西工大高频电路实验报告 高频实验 报告分解

高频实验报告

2013年 11 月

实验一、调幅发射系统实验

一、实验目的与内容：

通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。

二、实验原理：

1、LC三点式振荡器电路：

以5BG1为中心，构成电容式Clapp Oscilltor LC振荡电路，用于产生信号源

C≈5C3，ω≈1/√LC

L为5L2与可变电容5C4,变容二极管5D2（频率微调：移动5W1的滑动端，改变5D2上电压，电压不同，其电容值不同）的并联

则决定振荡频率的元件：电容5C3，电感5L2，和可变电容5C4，变容二极管5D2

5K1处，取不同的C值，使得F不同，控制电路的稳定性和振荡条件。

电阻5W2可改变直流工作点。

2、三极管幅度调制电路：

三极管幅度调制是利用三极管构成的线性时变电路实现相乘运算，再利用电路中的LC谐振回路滤除不需要的信号，选出所需的信号成分，从而完成调幅过程。7C10、7C2、7L1三者构成LC并联谐振回路。7C10为可变电容，用来调节谐振回路的谐振频率。

3、高频谐振功率放大电路：

6BG1 第一级放大，6C5，6L1第一级并联谐振

6BG2 第二级放大，6C13，6L4第二级串联谐振

谐振功率放大电路是经过两级三极管放大，通过滤波匹配网络，得到放大的不失真功率。

1、调幅发射系统：

三、实验步骤：

1、LC三点式振荡器电路：

调试振荡电路：

先调电路的静态工作点: 调节电路的可变电阻5W2，使I C≈3mA。即：在5R8两端接上万用表，测其电压, 调节电路的可变电阻5W2,直到U5R8=R5R8?3mA。（因为在电路中，宁测电压不测电流，则通过测量电压来测量电流。又I C≈I E，则测静态工作电流I E，通过测5R8上的电压来间接测量。I E=U5R8/R5R8）

V5—1用示波器观测波形，拨动5K1从5C7至5C11选择一个电容值，得到合适波形，并使得输出波形频率为约为28M H Z；

V5-1接频率计数器，调节可变电容5C4和变容二极管5D2（微调频率），让频率等于28M H Z。

振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值U L的影响：

Kfu=5C6/(5K1接入电容)

将5K1打到不同的位置，在各个电容的两端接万能表，用蜂鸣端测试接入的是哪

一个电容。

在V5—1接示波器观测波形，调整石基等得到较好波形时，测量输出电压峰峰值U L。

记录下Kfu ≈ 0.4，即5K1接5C8=251时的输出波形。

振荡管工作电流和振荡幅度的关系：

调出30MHZ的信号源（方法与上面调试振荡电路相同）；

使Kfu ≈ 0.4，即5K1接5C8=251；

改变5BG1的静态工作电流使Ic1 为0.5 — 6 mA。方法与上面调静态工作点的方法相同，只是U5R8=R5R8?Ic1, Ic1 为0.5 — 6 mA.

在V5—1接示波器观测波形，调整石基等得到较好波形时，测量输出电压峰峰值U L。

2、三极管幅度调制电路：

调试幅度调制电路:

先调电路的静态工作点: 调节电路的可变电阻7W1，使I C≈3mA。即：使在7R3两端接上万用表，测其电压, 调节电路的可变电阻7W1,直到U7R3=R7R3?3mA。将函数发生器接到7K1，输入30MHz/0.1 Vp-p 的高频单窄波；

在V7-2接入示波器，观测输出波形。

调节谐振回路：调节7C10，并同时观察波形，直到看到最大不失真波形（说明谐振回路谐振点为30M H Z）；

接入调制信号：接通7K2。

得到并观察调幅波，得到好的波形号，记录输出波形。

记录输出已调调幅波波形垂直方向上的最大A和最小长度B，则调幅系数：m = [(A-B)/(A+B)] ? 100 %

IC值变化对调制系数m的影响关系：

改变7BG1的静态工作电流使Ic1 为1、2、3、4、5 mA。方法与上面调静态工作点的方法相同，只是U7R3=R7R3?Ic1, Ic1 为1、2、3、4、5mA.

