高频实验讲义5
高频实验大纲
高频电子线路实验教学大纲课程名称：高频电路实验实验课程性质：非独立开课理论课总学时：５４实验学时数：３６课程代码：071211D048一、实验教学目的和要求通过实验可使学生进一步消化理解理论课程内容，培养学生调测的实际动手能力，建立系统概念。
二．实验课程内容和学时分配实验一高频单调谐回路放大器 ( 3 学时 )一、实验目的1．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。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。
3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容1．调测小信号放大器的静态工作状态。
2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4．调测放大器的幅频特性。
5．观察放大器的动态范围。
三、实验步骤1．静态测量2．动态测试3．用扫频仪调回路谐振曲线。
4．测量放大器的频率特性四、实验要求1．写明实验目的。
2．画出实验电路的交流等效电路。
3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。
4．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
5．整理实验数据，分析说明回路并联电阻对Q值的影响。
6．假定CT和回路电容C总和为30PF，根据工作频率计算回路电感L值。
实验二高频双调谐放大器 ( 3 学时 )一、实验目的1．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。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。
3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容1．调测小信号放大器的静态工作状态。
2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4．调测放大器的幅频特性。
5．观察放大器的动态范围。
三、实验步骤1．静态测量2．动态测试3．用扫频仪调回路谐振曲线。
4．测量放大器的频率特性四、实验要求1．写明实验目的。
2．画出实验电路的交流等效电路。
3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。
4．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
高频第5章角度调制与解调
第八节：鉴频电路
相位检波器(鉴相器)(一)
由模拟相乘器加低通滤波器构成
根据模拟相乘器输入波形不同，相位检波器的线性(指输出电压大小和两个输入电压之间相位差的关系)范围也不同
设两个输入为：
则乘法器的输出为：
经低通滤波器滤出高频分量后：
故在 附近， 和 有近似线性 关系
采用间接调频时，受到非线性限制的不是相对频偏，也不是绝对频偏，而是最大相移，即调相系数
3
扩展线性频偏的方法：间接调频
频率解调的基本原理和方法
第七节：频率解调的基本原理和方法
调频-调幅变换法
调频-调相变换法
脉冲计数法
利用锁相环电路进行鉴频
本章介绍前三种方法，第四种方法将在下一章介绍
单失谐回路斜率鉴频器：原理(一)
单谐振回路的通用谐振曲线
定义鉴频灵敏度：
则推导可得：
单失谐回路斜率鉴频器：鉴频特性分析(一)
单失谐回路斜率鉴频器：鉴频特性分析(二) 第八节：鉴频电路 故鉴频灵敏度： 随输入调频波的幅度增大而增大 随器件工作点的提高而有所增大 随工作频率的升高而降低 正比于右式中各分子项 将 对 求导数，可得 时，有最大鉴频灵敏度： 因此，如果将调频信号的中心频率选在 处，则在频偏不大时，可以得到较为对称的调频-调幅变换
双失谐回路斜率鉴频器：原理(一)
第八节：鉴频电路 双失谐回路斜率鉴频器由两个单失谐回路斜率鉴频器连接而成 设上下两组谐振回路分别调谐于 并对称处于调频波的载频两边，且：
双失谐回路斜率鉴频器：原理(二)
鉴频电路 注意：只有从A，B两点间取出鉴频电压才是失真较小的对称波形。单独任一点对地的波形都是失真比较大的不对称波形
：调频波的调频系数，其物理意义是调频波的最大附加相移
实验5振幅解调器、包络检波、同步检波详解
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101XXX姓名XXXXXXXX指导教师XXXXXXX实验名称 振幅解调器、包络检波、同步检波 同组人 专业班级 测控14-4 姓名 XX 学号 201410XXX 成绩实验5 振幅解调器、包络检波、同步检波5-1 振幅解调基本工作原理解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。
解调过程在 收信端，实现解调的装置叫解调器。
一．普通调幅 波的解调振幅调制的解调被称为检波，其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。
由于普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律，因此常用非相干解调方法。
非相干解调有两种方式，即小信号平方律检波和大信号包络检波。
我们只介绍大信号包络检波器。
