频谐振功率放大器的实验原理图如图21所示。图21 高频谐振功率放大器实验原理图图中，Q1工作在甲类，Q2工作在丙类。TP1为输入信号接口，TT1为丙类功率放大器工作状态特测试点，TP2是为测量丙类功率放大器的效率而留出的接口，TP4和TT2为功放的输出接口，TP5是为集电极调幅实验留出的调制信号输入接口。实验时，TP2接

28、TP3，以便观察丙类功放的振幅特性；TP2接5V，以便观察丙类功放的负载特性。五、实验步骤1、连接实验电路在主板上正确插好高频功率放大器模块。开关K1、K5、K6向左拨，K2、K3、K4向下拨，连接主板GND与模块GND，连接主板12V与模块12V，TP2接TP3。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。2、静态工作点调节TP1接地，用万用表测量三极管Q1发射极对地的直流电压，调节W1使此电压为1.8V。3、输入信号去掉TP1与地的连线，本实验的输入由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器提供，操作步骤如下：（1）在主板上正确插好正弦波振

29、荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨， K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。（2）用示波器在该模块的TT1处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz，调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。此信号即为本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。（3）连接正弦波振荡器模块的TP5与高频功率放大器模块的TP1，调节正弦波振荡器模块的W2，使高频功率放大器模块TP1处信号Vi的峰峰值Vip-p约

30、为500mV。4、测量功放的电压增益用示波器在高频功率放大器模块的TT2处测量，调节高频功率放大器模块的T1、T2，使TT2处信号Vo最大不失真。记录Vo的峰峰值Vop-p，计算功放的电压增益，填表51。表21Vip-p（V）Vop-p（V）电压增益(dB)5、测量丙类功放的集电极效率C（1）用万用表测TP2对地的直流电压VCC，填表52。（2）断开TP2与TP3的连线，将万用表打到测直流电流档，万用表红表笔接TP3，黑表笔接TP2。（3）TP1输入10.7MHz，峰峰值约500mV的正弦波信号Vi，开关K4向上拨，即连接负载R9（R91K）。（4）用示波器在TT2处测量，调节T1、T2，使T

31、T2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大。（5）适当调节TP1处信号Vi的幅度（即调节正弦波振荡器模块的W2），使TT2处信号Vo峰峰值Vop-p最大。记录下此时的Vop-p以及TP2和TP3之间的电流量ICC（读万用表），填表52。（6）由PS=VCC×ICC计算出电源的直流功率PS，由计算出负载功率，设中周T2的损耗率为50，由计算出丙类功放的集电极效率。填表52。表22VCC（V）ICC（A）PS（W）Vop-p（V）Po（W）C注意：由于三极管发热、谐振回路中线圈和电容的损耗以及功放的工作状态等原因，使得实际应用电路中丙类功放的效率并没有教材中所说的那样高，一般最多为5060。6

32、、观察丙类功放的负载特性（1）断开万用表红黑表笔与TP2和TP3的连线，K4向上拨，K2、K3向下拨，TP2接主板5V。（2）参考步骤3（1）（2），在TP1处输入峰峰值约500mV，频率为10.7MHz的正弦波。（3）用示波器在TT1处观察，适当调节T1、T2，使TT1处出现如图52所示的下凹波形，即丙类功放工作在过压状态（注意：下凹不要调的太深）。（4）K3向上拨，K2、K4向下拨；K2向上拨，K3、K4向下拨，用示波器在TT1处观察，可观察到TT1处波形逐渐由图22向图23变化。即负载逐渐变小时，功放的工作状态由过压临界欠压变化。图22 过压状态时TT1处的波形图23 欠压状态时TT1处

33、的波形说明1：若K4向上拨，K2、K3向下拨时，无论怎样调节T1、T2都不能使TT1处出现下凹的波形，则适当增加TP1处输入信号的幅度。若K2向上拨，K3、K4向下拨时，无论怎样调节T1、T2，TT1处的信号始终有下凹，则适当减小TP1处输入信号的幅度。整个调试过程要耐心仔细，反复多次，直至达到最好的实验效果。说明2：由于TP1处输入信号谐波分量和丙类功放集电极输出波形中谐波分量的影响，使过压状态时TT1处下凹波形并不能完全对称。同时，即使TP1处信号的谐波成分很小，由于Q1的非线性，耦合到Q2基极的信号中也存在谐波分量，由于谐振回路的非理想性，使TT1处波形下凹也不能完全对称。另外，高频情况

34、下，电阻的等效电路中存在电容电感也是导致TT1处波形下凹不对称的原因。7、观察丙类功放的振幅特性（1）去掉TP2与5V的连线，TP2接TP3，K4向上拨，K2、K3向下拨。（2）参考步骤3（1）（2），在TP1处输入峰峰值约300mV，频率为10.7MHz的正弦波信号。（3）用示波器在TT1处观察，调节T1、T2使TT1处波形如图23所示，即功放工作在欠压状态。（4）调节T1，使Q2基极信号的幅度逐渐增大，用示波器观察TT1处信号波形的变化情况。六、实验报告1、按步实验并完成表21和表22；2、讨论实际丙类功率放大器效率达不到教材中所说的那样高的原因；3、讨论丙类功率放大器工作在过压状态时，集

