倍频器实验报告
激光倍频实验报告
篇一：激光谐振腔与倍频实验激光谐振腔与倍频实验a13组 03光信息陆林轩 033012017 实验时间：2006-4-25[实验目的和内容]1、学习与掌握工作物质端面呈布儒斯特角的钕玻璃激光器的调节，以获得激光红外输出。
2、掌握腔外倍频技术，并了解倍频技术的意义。
3、观察倍频晶体0.53?m绿色光的输出情况。
[实验基本原理]1、激光谐振腔光学谐振腔是激光器的重要组成部分，能起延长增益介质的作用（来提高光能密度），同时还能控制光束的传播方向，对输出激光谱线的频率、宽度、和激光输出功率、等都产生很大的影响。
图1 激光谐振腔示意图（1）组成：光学谐振腔是由两个光学反射镜面组成、能提供光学正反馈作用的光学装置，如图1所示。
两个反射镜可以是平面镜或球面镜，置于激光工作物质两端。
两块反射镜之间的距离为腔长。
其中一个镜面反射率接近100%，称为全反镜；另一个镜面反射率稍低些，激光由此镜输出，故称输出镜。
（2）工作原理：谐振腔中包含了能实现粒子数反转的激光工作物质。
它们受到激励后，许多原子将跃迁到激发态。
但经过激发态寿命时间后又自发跃迁到低能态，放出光子。
其中，偏离轴向的光子会很快逸出腔外。
只有沿着轴向运动的光子会在谐振腔的两端反射镜之间来回运动而不逸出腔外。
这些光子成为引起受激发射的外界光场。
促使已实现粒子数反转的工作物质产生同样频率、同样方向、同样偏振状态和同样相位的受激辐射。
这种过程在谐振腔轴线方向重复出现，从而使轴向行进的光子数不断增加，最后从部分反射镜中输出。
所以，谐振腔是一种正反馈系统或谐振系统，具有很好的准直，选频和放大功能。
（3）种类：图2 谐振腔的种类按组成谐振腔的两块反射镜的形状以及它们的相对位置，可将光学谐振腔区分为：平行平面腔，平凹腔，对称凹面腔，凸面腔等。
平凹腔中如果凹面镜的焦点正好落在平面镜上，则称为半共焦腔；如果凹面镜的球心落在平面镜上，便构成半共心腔。
对称凹面腔中两块反射球面镜的曲率半径相同。
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（1）示波器是用来观察和测量信号的，主要是用来观察周期信号的波形，比如正弦波、三角波、方波、调幅波，等等。
信号发生器，即信号源。
（2）注意事项：在仪器之间、仪器与电路之间，信号的传输都是通过信号线来完成的。
用示波器测量信号发生器产生的信号，就要将示波器的信号输入线（表笔）与信号发生器的信号输出线连接在一起。
注意，仪器的信号线都有一个金属的连接头，也被称作“Q头”，用来与仪器连接在一起，这里要特别强调：在将信号线接上和取下时，一定要捏住信号线的其他部位，否则，信号线中的芯线就会被拧断。
再就是不能用蛮力，。
这是高频实验仪器操作的基本常识和基本要求，必须遵守，不得违背。
二、实验内容高频正弦波信号的产生和测试①首先简单介绍一下信号发生器的基本操作使用方法。
它是数字智能型的信号发生器，打开电源开关，液晶显示屏显示信号的参数。
信号参数，由功能键结合数字按键设置，比如，我们要产生频率为12.5MHz、有效值150mV的信号，那么，我们就要先按一下功能键“频率”，再按数字键12.5，然后按右边的单元键“MHz”，这时，屏幕上显示“频率12.5MHz”；接着再按一下功能键“幅度”，再按数字键150，然后按右边的单元键“mV”，这时，屏幕上显示“幅度150mV”。
高频电路实验报告
实验一 高频小信号放大器一、单调谐高频小信号放大器图1.1 高频小信号放大器1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp ；MHz CLw p 936.2105801020011612=⨯⨯⨯==--2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益A v0。
,708.356uV V I = ,544.1mV V O = 电压增益===357.0544.10I O v V V A 4.325输入，输出波形：3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。
4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~A相应的图，v根据图粗略计算出通频带。
f0(KHz65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065)U00.977 1.064 1.392 1.483 1.528 1.548 1.457 1.282 1.095 0.479 0.840 0.747 (mv)A V 2.736 2.974 3.899 4.154 4.280 4.336 4.081 3.591 3.067 1.341 2.352 2.092BW0.7=6.372MHz-33.401kHz5，在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。