1.大信号检波基本工作原理大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。
由于大信号检波输入信号电压幅值一般在 500mV 以上，检波器的静态偏置就变得无关紧要了。
下面以图 6-1 所示的简化电路为例进行分析。
大信号检波和二极管整流的过程相同。
图 6-2 表明了大信号检波的工作原理。
输入信号 ui(t) 为正并超过 C 和 RL 上的 uo(t) 时，二极管导通，信号通过二极管向 C 充电，此时 uo(t) 随充电电压上升而升高。
当 ui(t) 下降且小于uo(t) 时，二极管反向截止，此时停止向 C 充电， uo(t) 通过 RL 放电， uo(t) 随放电而下降。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………充电时，二极管的正向电阻 rD 较小，充电较快。
uo(t) 以接近 ui(t) 的上升速率升高。
放电时，因电阻 RL 比 rD 大得多（通常 RL5 ~ 10k），放电慢，故 uo(t) 的波动小，并保证基本上接近于 ui(t) 的幅值。
实验5 高频功率放大器
高频电子线路实验报告（实验5 高频功率放大器）班级：姓名：学号：实验五高频功率放大器一、实验目的：1．了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载变时的动态特性。
2．了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压Vcc变化时对功率放大器工作状态的影响。
3．比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率。
二、实验内容：1．观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点2．测试丙类功放的调谐特性3．测试丙类功放的负载特性4．观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。
三、实验基本原理：丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
本实验单元模块电路如图5－1所示。
该实验电路由两级功率放大器组成。
其中VT1（3DG12）、XQ1与C15组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R2、R12、R13、VR4组成静态偏置电阻，调节VR4可改变放大器的增益。
XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3（3DG12）组成丙类功率放大器。
VR6为射极反馈电阻，调节VR6可改变丙放增益。
甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号（由短路块J5连通）。
当短路块J5置于开路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管VT3截止，只有当甲放输出信号大于丙放管VT3的be间的负偏压值时，VT3才导通工作。
与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S5拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。
四、实验步骤：1．本实验要用到“振荡器与频率调制”、“前置放大”、“功率放大”等三个电路模块。
在实验箱上找到这三个模块的位置。
2．在“振荡器与频率调制”模块中：将拨位开关S2的4拨向ON（即：工作在“晶体振荡器”状态）；将S4的2拨向ON；将S3全拨向下方；用示波器在右下角J6端口观察输出波形并记录：f1= ，V P-P1= 。
3．在“前置放大”模块中：将左上角J15的跳线帽短接到最左边ZD位置，用示波器在右下角J26端口观察输出波形并记录：f2= ，V P-P2= ，计算“前置放大”模块的放大倍数A前置= 。
高频实验大纲
高频电子线路实验教学大纲课程名称：高频电路实验实验课程性质：非独立开课理论课总学时：５４实验学时数：３６课程代码：071211D048一、实验教学目的和要求通过实验可使学生进一步消化理解理论课程内容，培养学生调测的实际动手能力，建立系统概念。
二．实验课程内容和学时分配实验一高频单调谐回路放大器( 3 学时)一、实验目的1．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。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。
3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容1．调测小信号放大器的静态工作状态。
2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4．调测放大器的幅频特性。
5．观察放大器的动态范围。
三、实验步骤1．静态测量2．动态测试3．用扫频仪调回路谐振曲线。
4．测量放大器的频率特性四、实验要求1．写明实验目的。
2．画出实验电路的交流等效电路。
3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。
4．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
