信息技术实验教学中心典型课件之高频电子线路实验

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实验内容 实验一单调谐回路谐振放大器实验二双调谐回路谐振放大器实验三高频谐振功率放大器实验四电容三点式LC振荡器实验五石英晶体振荡器实验六振幅调制器实验七振幅解调器实验八变容二极管调频器实验九电容耦合回路相位鉴频器实验十 LM566组成的频率调制器实验十一 LM565组成的频率解调器实验十二正弦波振荡电路设计

(实验一)单调谐回路谐振放大器实验 实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．熟悉放大器静态工作点的测量方法。 3．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响。 4．掌握用扫频仪测量放大器幅频特性的方法。

(实验一)单调谐回路谐振放大器实验步骤 1 1. AS1634/AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置频率显示输出幅度存储单元存储调用键信号输出工作方式衰减器数码调谐器

单调谐回路谐振放大器工作原理 谐振回路 Vcc 偏置电阻（甲类状态）信号输出信号输入旁路电容

(实验一)单调谐回路谐振放大器实验步骤 1 频率定标个数：共设8点频率，并存储于第0~7存储单元内。若把中心频率10.7MHz置于第3单元内，且频率间隔取为1MHz，则相应地有：0单元—7.7 MHz，1单元—8.7 MHz，…，7单元—14.7 MHz。 (ⅰ) 频率范围：2MHz~16MHz范围（按“频段手动递增/减”按键调整）；（ⅱ）工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗）；（ⅲ）函数波形：正弦波。

单调谐回路谐振放大器实验步骤 1 第0单元频率定标与存储 (ⅰ) 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为7700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为7.7 MHz）；（ⅱ）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为0；（ⅲ）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把7.7 MHz频率存入第0单元内。其余第1单元-第7单元的定标与存储方法与此相同

单调谐回路谐振放大器实验步骤 1 其他参数设置 ① 扫描时间设置为20ms：按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时间显示为0.020s； ② 工作方式为线性扫描，（频率）为线性坐标。按“工作方式”键，使INT LINEAR灯点亮； ③ 输出幅度设置为50mV：使“﹣40dB”衰减器工作，并调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出显示为50mV（峰-峰值）。

单调谐回路谐振放大器实验步骤 2 2.单调谐回路谐振放大器静态工作点测量在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关和实验板1单调谐放大器单元的电源开关（K7）取射极电阻R4=1k（接通K4，断开K5、K6，集电极电阻R3=10k（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE、VC，并填入表1.1内。当R4分别取510（接通K5，断开K4、K6）和2k（接通K6，断开K4、K5）时，重复上述过程，将结果填入表1.1，并进行比较和分析。

相关链接：扫频法原理为什么AS1637/1634信号源能成为一台扫频仪？为什么作出的幅频特性曲线能在示波器上稳定显示？图象中的X轴代表什么？Y轴呢？相关链接：扫频法原理为什么AS1637/1634信号源能成为一台扫频仪？为什么作出的幅频特性曲线能在示波器上稳定显示？图象中的X轴代表什么？Y轴呢？锯齿波作X扫描扫频波宽带检波器频标混合器单调谐放大器示波器 AS1634 AS1637 脉冲频标

单调谐回路谐振放大器实验步骤 3 3.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量 • AS1634/AS1637的输出信号（OUTPUT 50）连接到单调谐放大器的IN端，单调谐放大器的输出（OUT）连接到实验板6的信号输入端，以对输入信号进行检波。AS1634背面板上的频标输出MARKER OUT连接到实验板6的频标输入端。实验板6把已检波的信号与频标混合后输出。 • 实验板6的混合输出端连接到双踪示波器CH2（Y）端上。 • AS1634背面板上的锯齿输出（SAWTOOTH OUT）连接到双踪示波器CH1（X）端上。

单调谐回路谐振放大器幅频特性测量

单调谐回路谐振放大器实验步骤 3 • 把示波器置于“X-Y”模式档，即CH1输入的锯齿波信号作示波器的水平扫描，便可在示波器上观测到带频标刻度的放大器幅频特性。改变CH1量程可调节横坐标（时间轴）比例，改变CH2量程可调节纵坐标（幅度）比例单调谐回路幅频特性

单调谐回路谐振放大器幅频特性曲线 10.7 MHz 12.7 MHz 8.7 MHz 本文件应用的照片系ASGP-1实验系统操作时实拍

单调谐回路谐振放大器实验步骤 4 4.幅频特性测量仍取R3=10k、R4=1k，观测放大器幅频特性并作如下调试： 1.实验板6上的“频标幅度”旋钮，可调节频标高度； 2.实验板1上的单调谐放大器的电容C3，可调节谐振频率点； 3.AS1634的输出幅度（AMPL）旋钮，可调节频率特性幅度为80mVpp。 4.把谐振频率调节到10.7MHz，记下此时的频率特性，