二、下图为双调谐高频小信号放大器图1.2 双调谐高频小信号放大器1、通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益A v0,285.28mV V I =,160.5V V O =33.1820283.0160.50===I O v V V A输入端波形：输出端波形：2、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。
BW0.7=11.411MHz-6.695MHz BW0.1=9.578MHz-7.544MHz 矩形系数K=0.431实验二高频功率放大器一、高频功率放大器原理仿真，电路如图所示：(Q1选用元件Transistors中的 BJT_NPN_VIRTUAL)图2.1 高频功率放大器原理图1、集电极电流ic（1）设输入信号的振幅为0.7V，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
参量倍频电路实验报告
参量倍频电路实验报告实验名称：参量倍频电路实验一、实验目的：1. 了解参量倍频电路的原理和特点；2. 学习参量倍频电路的搭建方法；3. 通过实验验证参量倍频电路的工作原理。
二、实验器材和仪器：1. 函数信号发生器；2. 示波器；3. 电阻、电容和电感等被动元器件。
三、实验原理：参量倍频电路是一种利用非线性元件对输入信号进行倍频处理的电路。
其基本原理是：当输入信号的频率为f时，在非线性元件中会产生频率为2f的谐波信号，然后通过滤波器将谐波信号提取出来，从而实现信号的倍频。
四、实验步骤：1. 搭建参量倍频电路的基本电路结构，包括输入信号源、非线性元件和滤波器；2. 连接示波器，用于观测电路输入和输出信号波形；3. 调节函数信号发生器的频率，并观察输出信号波形的变化；4. 记录不同频率下输出信号的倍频结果。
五、实验数据记录与分析：在实验中，我们设置了不同的输入信号频率，并观察输出信号的波形。
根据观察结果，我们记录下不同频率下输出信号的倍频结果如下表所示：输入信号频率（Hz）输出信号频率（Hz）1000 20002000 40003000 6000通过对比输入信号频率和输出信号频率，我们可以发现输出信号的频率正好是输入信号频率的两倍，这验证了参量倍频电路的工作原理。
六、实验结论：通过本次参量倍频电路实验，我们得出了以下结论：1. 参量倍频电路是一种利用非线性元件对输入信号进行倍频处理的电路；2. 通过调节输入信号的频率，可以实现输出信号频率是输入信号频率的两倍；3. 参量倍频电路在实际应用中具有一定的局限性，对输入信号的频率和振幅有一定的要求；4. 参量倍频电路在通信和无线电领域有一定的应用价值。
七、实验感想：通过这次参量倍频电路实验，我对参量倍频电路的工作原理和搭建方法有了更深入的了解。
实验中我学会了如何调节输入信号的频率，并观察输出信号的倍频结果。
这次实验不仅提供了实际动手操作的机会，还增加了对电路原理的理解和实践能力的培养。
高频仿真实验报告
实验报告实验课程：通信电子线路实验（软件部分）学生姓名：周倩文学号：6301712010专业班级：通信121班指导教师：雷向东老师、卢金平老师目录实验一仪器的操作使用实验二高频小信号调谐放大器实验三非线性丙类功率放大器实验实验四三点式正弦波振荡器实验五晶体振荡器设计实验六模拟乘法混频实验七二极管的双平衡混频器设计实验八集电极调幅实验实验九基极调幅电路设计实验十模拟乘法器调幅南昌大学实验报告学生姓名：周倩文学号：6301712010 专业班级：通信121班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期： 2014-10-24 实验成绩：、实验三非线性丙类功放仿真设计（软件）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改变时的动态特性。
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对功率放大器工作状态的影响。
3. 掌握丙类放大器的计算与设计方法。
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、实验基本原理放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。
功率放大器电流导通角越小.放大器的效率越高。
非线性丙类功率放大器的电流导通角小于90°.效率可达到80%.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。
特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小).基极偏置为负值.电流导通角小于90°.为了不失真地放大信号.它的负载必须是LC谐振回路。