其后步骤与上面相同。

分别记录，在不同Ic值时A、B，计算出m的值。

3.高频谐振功率放大电路：

高频谐振功放调试：

调第一级放大器：观测点：V6-2 (接示波器)

此时电流表，不接入电路。

因为直流已经固定，则只需要调交流。

调交流: 在V6-1加入fo=30MHz /0.5-0.8 Vp-p单窄波调节谐振回路，

调节6C5，直到波形为最大不失真时即可。

（注意：输出一定是要大于输入的，所以可以根据这一点来验证正确性。）

调第二级放大器：观测点：V6-3(接示波器)

将电流表接到其相应的接入点，将K6C打到左边，RL=50Ω，接入电路。

（注意：接入之前，要确保流过电流表的电流不会太大，始终要满足I A<60mA）。观察电流表示数，若电流很小，逐渐增大输入，观察电流变化。若电流有逐渐缓慢增大变为突然大幅增大，则调试成功。

输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率：

在V6-1接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；

在V6-2接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；

在V6-3接示波器，观察输出，并记录峰峰值；再接万能变，测电压有效值；

读出电流表的值，得到末级电流

计算：电源输入功率P D；电路工作效率η；高频输出功率P0

谐振功率放大器的负载特性：

-- Uo U bm= 3—4Vp-p

R

L

在开关6K1处，接入不同电阻R

= 50Ω--150Ω

L

在V6-3接示波器，观察波形，记录峰峰值Uo,和观察得到电流表中电流Ic。4.调幅发射系统：

无实验数据，可给一定预测

四、测试指标与测试波形： 1、LC 三点式振荡器电路：

1.1、振荡器反馈系数k fu 对振荡器幅值U L 的影响关系：

表1-1： 测试条件：V1 = +12V 、 Ic1 ≈ 3mA 、 f0 ≈ 28MHz k fu = 0.1—0.5

fu L

1.2、振荡管工作电流和振荡幅度的关系： Ic –U L

表1-2： 测试条件：V1 =12V 、 kfu ≈ 0.4、 fo ≈ 30MHz 、 Ic1 = 0.5 — 振荡器的Ic –U L 特性结论：

1.3、LC 三点式振荡输出波形：

测试条件：

= 3mA

波形特点与测量值分析结论：

1．三极管幅度调制电路（基极）：

2.1、I C 值变化对调制系数m 的影响关系：“IC -- m ”

表p-p

I C 值变化对调制系数m 的影响的结论：

2.2、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：

测试条件：p-p Ic=3mA

波形特点与测量值分析结论：

2．高频谐振功率放大电路：

3.1. 输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率

表1-4 测试条件：V1=V2=12V 、fo=30MHz /0.5-0.8 Vp-p 、R L =50Ω、（Ic 不得超过60mA ）

D : Ic = mA D = mW 高频输出功率P 0 : Uo = V p-p RL = Ω P 0 = mW 电路工作效率η: %

3.2.

谐振功率放大器的负载特性： R L -- Uo

表1-5 测试条件：V1=V2 =12V 、 fo=30MHz U bm = 3—4Vp-p R L = 50Ω--150

Ω

3．调幅发射系统

结论（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数并分析）：

实验二、调幅接收系统实验

一、实验目的与内容：

图2为实验中的调幅接收系统结构图。通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路和检波电路。

二、实验原理：

1、晶体管混频电路：

工作原理：

混频电路将高频载波信号（即已调波信号）进行频率变换，将其变换为特定频率的信号，频谱内部结构和调制类型保持不变，仅仅改变信号的载波频率。输入协调于5MHz的载波信号，经隔直电容2C5加于晶体三极管2BG1上，本振输入（调制信号）经隔直电容2C6 加于晶体三极管发射极，载波信号和本振信号经三极

管2C6混频，得到固定频率（455kHz）的中频信号，再经选频网络滤波，得到所需的455kHz不失真混频信号。

2、中频放大/AGC和检波电路：

工作原理：

输入混频后的中频电压，利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大；输出放大信号输入AGC反馈控制电路，利用AGC控制前级中频放大器的输出增益，使系统总增益随规律变化；经过二极管检波电路实现解调，将中频调幅信号变换为调制信号。

