高频电子线路实验实验指导书(2012年5月)含实验数据.doc

目 录 前 言 1 实验一：LC与晶体振荡器实验 2 实验二：变容二极管调频器 6 实验三：幅度调制与解调 8 实验四：锁相环频率合成器实验 11 前 言 《高频电子线路》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。伴随着无线电通讯的进程，高频电子技术的发展，已有百余年的历史，传统的高频技术主要由信号发生(正弦信号发生，非正弦信号发生，波形变换、载波发生)、信号调制(调幅、调频)、信号发送和接收(选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频)等组成，近二、三十年来，由于视频传输技术和数字电路技术的发展，高频技术衍生出许多新型电路和器件，如：单边带发送与接收、残留单边带发送与接收、声表面波滤波器与陶瓷滤波器的应用，数字调频技术、锁相环与锁相式频率合成技术、移相键控技术等等。 为了配合现代“高频电子技术”教学的需要，设计了十四项实验。其中九项属模拟电路范畴，即LC与晶体振荡器，调幅与解调，非线性波形变换，函数信号发生，小信号选频放大，集成乘法器混频，通频带展宽、锁相调频与鉴频和变容二极管调频与相位鉴频：属数字电路范畴的有三项，即数字信号发生，数字锁相环与数字锁相式频率合成器，数字调频与解调；其它二项实验分别是采用专用集成电路的电视图象中放检波和采用专用集成电路的电视伴音中放鉴频。 在电路的设计和选择上，具有以下特点： 一、尽量采用原理性突出的典型电路，便于结合理论知识、进行学习和分析。 二、载波工作频率采用几兆赫到几十兆赫，易于制作工艺和调试。 三、采用分列元件，集成电路及专用集成电路相结合的原则，既便于学生深入掌握电路的基本工作原理，又能及时了解现代无线电通讯技术的新技术。 四、电路中采用了变容二极管调频和声表面波滤波器以及陶瓷滤波器等固态器件，便于学生了解新型器件的性能和调测方法。 五、各个实验单元电路既自成完整系统，又便于互联成一个较大的系统进行联试、联调，以增加学习的综合性、系统性和趣味性。 六、为了使学生较全面地掌握一些基本电路。我们在实验电路编排上尽量介绍一些具有相同功能的不同电路。例如采用6．5MHz调频解调的相位鉴频器和斜率鉴频器：采用集成电路的幅度同步检波器和二极管检波器等。 七、采用单板整体构成形式：三路直流电源采用内置式的开关电源：电路的联结或改接采用按键切换。 实验需要外置的仪器有： 1)、0-50MHz扫频仪(如BT5-A型) 2)、40MHz(或20MHz)双踪示波器(如protek6504型) 3)、10MHz调频、调幅高频信号发生器(如ASl051S型) 4)、10MHz频率计函数信号发生器(如EEl642B型) 在编写“高频电子线路实验指导书”过程中。我们尽量采用重点突出、简明扼要的表达方法，突出基本原理和实验过程。由于水平有限，难免有许多不足和错误之处，请使用本指导书的师生指正。 实验一： LC与晶体振荡器实验 一、实验目的 了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 测量振荡器的反馈系数、波段覆盖系数、频率稳定度等参数。 比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。 二、实验仪器设备 高频电子线路实验箱 60M双踪示波器 频率计 三、实验原理 三点式振荡器包括电感三点式振荡器(哈脱莱振荡器)和电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)，其交流等效电路如图1-1： 图1-1 三点式振荡器 1、起振条件 （1）、相位平衡条件：Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系： （2）、幅度起振条件： 式中： qm——晶体管的跨导， Pu——反馈系数， Au——放大器的增益 qie——晶体管的输入电导 qoe——晶体管的输出电导 qL——晶体管的等效负载电导 Fu一般在0.1~0.5之间取值 2、电容三点式振荡器 (1)、电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器 图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。 (a)、考毕兹振荡器 (b)、交流等效电路 图1-2 考毕兹振荡器 （2）、串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器 电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入——个可调的小电容C3，并加大Cl和C2的容量，振荡频率主要由C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci和Co对频率稳定度的影响，且使频率可调。 (a)、克拉泼振荡器 (b)、交流等效电路 图1-3、克拉泼振荡器 （3）、并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 (a)、西勒振荡器 (b)、交流等效电路 图1-4、西勒振荡器 电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端