在丙类谐振功放中.若将输入谐振回路调谐在输出信号频率n次谐波上.则可近似的认为.输出信号回路上仅有ic中的n次谐波分量产生的高频电压.而它的分量产生的电压均可忽略。
因而.在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。
利用倍频器进行精确频率测量的技巧
利用倍频器进行精确频率测量的技巧频率测量是电子工程中的常见任务之一，准确测量频率对于电子设备的调试、维修和性能评估至关重要。
倍频器是一种常用的工具，可以将输入信号的频率放大到倍数，并提供一个更高精度的测量结果。
本文将介绍利用倍频器进行精确频率测量的技巧，涉及选取合适的倍频器、校准和测量过程的注意事项等。
一、选择合适的倍频器选择合适的倍频器是精确频率测量的关键。
在选择倍频器之前，需要考虑以下几个因素：1. 输入信号的频率范围：倍频器通常有一定的工作频率范围，必须选择适用于输入信号频率范围的倍频器。
如果超出倍频器的工作频率范围，将无法正常工作或测量结果不准确。
2. 输入信号的幅度：倍频器对于输入信号的幅度有一定的要求。
过大或过小的输入信号幅度都可能导致测量结果的误差。
3. 增益与精度：不同倍频器的增益和精度可能有所不同。
选择增益较高、精度较高的倍频器可以达到更准确的测量结果。
二、校准倍频器校准倍频器是确保精确频率测量的重要步骤。
以下是一些校准倍频器的技巧：1. 使用准确的标准信号：校准倍频器需要使用准确的标准信号作为参考，以验证倍频器的准确性。
可以使用精密频率源或者可追溯至国家标准的信号源。
2. 调整倍频器的增益：校准倍频器时，可以根据标准信号的频率和幅度调整倍频器的增益，以确保输出信号的频率和幅度与输入信号相匹配。
3. 检查倍频器的线性度：倍频器在不同频率下的线性度可能会有所不同。
通过使用多个标准信号，可以检查倍频器在不同频率下的线性度，以确定测量结果的精度。
三、测量注意事项在使用倍频器进行精确频率测量时，还需注意以下事项：1. 输入信号的稳定性：输入信号的稳定性对于测量结果的准确性至关重要。
确保输入信号的稳定性可以通过使用稳定的信号源、减小干扰源以及保持测试环境的稳定等方式实现。
2. 降低噪声干扰：噪声干扰可能影响测量结果的精度。
可以使用滤波器、屏蔽材料或使用较好的电缆线等方法，以降低噪声干扰对测量的影响。
弦驻波实验报告
弦驻波实验报告1. 实验目的本实验旨在通过观察和测量弦上的驻波现象，探究弦驻波的基本原理和特性，并验证驻波的产生与实验条件的关系。
2. 实验原理当一根悬挂固定在两端的弦被固定振动时，会在弦上形成一系列固定的干涉图案，这种干涉现象即为弦的驻波。
驻波是由来自于振动源的波与来自于反射的波相互叠加形成的，产生驻波所需的条件是：波源频率固定、弦两端固定、传播介质均匀。
根据物理学原理，驻波的波节与波腹之间的距离等于波长的一半。
因此，通过测量驻波的节点位置，可以求得驻波的波长，从而计算出波速。
3. 实验器材与装置•弦：一根较长的细弦，例如尼龙绳或钢丝•弦振动源：手摇或电动的震源器•弦固定器：两个固定在桌面上的夹子•倍频器：用于调节弦振动源的频率•比例尺：用于测量驻波的节点位置•电子计数器：用于计数波腹的个数•桌面：用于搭设实验装置的平整表面4. 实验步骤步骤一：搭设实验装置1.将两个夹子固定在桌面上，使得弦的两个端点可以夹在夹子之间。
2.将弦紧绷在两个夹子之间，并确保弦的振动自由，并不会与桌面摩擦。
步骤二：调节振动源的频率1.将振动源固定在弦的一端，并使其振动垂直于弦的方向。
2.调节振动源的频率，使得弦能够产生明显的驻波图案。
3.使用倍频器，可以将驻波的节点位置调整到合适的位置，以便观察和测量。
步骤三：测量节点位置1.使用比例尺，从弦的一端开始，依次测量每个波节的位置，并记录下来。
2.使用电子计数器，记录下波腹的个数。
步骤四：数据分析1.根据测得的节点位置，计算出驻波的波长。
2.根据波腹的个数和驻波的波长，计算出波速。
5. 实验结果与分析根据实验数据，我们计算得到了驻波的波长和波速。
通过测量节点位置并计算波长，我们得到了驻波的波长分布图。
从图中可以看出，驻波的波长不均匀分布，且波长随节点位置的增加而增加。
通过测量波腹的个数和驻波的波长，我们计算得到了驻波的波速。
根据实验数据，我们发现驻波的波速与振动源的频率有关，频率越高，波速越大。
激光倍频演示实验报告
一、实验目的1. 了解激光倍频的基本原理；2. 掌握激光倍频实验的操作步骤；3. 观察激光倍频现象，分析影响倍频效率的因素。
二、实验原理激光倍频是指激光经过非线性光学晶体或材料后，其频率翻倍的现象。