实验二双调谐回路谐振放大器实验 实验目的熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响。了解放大器动态范围的概念和测量方法。实验内容采用扫频法测量双调谐放大器的幅频特性用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响(单峰特性、双峰特性)。用示波器观察放大器动态范围

双调谐回路谐振放大器工作原理 初级回路次级回路直流偏置（甲类）输出信号输入耦合电容

双调谐回路谐振放大器实验步骤 1 • 实验步骤 1 AS1634函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置、 AS1634、实验板1上的双调谐放大器、实验板6（宽带检波器）、双踪示波器进行连接，其方法与实验（一)中的方法完全相同。取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），然后反复调整C3、C6，使两个回路均调谐在10.7MHz，并使放大器幅频特性为单峰。

双调谐回路谐振放大器实验步骤 2 2.双峰（幅频）特性测量 • 取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3断开）和C7=12pF（K3接通，K1、K2断开）进行测量，并作记录（应观察到双峰）。 • 当C7=12pF时，中心频率可能发生偏移，此时应反复调整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。

双调谐回路谐振放大器特性曲线 10.7 MHz 取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3断开）C7=12pF （K3接通，K1、K2断开）可观察到双峰

双调谐回路谐振放大器实验步骤 3 3.放大器动态范围测量 ① 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），并反复调整C3、C6，使特性曲线仍为单峰，且谐振于10.7MHz。 ② AS1634输出信号（OUTPUT 50）仍连接到双调谐放大电路的IN端（并以示波器CH1监视），放大电路的输出（OUT）端改接到示波器CH2上。断开示波器与实验板6的连接，使示波器退出X-Y模式，水平扫描则处于常规状态。

双调谐回路谐振放大器实验步骤 3 AS1634信号源设置 (ⅰ) 工作方式设置为内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗），此时AS1634工作于信号源方式。 (ⅱ) 按“REC”键，相应指示灯亮，调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为3；（ⅲ）再按“REC”键，相应指示灯变暗，表明已将10.7 MHz频率从第3单元内读出，

双调谐回路谐振放大器实验步骤 3 • 从AS1634上读取放大器输入电压幅度值，以示波器CH1监视输入波形，从示波器CH2上监测放大器输出波形，并读取输出幅度值，便可监视放大器失真，并计算放大器电压放大倍数值。 • 改变AS1634的输出信号幅度，并把数据填入表2.1。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，输出波形开始畸变（失真），放大倍数开始下降。

双调谐回路谐振放大器实验步骤 4 双调谐回路谐振放大器实验步骤 4 • 实验报告要求 1.画出耦合电容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三种情况下的幅频特性，计算-3dB带宽，并由此说明单峰特性和双峰特性的优缺点。 2.当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？ 3.画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。若把放大器的动态范围定义为放大倍数下降1dB时对应的输入电压幅度，试求本放大器的动态范围。

实验（三）丙类功率放大器 实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。 3．了解集电极电源电压VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。

实验（三）丙类功率放大器实验内容 1．用示波器监测两级前置放大器的调谐。 2．观察谐振功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。 3．观察并测量集电极电源电压VCC变化对谐振功率放大器工作的影响。 4．观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。

实验（三）丙类功率放大器实验准备 ⑴ 在箱体右下方插上实验板2（丙类高频功率放大电路单元）。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 ⑵ 把实验板2右上方的电源开关（K5）拨到上面的ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 ⑶ AS1634输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波，并连接到实验板2的输入（IN）端上。

高频谐振功率放大器工作原理 +12V 扼流圈，形成直流通路耦合电容耦合电容输出信号输入自偏压电阻构成集电极调谐回路

高频谐振功率放大器工作原理

高频谐振功率放大器原理 L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。 R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类。C10是隔直流电容， L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，对信号中心频率谐振。 L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。

实验（三）丙类功率放大器两级前置放大器调谐实验（三）丙类功率放大器两级前置放大器调谐两级前置放大器调谐先将C、D两点断开（K4置“OFF”位置）。然后把示波器探头接A点，（监测第1级输出）调C2使输出正弦波幅度最大。把示波器探头接B点，（监测第2级输出），调C6使输出正弦波幅度最大。需要时，亦可把示波器探头接在B点上，再反复调节C2、C6，使输出幅度最大。

实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量实验准备：接通开关K4（拨到“ON”）；示波器CH1连接到实验板2的OUT点上（输出电压振幅），示波器CH2探头连接到E点上（集电极电流波形）。放大器欠压状态：逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT点）和（E点）。可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大。

丙类高频功率放大器欠压状态波形观察 输出电压随着输入电压的增大而增大输出电压集电极电流脉冲

实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量放大器过压状态当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷。看下面的照片……