5．整理实验数据，分析说明回路并联电阻对Q值的影响。
6．假定CT和回路电容C总和为30PF，根据工作频率计算回路电感L值。
实验二高频双调谐放大器( 3 学时)一、实验目的1．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。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。
3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二、实验内容1．调测小信号放大器的静态工作状态。
2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。
3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4．调测放大器的幅频特性。
5．观察放大器的动态范围。
三、实验步骤1．静态测量2．动态测试3．用扫频仪调回路谐振曲线。
4．测量放大器的频率特性四、实验要求1．写明实验目的。
2．画出实验电路的交流等效电路。
3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。
4．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
高频实验五：振幅解调器(包络检波、同步检波)
实验5 振幅解调器（包络检波、同步检波）—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●振幅解调●二极管包络检波●模拟乘法器实现同步检波2．做本实验时所用到的仪器：●③号实验板《调幅与功率放大器电路》●双踪示波器●万用表●直流稳压电源●高频信号源二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。
了解滤波电容数值对AM波解调影响；3．理解包络检波器只能解调m≤100％的AM波，而不能解调m＞100％的AM波以及DSB 波的概念；4．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法；5．了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；6．理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。
三、实验内容1．用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能；2．用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能；3．用示波器观察普通调幅波（AM）解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。
四、基本原理振幅解调即是从振幅受调制的高频信号中提取原调制信号的过程，亦称为检波。
通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。
1．二极管包络检波二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。
它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰一峰值为1.5V 以上）的AM 波。
它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。
本实验电路主要包括二极管、RC 低通滤波器和低频放大部分，如图9-1所示。
图中，D21为检波管，C23、R20、C24构成低通滤波器，W21为二极管检波直流负载，W21用来调节直流负载大小，W22相串构成二极管检波交流负载，W22用来调节交流负载大小。
开关K21是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的，短路下方时为接入交流负载，全不接入为断开交流负载。
短路上方为接入后级低放。
调节W23可调整输出幅度。
图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波，所以RC 时间常数的选择很重要。
高频电子课件第5章共93页文档
第五章 角度调制与解调
鉴频的方法很多，但主要可归纳为如下几类： 第一类 首先进行波形变换，将等幅调频波变换成幅度随 瞬时频率变化的调幅波(即调幅—调频波)，然后 用振幅检波器将振幅的变化检测出来。
第二类 对调频波通过零点的数目进行计数，因为其单位 时间内的数目正比于调频波的瞬时频率。这种鉴 频器叫做脉冲计数式鉴频器。
第三类 利用移相器与符合门电路相配合来实现的。
第五章 角度调制与解调
四、调角信号的解调电路的主要技术指标 鉴相器的主要指标是：
(1)鉴相特性曲线，即鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相 位偏移的关系。通常要求是线性关系。
(2) 鉴相跨导，鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移 的关系的比例系数。
(3)鉴相线性范围，通常应大于调相波最大相移的二倍，并 留有一定余量。
(4)对寄生调幅有一定抑制能力。 (5)非线性失真，应尽可能小。
第五章 角度调制与解调
图5.1-1 鉴频特性曲线
第五章 角度调制与解调