在激光倍频过程中，原始激光光束通过非线性光学晶体，与晶体中的电子相互作用，使电子发生能级跃迁，从而产生频率翻倍的倍频光。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 激光器（如 Nd:YAG 激光器）- 非线性光学晶体（如 LBO、BBO）- 光学平台- 光电探测器- 信号处理器- 数据采集系统2. 实验材料：- 激光倍频晶体（如 LBO、BBO）- 激光倍频实验样品（如光路板、光纤等）四、实验步骤1. 将激光器输出的激光束耦合到光纤中，通过光纤传输至非线性光学晶体；2. 将非线性光学晶体放置在光学平台上，调整晶体的位置和角度，以获得最佳的倍频效果；3. 使用光电探测器检测倍频光输出，记录数据；4. 通过信号处理器处理数据，分析倍频效率；5. 改变实验条件，如激光功率、晶体温度等，观察倍频效率的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，当激光功率为 1 kW，晶体温度为25℃ 时，倍频效率最高，约为 10%；2. 当激光功率增加时，倍频效率也随之增加，但增幅逐渐减小；3. 晶体温度对倍频效率有一定影响，当温度过高或过低时，倍频效率均有所下降；4. 实验中观察到的倍频光波长为 532 nm，符合理论预测。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了激光倍频的基本原理和操作步骤；2. 实验结果表明，激光倍频技术在光通信、激光医疗等领域具有广泛的应用前景；3. 在实验过程中，我们发现激光功率、晶体温度等因素对倍频效率有较大影响，需要进一步优化实验条件；4. 激光倍频技术的研究与发展，对于拓展激光应用领域具有重要意义。
注：本实验报告仅供参考，实际实验过程中可能存在误差和差异。
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电子技术设计实践
--31倍频器学院：机械与电子工程学院
专业：电子科学与技术
班级：080631
姓名：刘颖华
学号：08063131
指导老师：管小明老师
2011年11月
一、实习目的
1.了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图
书。
能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用万用表。
2.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理，基本掌握手工电烙铁的焊接技术。
4. 了解电子产品的焊接、调试与维修方法。
初步学习调试电子产品的方法，提高动手能力。
二、实习器材
1.电烙铁、焊锡丝
2.螺丝刀、镊子、钳子等必备工具
3.万用表
4.万能电路板1个、16脚芯片底座3个、8脚底座1个
5.CD4522芯片2个、CD4046芯片1个、555芯片1个、电阻、电容、二极管等
三、原理介绍
3.1倍频器电路图
T0
图1倍频器电路
3.2 CD4046芯片简介
锁相的意义是相位同步的自动控制，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环，简称PLL。
它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。
锁相环主要由相位比较器（PC）、压控振荡器（VCO）。
低通滤波器三部分组成，如图1所示。
图2
压控振荡器的输出Uo接至相位比较器的一个输入端，其输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的平均电压Ud大小决定。
施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号Ui与来自压控振荡器的输出信号Uo相比较，比较结果产生的误差输出电压UΨ正比于Ui和Uo两个信号的相位差，经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压Ud。
这个平均值电压Ud朝着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化，直至VCO输出频率和输入信号频率获得一致。
这时两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步）称作相位锁定。
当锁相环入锁时，它还具有“捕捉”信号的能力，VCO可在某一范围内自动跟踪输入信号的变化，如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化，锁相环能捕捉到输人信号频率，并强迫VCO锁定在这个频率上。
锁相环应用非常灵活，如果输入信号频率f1不等于VCO输出信号频率f2，而要求两者保持一定的关系，例如比例关系或差值关系，则可以在外部加入一个运算器，以满足不同工作的需要。
过去的锁相环多采用分立元件和模拟电路构成，现在常使用集成电路的锁相环，CD4046是通用的CMOS 锁相环集
成电路，其特点是电源电压范围宽（为3V －18V ），输入阻抗高(约100MΩ)，动态功耗小，在中心频率f0为10kHz 下功耗仅为600μW ，属微功耗器件。