35、电极电流波形下凹不完全对称的原因。实验三 三点式LC振荡器及压控振荡器一、实验目的1、掌握三点式LC振荡器的基本原理；2、掌握反馈系数对起振和波形的影响；3、掌握压控振荡器的工作原理；4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。二、实验内容1、测量振荡器的频率变化范围；2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响； 3、观察温度变化对振荡器频率稳定度的影响(选做)。三、实验仪器1、20MHz示波器 一台2、数字式万用表 一块3、调试工具 一套 四、实验原理 1、三点式LC振荡器三点式LC振荡器的实验原理图如图31所示。图 81 三点式LC振荡器实验原理图图中，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2

36、组成隔离器，Q3组成放大器。C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C，则振荡器的反馈系数FC6/ C。 反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端。F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在0.010.5之间。 同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C，直接利用晶体管的

37、输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图32所示。图32 三点式LC振荡器交流等效电路图图32中，C5=33pF，由于C6和C均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为： （81）则振荡器的频率f0可近似为： （82）调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来

38、滤除石英晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会有波形输出或输出信号幅度较小。若想利用LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。2、压控振荡器压控振荡器的实验原理图如图33所示。图33 压控振荡器实验原理图Q1、Q2、Q3的作用与三点式LC振荡器相同，TP2和TP3是为自动频率控制实验二次开发留出的接口，在做压控振荡器实验的时候，连接TP2与TP3。TP1是为实验二十一（变容

39、二极管调频）留出的调制信号输入接口，C1、L1为调制信号耦合隔离电路，压控振荡器实验不涉及此部分电路。R2、R3、W1为变容二极管D1提供直流反偏压VD。C2、C3为变容二极管的接入电容(C2=5pF，C310pF)，设C2、C3的组合电容为CN，C7、C8、C40的组合电容为CM，忽略三极管输入输出电容的影响，则压控振荡器的交流等效电路如图34所示。图中，C5=33pF，由于C6和CM均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为： （83）则振荡器的频率f0可近似为： （84）由图83可得，变容二极管的接入系数P为： （85）其中，CjQ是直流反偏压为VD时变容二极管的容量。调节W1，则VD变化

40、，CjQ也变化。由式35可知，CN越大，变容二极管的接入系数P也越大，单位直流反偏压变化所引起的频偏也越大。但为了减小高频电压对D1的作用和中心频率的漂移，常将CN取的较小。图34 压控振荡器的交流等效电路图 五、实验步骤1、三点式LC振荡器（1）连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向下拨，K5、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。（2）测量LC振荡器的频率变化范围用示波器在三极管Q2的

41、发射极（军品插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率f0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表31。表31f0（MHz）最小值最大值波形非线性失真（大、小）（3）观察反馈系数对输出信号的影响用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号Vo的波形，调节T2，使Vo的频率f1为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p、振荡器频率的变化情况，填表32。表32反馈系数Vop-p（V）振荡器频率（MHz）F=1/2F=1/3F=1/5F=1/10调试时，先使反馈系数F=1/2，调节T2使Q2发射极处信号的频率为1

42、0.7MHz左右，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值。然后，不再调节T2，改变反馈系数的大小，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值，直至F=1/2、F=1/3、F=1/5、F=1/10的情况都做完。（4）、观察温度变化对三点式LC振荡器频率稳定度的影响（选做）用一热源（如加热的烙铁）靠近T2，在Q2发射极观察输出信号频率的变化情况。2、压控振荡器（1）连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K3、K4、K6、K8向下拨，K2、K5、K7向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP2接TP3。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船

43、形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。（2）观察直流反偏压、变容二极管接入电容对振荡器频率的影响。接入电容CN5pFK2向上拨、K3向下拨，使变容二极管的接入电容CN5pF。用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器在Q2发射极测量输出信号的频率f0，填表33的第一行和第二行。接入电容CN15pFK2、K3都向上拨，使变容二极管接入电容CN15pF。用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器

44、在Q2发射极测量输出信号的频率f0，填表33的第三行和第四行。表33接入电容CN5pFVD（V）f0（MHz）接入电容CN15pFVD（V）f0（MHz）说明，由于万用表输出电容的影响，将万用表接在D1两侧和不接在D1两侧时，Q2发射极信号的频率会不一样，本步骤实验万用表在测量直流电压后应取下，再用示波器在Q2发射极测信号频率。六、实验报告1、画出三点式LC振荡器和压控振荡器的交流等效电路图，按步实验并完成表31、32、33；2、讨论回路电感变化对三点式振荡器输出波形非线性失真的影响；3、讨论变容二极管接入电容对压控振荡器频偏的影响。实验四 二极管环形混频一、实验目的1、掌握二极管环形混频器的