5.2 调角波的基本特性
5.2.1 调角波的基本概念 无论是调相波还是调频波，它们的总瞬时相角和瞬时
角频率都同时受调制信号调变。调相波与调频波的差别 是调相波的瞬时相位的变化与调制信号成线性关系，调 频波的瞬时角频率与调制信号成线性关系。
01.04.2020
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第五章 角度调制与解调
将上式进行三角变换
u t U c m c o s c t c o s m fs i n t U c m s i n c t s i n m fs i n t
式中，cos mf sint 和 sinmf sint均可直接展开成傅里叶级数。
得
得
ut U cmJ0(m f)cos ct
实验5HFISO14443A操作
实验五高频标签ISO14443A操作一、实验目的1、了解和设置读写器参数。
掌握数据块读取和修改，加减值的方法。
2、理解ISO14443A卡密钥的作用，学会修改和使用密钥。
3、理解halt操作，掌握读取多卡片的方法。
二、实验器材RFID读写器基础实验箱、实验用ISO14443A白卡、计算机一台。
三、实验容1、读写器认知：了解高频读写器的基本设置，熟悉超高频读写器的设置与使用。
了解标签参数的含义和设置方法。
读取和修改标签数据块数据，对数据块进行加减操作。
2、密钥修改：密钥是卡的重要组成部分，只有输入正确的密钥才能读到卡中的信息，密钥会经常变更。
对ISO 14443A协议中的ISO14443A卡进行密钥修改。
了解ISO14443A卡的工作原理，认识到ISO14443A卡的数据组成。
3、对多个ISO14443A卡进行数据读写，观察halt操作对其读取状态的影响，理解ISO14443A协议的对标签的读取的定义。
四、实验步骤1.1、正确连接本设备，确保本设备上的USB连接线连接实验箱和电脑，插上电源适配器，启动本设备。
1.2、启动本设备的应用软件1.3、进入主界面，点击主菜单“control”，1.4、选择下拉菜单中“Add HF Reader”，或右键点击主界面空白处，选择菜单中“add HF Reader”，1.5、选择串口（弹出的显示值即对应串口），点击ok，加载HF高频读写器模块1.6、如模块加载成功，则主界面会生成一个HF高频读写器模块1.7、选中HF 高频读写器模块，右键点击，获得右键菜单，菜单功能说明如下1.8、选中“Reader Settings and Diagnostics ”，进入HF 高频读写器参数设置界面，按图设置后关闭窗口。
知识学习A、高频HF的射频识别设备（高频读写器）工作于13.56MHz频段，系统通过天线线圈电感耦合来传输能量，通过电感耦合的方式磁场能量下降较快。
磁场信号具有明显的读取区域边界。
高频实验讲义5
实验五调幅波信号的解调实验一、实验目的：1．加深理解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法；2．了解二极管包络检波的主要指标及波形失真；3．掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验仪器与器件：1．DX系列高频电路实验箱2．双踪示波器：20~40MHz3．频率计：10MHz4．高频万用表三、实验电路图：包络检波电路。
同步检波电路。
四、实验内容与步骤：1．二极管包络检波器1）测量检波器电压传输系数K d(1)JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，从调幅波输入端IN1输入载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz、1V左右的调幅波（注意每次均应调整好幅度调制器电路使其输出理想的调幅波）；(2)用双踪示波器分别在IN1和OUT1处测量，在IN1处测得mU c（注意应是输入高频已调波包络的振幅），在OUT1处测得UΩ（检波器输出低频电压振幅），将其代入公式K d=UΩ/mU c 计算K d。
2）观察并记录不同的RC滤波器对检波器输出波形的影响(1)令输入调幅波的m=0.6，载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz和fΩ=10KHz；(2) JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，用双踪示波器在OUT1处观察并将波形放大，观察高频纹波。
(3)选择不同的检波负载电容和电阻，观察并记录检波器输出波形的变化及高频纹波的变化情况。
3）观察惰性失真令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的2、3和5、6接通，使接通C903、R902，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的惰性失真。
画出实验显示波形。
4）观察负峰切割失真令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，JP902的2、3接通，使接通R904，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的负峰切割失真。
《高频》(本科)实验指导书(精简版本)要点