3.3 CD4046芯片引脚及引脚功能
图3是CD4046的引脚排列，采用 16 脚双列直插式。
图3 CD4046的引脚 各引脚功能如下：
引脚 引脚功能 引脚 引脚功能
1 相位输出端
9 压控振荡器的控制端 2 相位比较器Ⅰ的输出端 10
解调输出端，用于FM 解调
3 比较信号输入端 11、12 外接振荡电阻
4 压控振荡器输出端
13
相位比较器Ⅱ的输出端 5
禁止端，高电平时禁止，低电平时允许压控振荡器工作
14 信号输入端
6、7
外接振荡电容 15
内部独立的齐纳稳压管负极
3.4 CD4046芯片内部结构
图4 CD4046内部电原理框图
图4是CD4046内部电原理框图，主要由相位比较Ⅰ、Ⅱ、压控振荡器（VCO ）、线性放大器、源跟随器、整形电路等部分构成。
比较器Ⅰ采用异或门结构，当两个输人端信号Ui 、Uo 的电平状态相异时（即一个高电平，一个为低电平），输出端信号UΨ为高电平；反之，Ui 、Uo 电平状态相同时（即两个均为高，或均为低电平），UΨ输出为低电平。
CD4046锁相环采用的是RC 型压控振荡器，必须外接电容C1和电阻R1作为充放电元件。
当PLL 对跟踪的输入信号的频率宽度有要求时还需要外接电阻R2。
由于VCO 是一个电流控制振荡器，对定时电容C1的充电电流与从9脚输入的控制电压成正比，使VCO 的振荡频率亦正比于该控制电压。
当VCO 控制电压为0时，其输出频率最低；当输入控制电压等于电源电压VDD 时，输出频率则线性地增大到最高输出频率。
VCO 振荡频率的范
8
、16 电源的负端和正端
围由R1、R2和C1决定。
CD4046内部还有线性放大器和整形电路，可将14脚输入的100mV左右的微弱输入信号变成方波或脉冲信号送至两相位比较器。
源跟踪器是增益为1的放大器，VCO的输出电压经源跟踪器至10脚作FM解调用。
齐纳二极管可单独使用，其稳压值为5V，若与TTL电路匹配时，可用作辅助电源。
综上所述，CD4046工作原理如下：输入信号Ui从14脚输入后，经放大器A1进行放大、整形后加到相位比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端，图4开关K拨至2脚，则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号Uo与输入信号Ui作相位比较，从相位比较器输出的误差电压UΨ则反映出两者的相位差。
UΨ经R3、R4及C2滤波后得到一控制电压Ud加至压控振荡器VCO的输入端9脚，调整VCO的振荡频率f2，使f2迅速逼近信号频率f1。
VCO的输出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ，继续与Ui进行相位比较，最后使得f2＝f1，两者的相位差为一定值，实现了相位锁定。
若开关K拨至13脚，则相位比较器Ⅱ工作，过程与上述相同，不再赘述。
四焊接与调试
1 焊接
按照原理图，先用555做一个周期为1秒左右的矩形脉冲波发生器，将脉冲输出连接560欧姆的电阻串联红色LED到地，以作为初级脉冲输出只是作用。
将两片4522并排放在一起，按照原理图连接各个管脚，第二片4522的CF 端连接到电源VDD。
焊接4046，连接脉冲发生器的输出信号和4522的输出信号，将输出信号串联560欧姆电阻和绿色LED作为输出指示。
到此焊接完成
2 调试，先调试脉冲电路，如果出现是指示灯一直亮，则查看4、8教是连接或者6脚时候接了电容。
用示波器查看两个脉冲的比例关系，前级脉冲是1.2Hz，后级输出为44.4Hz，器倍频关系式31倍，符合题目要求。
44Hz是人眼分辨不出来的，也不能察觉指
示灯在闪烁，我通过要换板子，可以很轻松的发现指示灯不连续亮，说明灯是在闪烁的。
3.电烙铁使用时的注意事项
（1）使用前，应认真检查烙铁电源插头、电源线有无损坏，并检查烙铁头是否松动。
（2）电烙铁使用中，不能用力敲击，要防止烙铁头跌落。
（3）烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉，不可乱甩，以免伤到皮肤和眼睛及烫伤他人。
（4）电烙铁通电后温度高达250℃以上，不用时应放在烙铁架上。
（5）如果较长时间不用应切断电源，防止高温“烧死”烙铁头（被氧化）。
另外，要防止电烙铁烫坏其他元器件，尤其是电源线，若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。
（6）电烙铁使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。
冷却后，再将电烙铁收回工具箱。
五总结
通过本次试验，进一步提高了自己的动手能力，同时对理论知识有了更深的了解，理论与实践相连接，收获颇多。
在实验的过程中也遇到了些许问题，在同学的帮助下都一一得以解决，最后感谢在实验过程中帮助他人的同学，同时感谢管老师，宋老师和万老师在整个实践过程中对我们的指导和帮助，谢谢！。