高频电子线路实验指导书(山建)

高频电子线路
实验指导书
山东建筑大学信息与电气工程学院
前言
一、实验目的
《高频电子线路实验》是电子信息及通讯专业学生的一门重要专业基础实验课，它涉及到了许多专业理论知识和实践知识。在实验过程中，学生可以更直观深刻地理解课程的内容及相关专业知识，通过综合实验来提高学生设计问题、分析问题及解决问题的能力。
通过实验，使学生更直观深刻地理解课程的内容，学会使用高频电子线路实验箱及相关仪器设备，掌握高频电子线路的常用基本知识，了解和体会高频电子线路的设计思路，为今后工作、接受新挑战打下良好基础。实验完成后，必须对实验结果进行分析、总结，写出实验报告。能根据要求，进行简单电路的设计，并正确选择合适的电路元件及适用的仪器设备。
MC1496的内部原理图和管脚功能如图5-1所示：
图5-1、集成电路MC1496电路原理理图
MC1496各引脚功能如下：
1）、SIG+信号输入正端2）、GADJ增益调节端
3）、GADJ增益调节端4）、SIG-信号输入负端
5）、BIAS偏置端6）、R+载波信号输入正端
3、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。
4、比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验预习要求
实验前，预习教材： “高频电子线路”第七章：正弦波振荡器的有关章节。
三、实验原理说明
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。
量发射极电压和电流：短接K1041-2，使西勒振荡器恢复工作，测量BG102的发射极电压Ue和Ie。
调整振荡器的输出：改变电容C110和电阻R110值，使LC振荡器的输出频率f0为1.5MHz，输出幅度VLo为1.5VP-P。
（二）、观察反馈系数Kfu对振荡电压的影响：
由原理可知反馈系数Kfu=C106/C107。按下表改变电容C107的值，在TP102处测量振荡器的输出幅度VL（保持Ueq=0.5V），记录相应的数据，并绘制VL=f（C）曲线。
电阻R101~R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101既为集电极提供直流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻R105上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关K101、K102、K103的1和2接点（以后简称“短接Kxxx╳-╳”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接K101、K102、K1032-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合作用，R111为阻尼电阻，用于降低晶体等效电感的Q值，以改善振荡波形。在调整LC振荡电路静态工作点时，应短接电感L102（即短接K1042-3）。三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。本实验中LC振荡器的输出频率约为1.5MHz，晶体振荡器的输出频率为6MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。
2．实验时每组同学应分工协作，轮流接线、记录、操作等，使每个同学受到全面训练。
3．接线前应将仪器设备合理布置，然后按电路图接线。实验电路走线、布线应简洁明了、便于测量。
4．完成实验系统接线后，必须进行复查，按电路逐项检查各仪表、设备、元器件的位置、极性等是否正确。确定无误后，方可通电进行实验。
5．实验中严格遵循操作规程，改接线路和拆线一定要在断电的情况下进行。绝对不允许带电操作。如发现异常声、味或其它事故情况，应立即切断电源，报告指导教师检查处理。
4、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。
八、实验报告
1、整理实验数据，绘画出相应的曲线。
2、总结对两类振荡器的认识。
3、实验的体会与意见等。
实验二
一、实验目的
1.加深理解幅度调制与检波的原理。
2.掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。
3.掌握集成模拟乘法器的使用方法。
4.了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真。
电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，
并加大C1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
10．自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。
四、实验总结
每次实验后，应对实验进行总结，即实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、同组实验者姓名外，还包括：
1．实验目的；
2．实验仪器设备（名称、型号）；
3．实验原理；
4．实验主要步骤及电路图；
波形：幅度VL=频率f0=。
然后将测试点移至TP101处，测得频率f1=。
根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度△f/f0：
六、预习思考题
1.静态和动态直流工作点有何区别？如何测定？
2.本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响?
3.试分析C103、L102对晶振电路的影响？
9）、NC空脚10）、CAR-载波信号输入负端
电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。本实验箱所提供的LC振荡器就是西勒振荡器。
（a）、西勒振荡器（b）、交流等效电路
二、实验前预习
每次实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的、要求；明确实验步骤、测试数据及需观察的现象；复习与实验内容有关的理论知识；预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项；做好预习要求中提出的其它事项。
三、实验注意事项
1．实验开始前，应先检查本组的仪器设备是否齐全完备，了解设备使用方法及线路板的组成和接线要求。
5．实验记录（测试数据、波形、现象）；
6．实验数据整理（按每项实验的"实验报告要求"进行计算、绘图、误差分析等）；
7．回答每项实验的有关问答题。
目录…………………………………………………………………………1
实验一、LC与晶体振荡器实验…………………………………………………1
实验二、幅度调制与解调实验…………………………………………………30
图1-4、西勒振荡器
3、晶体振荡器
本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振b-c型
电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路如图1-5所示。
四、实验设备图1-5、皮尔斯振荡器
TKGP系列高频电子实验箱；
双踪示波器：20~40MHz；
频率计：10MHz；
繁用表。
五、实验内容与步骤
开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来切换电路的结构形式。对本次实验的具体线路作如下分析；
二、实验预习要求
三、实验原理
1、调幅与检波原理简述：
调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅呈调制信号的规律变化；而检波则是从调幅波中取出低频信号。振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM）信号，抑制载波的双边带调制（DSB）信号，抑制载波和一个边带的单边带调制信号。
C107(pf)
500
1000
1500
2000
2500
VL(p-p)
（三）、测量振荡电压VL与振荡频率f之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数fmax/ fmin：
选择测试点TP102，改变C110值，测量VL随f的变化规律，并找出振荡器的最高频率fmax和最低频率fmin。
f(KHz)
VL(p-p)
经过以上的分析后，可进入实验操作。接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。
（一）、调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流
电压（Ue、Ueq）和直流电流（Ie、Ieq）：
1、组成LC西勒振荡器：短接K1011-2、K1021-2、K1031-2、K1041-2，并
0.50
0.55
VL(p-p)
（五）、比较两类振荡器的频率稳定度：
1、LC振荡器
保持C107=1000p，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不变，分别测量f1在TP101处和f2在TP102处的频率，观察有何变化？
2、晶体振荡器
短接K101、K102、K1032-3，并去除电容C107，再观测TP102处的振荡波形，记录幅度VL和频率f0之值。
fmax=和fmin=，fmax/fmin=
（四）、观察振荡器直流工作点Ieq对振荡电压VL的影响：
保持C107=1000p，Ueq=0.5V，fo=1.5MHz不变，然后按以上调整静态工作点的方法改变Ieq，并测量相应的VL，且把数据记入下表。
Ieq(mA)
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
4.射极跟随电路有何特性？本电路为何采用此电路？
七、实验注意事项
1、本实验箱提供了本课程所有的实验项目，每次实验通常只做其中某一个单元电路的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。
2、用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以
免影响后续实验的正常进行。
3、在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机动性箱的零部件。
在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了与图1-4完全相同的LC西勒振荡器电路。用示波器(探头衰减10)在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。