45、工作原理；2、了解二极管环形混频器组合频率的测试方法。二、实验内容1、观察中频信号；2、观察二极管环形混频器输出信号的频谱（选做）；3、观察镜频干扰。 三、实验仪器1、20MHz示波器 一台2、数字万用表 一块3、调试工具 一套4、频谱分析仪（选做） 一台四、实验原理二极管环形混频器实验原理图如图41所示。图41 二极管环形混频实验原理图图中，MIXER内集成了4个二极管，组成二极管环形混频电路。本振信号和射频信号分别从TP1和TP2输入，R1、R2、R3、R4、R5、R6组成的形网络，用来隔离本振信号、射频信号和中频信号之间的相互干扰。FL1为455KHz陶瓷滤波器，用来选取所需的中频信号。

46、Q1组成放大器，用来放大中频信号。C2为隔直电容，经放大的中频信号可在TT1处观测。实验所用到的混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K6、K7向上拨（K5向左向右拨均可）时，选择二极管环形混频电路的输出进入中放。混频器模块的射频信号（10.7MHz）和本振信号（10.245MHz），分别由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器和集成电路振荡器提供。五、实验步骤1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，参考实验九和实验十一，用石英晶体振荡器产生10.7MHz的射频信号，用

47、集成电路振荡器产生10.245MHz的本振信号。操作步骤如下：（1）K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，主板5V接模块5V，主板5V接模块5V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K1、K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED4、LED5亮。（2）射频信号（10.7MHz）从TP5处输出，调节W2可改变射频信号的幅度。（3）本振信号（10.245MHz）从TP7处输出，调节W4可改变本振信号的幅度，调节CC2使本振信号频率为10.245MHz。若T

48、P7处无信号输出，则调节CC2使电路起振；若TP7处信号波形上下不对称，则调节T1来改善；若无论怎样调节W4，TP7处信号的最大峰峰值仍达不到1.5V，则调节T1来改善。2、连接二极管混频实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K6、K7向上拨（K5向左向右拨均可）。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关。3、输入本振信号和射频信号（1）调节正弦波振荡器模块的W2，使该模块TP5处10.7MHz信号的峰峰值为1V左右。连接该模块TP5与混频器模块的TP2。与混频器模块的TP1。4、观察中频信号用示波器

49、在混频器模块的TT1处观察，验证中频信号的频率是否为10.7MHz10.245MHz455KHz。5、观察混频器输出信号的频谱（选做）用频谱分析仪在混频器MIXER第4脚的军品插座处测量输出信号的频谱。记录此频谱分布图。6、观察镜频干扰（1）用正弦波振荡器模块的三点式LC振荡器产生9.790MHz的信号，操作步骤如下：正弦波振荡器模开关K4、K6向下拨，K5、K7向上拨。射频信号（9.790MHz）从正弦波振荡器模块的TP4处输出，调节T2使射频信号的频率为9.790MHz。（2）连接正弦波振荡器模块的TP4和混频器模块的TP2。用示波器在混频器模块的TT1处观察，验证中频信号的频率是否为10

50、.245MHz9.790MHz455KHz。由于三点式LC振荡器的频率准确调节在9.790MHz很不方便，建议调试方法为：连接正弦波振荡器模块的TP4和混频器模块的TP2，连接正弦波振荡器模块的TP7和混频器模块的TP1。用示波器在混频器模块的TT1处观察，调节T2直至TT1处有455KHz的信号出现且射频信号的频率不为10.7MHz为止。由于三点式LC振荡器的频率不可能准确稳定在9.790MHz，所以TT1中频信号的频率也不可能准确为455KHz。说明1：本实验使用了两个模块，测量信号时，示波器探头的接地线应接在该信号所在的模块上，以使观察到的波形更好。六、实验报告1、按步实验并得出中频信号

51、频率与本振信号频率、射频信号频率的关系；2、讨论镜频干扰产生的条件及消除镜频干扰的方法。实验五 集电极调幅一、实验目的1、掌握利用晶体三极管进行集电极调幅的原理；2、掌握调幅波与调制信号及载波的关系；3、掌握调幅系数测量与计算的方法。二、实验内容1、产生并观察调幅波；2、测量并计算调幅波调幅系数。三、实验仪器1、20MHz模拟示波器 一台2、数字式万用表 一块3、调试工具 一套四、实验原理集电极调幅是利用调制信号改变高频功率放大器集电极直流电源电压来实现调幅的。实验原理图如图51所示。图51 集电极调幅实验原理图TP2和TP3是为测量丙类功放的效率而留出的接口，调幅实验时，TP2与TP3相连。调制信号从TP5输入，经音频变压器T3耦合到丙类功放的集