高频电子线路电子信息与电气工程系通信教研室二00八年十月（蔡志明修订）目录实验一高频小信号谐振放大器（甲类） (3)实验二高频功率谐振放大电路（丙类） (8)实验三综合设计（调幅波调制与解调） (21)实验四集成电路频率调制器 (16)实验五集成电路频率解调器 (19)适用专业：通信、电子、信息类专业本科学生一、实验与实践课程的性质、目的与任务1.加深对高频电路课中各单元电路工作原理的理解，做到从实践中来，到实践中去，加深对理性知识的认识。
2.熟悉高频实验仪器的原理和使用。
3.熟悉各单元电路的组成，元件及参数的选择，掌握单元电路的基本设计方法。
4.熟练使用实验仪器，进行电路参数的测试。
5.正确分析实验数据，从而总结出符合实际的正确结论，全面掌握所学知识。
6.能自已设计制作一般电路。
二、实验与实践课程教学的基本要求加强实验与实践教学，理论联系实际，加深对知识的理解与掌握。
提高学生实践操作水平，进行创新性的培养；加强综合性和设计性实验以提高学生解决实际问题的能力。
为了达到以上目的，要求：1. 实验要求：(1)学生实验课前要认真阅读实验与实践指导书，写出预习实验报告。
(2)实验课上认真听老师讲解，回答老师提出的有关实验内容的相关问题。
(3)按要求正确开启实验仪器和设备。
(4)认真进行数据测量和记录。
(5)实验结束，请指导老师检查实验记录，做到实验数据正确，方可终止实验。
(6)关闭实验仪器，整理实验现场。
(7)填写实验记录，教师签字后方可离开。
(8)认真处理实验数据，写出实验报告。
(9)教师应仔细批改实验报告，并把有关情况以不同方式反馈学生。
2. 实践要求：(1)认真选择实践内容。
(2)若现场参观，要服从管理人员指导，认真观察，认真记录。
(3)若进行电子制作，要根据老师要求选择制作项目，研究制作原理，绘制电路原理图，进行印刷电路板制作，安装调试。
(4)上述各项结束后都要认真地写出实践报告。
三、考核办法1．基本要求实验课目的是为了提高学生的动手操作以及创新能力。
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实验五调幅波信号的解调实验
一、实验目的：
1．加深理解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法；
2．了解二极管包络检波的主要指标及波形失真；
3．掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验仪器与器件：
1．DX系列高频电路实验箱
2．双踪示波器：20~40MHz
3．频率计：10MHz
4．高频万用表
三、实验电路图：
包络检波电路。
同步检波电路。
四、实验内容与步骤：
1．二极管包络检波器
1）测量检波器电压传输系数K d
(1)JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，从调幅波输入端IN1输入载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz、1V左右的调幅波（注意每次均应调整好幅度调制器电路使其输出理想的调幅波）；
(2)用双踪示波器分别在IN1和OUT1处测量，在IN1处测得mU c（注意应是输入高频已调波包络的振幅），在OUT1处测得UΩ（检波器输出低频电压振幅），将其代入公式K d=UΩ/mU c 计算K d。
2）观察并记录不同的RC滤波器对检波器输出波形的影响
(1)令输入调幅波的m=0.6，载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz和fΩ=10KHz；
(2) JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，用双踪示波器在OUT1处观察并将波形放大，观察高频纹波。
(3)选择不同的检波负载电容和电阻，观察并记录检波器输出波形的变化及高频纹波的变化情况。
3）观察惰性失真
令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的2、3和5、6接通，使接通C903、R902，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的惰性失真。
画出实验显示波形。
4）观察负峰切割失真
令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，JP902的2、3接通，使接通R904，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的负峰切割失真。
画出实验显示波形。
2．集成电路构成的同步检波器
1）接通电源，从高频信号源输出f c=5MHz的正弦信号到幅度解调电路的载波输入端作为同步信号。
2）从幅度解调电路的调幅波输入端依次输入载波频率f c=5MHz，fΩ=1KHz ，调制度分别为m=0.3、m=1、m>1的调幅波。
用示波器在OUT2端观察，调节W903使输出的解调波形最大且不失真，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
3）将抑制载波的调幅波加至调幅波输入端，观察并记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
五、实验报告要求：
1．整理各实验步骤所得的数据和波形，分析各实验步骤所得的结果。
2．在二极管包络检波器电路中，如果m=0.5，R1=1K，fΩ=1KHz，试估算一下本实验不产生惰性失真和负峰失真时，负载电阻和检波负载电容值应各是多少？
3．小结对本实验的心得体会。