3、调幅接收系统：

工作原理：

从天线接收传递信息的载波信号，经过低噪放完成初级放大送入混频器，与本振信号混频的到455kHz的中频信号，再经过中频放大器和AGC反馈控制电路实现增益可控的信号放大，最后由二极管检波器完成检波，输出要得到的调制信号。

三、实验步骤：

1、晶体管混频电路：

先直流后交流 ○

1调节电路静态工作点，调节2W1使2R4上的电流为0.23mA ，利用万用表直流电压档测量2R4（即R e ）两端,调整基极偏执电阻2W1，使电压为U=0.0023*1000=2.3V ）

○

2输入5.455MHz 的调幅载波信号与5MHz 的本振信号。利用函数信号发生器，分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号Us 频率5.455MHz ，峰峰值50mV ，本振信号UL 为5MHz 、峰峰值250mV 的调制信号（我们组数字信号发生器为F05型，所以高频载波信号Us 频率5.455MHz, 本振信号UL 为5MHz 。另外，高频载波信号Us 峰峰值表格上给出为5mV ，我们经过实验发现Us 峰峰值为5mV 时输出信号太小，失真很大，所以改为50mV ） ○

3调节选频网络，观测中频输出，调节2C3，使输出为455KHz 的最大不失真稳定正弦波。在观测点V2-3接入示波器，用小螺丝刀调节选频网络2B1中的电容2C3，使输出中频信号尽量达到最大不失真（注意固定示波器的时基），并使中频输出信号固定在455KHz 左右；

○

4改变基极偏执电阻2W1，使静态工作点从0到3.0变化，测量不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，计算公式为：

20lg

i

c s V A V ，结果记录表中

2、中频放大/AGC 和检波电路：

先直流后交流 ○

1调节电路静态工作点，接通12V 直流电源，分别通过3W1和3W2调节3BG1和3BG2的直流工作点。调整3BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量3R7（即Re ）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie 为0.8mA,即3R7两端电压为0.8mA*501=0.4V 。 调整3BG1静态工作点：利用万用表直流电压档测量3R13（即Re ）两端电压，调整基极偏执电阻3W2，使发射级电流Ie 为0.8mA,即3R13两端电压为0.6mA*330=0.2V

○

2利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz 的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合，接入AGC ；

（第一级中频放大电路）以V3-2为观测点，调节选频网络中的电容3C4，使中

频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；

（第二级AGC电路）利用函数信号发生器，在V3-2处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3断开；以V3-4为观测点，调节选频网络中的电容3C7，使放大输出信号最大不失真且保持455kHz；

调节选频网络中的电容3C7，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz；两级总的调试：将开关3K2、3K3闭合，接入AGC；利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；以V3-4为观测点，调节选频网络中的电容3C7，使放大输出信号最大不失真且保持为455kHz；

○3改变输入中频信号的峰峰值U in，从1mV到1V，测量不同峰峰值输入信号下，

中频放大器输出V

o1值（即AGC输入）观测点为V3-2，AGC输出V

o2

值观测点为V3-4，

AGC控制电压值(直流电压，需用万用表测量)，结果记录表中

3、调幅接收系统：

分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。其中，高频载波信号频率5MHz，峰峰值250mV，本振信号为5.455MHz的调制信号（利用函数信号发生器的调制模式将1kHz和5.455MHz的正弦信号进行调制）；

晶体管混频电路与中频放大/AGC和检波电路通过试验箱内部连接

输出接口接示波器，观察波形。

四、测试指标与测试波形：

1、晶体管混频电路：

混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系

表2- 1 测试条件：EC1 = +12V、载波信号Us = 5mv UL=250 mV

p-p

Ic = 0.1—3mA

2、中频放大/AGC和检波电路：

AGC动态范围测试

表2-2 V1=+12V, U

in

=1mVp-p——1Vp-p/455kHz

AGC动态范围测试曲线图

AGC动态范围结论

AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图

AGC检波输出线性动态范围结论

检波失真观测

测试条件：输入信号Vin：455KHz、10mVp-p，调制1kHz信号，调制度50%调幅信号

检波无失真输出波形实测波形选贴

对角线失真输出波形实测波形选贴

负峰切割失真输出波形实测波形选贴

3、调幅接收系统（给出各单元模块接口信号参数并分析调幅接收系统性能）：