丙类高频功率放大器过压状态波形观察 输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷。输出电压集电极电流脉冲

实验（三）丙类功率放大器负载电阻对谐振功率放大器工作的影响实验（三）丙类功率放大器负载电阻对谐振功率放大器工作的影响集电极负载电阻与开关K1，K2，K3状态

实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量取R12分别为120、75、50 • 测量输入、输出电压峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值IC0，并把结果填入表3.1中。 • 测量IC0的方法是：在C、D两点间串入万用表（直流电流，200mA档），再断开K4，便可读得IC0值，然后接通K4，取走表笔。

实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量实验（三）丙类功率放大器末级谐振功率放大器（丙类）测量集电极电源电压对谐振功率放大器工作的影响实验板2右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V电源（相应指示灯点亮），重做⑵，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表3.1。

实验（三）丙类功率放大器实验报告要求 1．根据实验测量数据，计算各种情况下的Ic1m、 Po、PD、Pc、c。 2．对实验结果进行分析，说明输入信号振幅Vbm、集电极电源电压VCC、集电极负载对谐振功率放大器工作的影响（工作状态，电压、电流波形，功率、效率）。 3．倘若实验结果与理论学习时的结论不一，请分析其可能存在的原因。 4．总结由本实验所获得的体会。

实验四电容三点式LC振荡器 实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能。 3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。 4．熟悉不同反馈系数时，静态工作点变化对振荡器振荡幅度的影响。

电容三点式LC振荡器原理 电容三点式LC振荡器的交流通路如图4-1所示。这是一种克拉泼电路，C5是耦合电容，通常应满足C5＜C3、C4。 Fosc=1/2√L1C 令C = C3∥C4∥C5

电容三点式LC振荡器原理 若取C3=680P，C4=120P，C5=150P则可算得 Fosc=6.46MHz 起振条件 T0=GmReF Gm=1/re=IEQ/26是晶体管跨导。显然，静态工作点电流IEQ会影响Gm是电压反馈系数 Re是等效到晶体管C（集电极）、B（基极）两端的总（谐振）电阻详见<教程>P14

电容三点式LC振荡器原理 结论：各参数对起振条件的影响如下静态工作点：IEQ越大，gm越大，越易起振；负载电阻R5：R5越大，越易起振；耦合电容C5：C5越大，越易起振；分压比C3/C4：C3/C4增大，电压反馈系数F增大；但与此同时，R4′减小，Re减小，因而C3/C4对起振条件的影响需要综合考虑。

电容三点式LC振荡器原理(图4-2）

电容三点式LC振荡器原理 电容三点式LC振荡器实验电路如《教程》图4-2所示。图中，C1是旁路电容，C2是隔直流电容。图4-2中，W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）；K1、K2、K3用来改变C3，K4、K5、K6用来改变C4，从而改变电压反馈系数；K7、K8、K9用来改变R5，从而改变回路谐振电阻；K10、K11、K12用来改变C5，从而改变振荡频率，亦改变耦合程度。

实验步骤 在箱体右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，把实验板1右下方单元（LC振荡器电路单元）的电源开关（K13）拨到ON位置，即可开始实验。静态工作点测量 ⑴ 先不接反馈电容C3（即把 K1～K3均置OFF位置），并取C4=1000pF（K4置ON位置），用示波器探头接本单元OUT端，观察振荡器停振时的情形。 ⑵ 改变电位器W1可改变BG1的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。记下VE的最大值，并计算相应的IE值（R4=1kΩ）： IE=VE/R4

实验步骤静态工作点变化对振荡器工作的影响 ⑴ 实验初始条件：IEQ=2.5mA（调W1达到），C3=100pF（接通K1，断开K2、K3），C4=1000pF（接通K4，断开K5、K6），R5=110kΩ（接通K7，断开K8、K9），C5=51pF（接通K10，断开K11、K12）。 ⑵ 调节电位器W1以改变晶体管静态工作点IEQ，使其分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。

实验步骤耦合电容C5变化 对振荡器工作的影响 ⑴ 实验初始条件：同上 ⑵ 改变耦合电容C5，使其分别为51pF、100pF、150pF（分别单独接通K10、K11、K12），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.2。

实验步骤电压反馈系数(分压比) 变化 对振荡器工作的影响 ① 实验初始条件：同上。 ② 同步改变C3/C4，使其分别为100/1000pF，120/680pF，680/120pF（分别单独同步地接通开关K1/K4、K2/K5、K3/K6），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.3。

等效Q值变化（负载电阻变化） 对振荡器工作的影响实验步骤 ⑴ 实验初始条件：同上。 ⑵ 改变耦合电容C5，使其分别为51pF、100pF、150pF（分别单独接通K10、K11、K12），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.2。

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