第三章 正弦波振荡器习题解答_百度文库
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第三章 正弦波振荡器习题解答
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&&电​子​线​路​:​非​线​性​部​分​(​第版​)​ ​(​面​向1​世​纪​课​程​教​材​)​ ​出​版​社​：​高​等​教​育​出​版​社​ ​ ​ ​作​ ​ ​者​：​ ​谢​嘉​奎
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LC与晶体振荡器实验.pdf
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1实验一LC与晶体振荡器实验一、实验目的1）、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。2）、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。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，预习教材电子线路非线性部分第3章正弦波振荡器高频电子线路第四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11。1、起振条件1）、相位平衡条件Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系2）、幅度起振条件图11三点式振荡器式中qm晶体管的跨导，XbeVfeXceVoXcbbc__LCXXXXXcoCLcebe1||||--ω，即Au1ieLoemqqqFuq2FU反馈系数，AU放大器的增益，qie晶体管的输入电导，qoe晶体管的输出电导，qL晶体管的等效负载电导，FU一般在0.10.5之间取值。2、电容三点式振荡器1）、电容反馈三点式电路考毕兹振荡器图12是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。（a）考毕兹振荡器（b）交流等效电路图12考毕兹振荡器2）、串联改进型电容反馈三点式电路克拉泼振荡器电路如图13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。ebcL1C1C2ebcC1C2Ec3（a）克拉泼振荡器（b）交流等效电路图13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电路如图14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）交流等效电路图14西勒振荡器3、晶体振荡器ebcL1C1C2C3EcebcLC1C2C3ebcL1C1C2EcC3C4ebcC1C2L1C3C44本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振bc型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路如图15所示。四、实验设备图15皮尔斯振荡器TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱双踪示波器频率计繁用表。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。作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析，如图16所示（见图16）。电阻R101R106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、K10323，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，ebcC1J1C25图16LC与晶体振荡器实验电原理图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K10423）。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10MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。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K10112、K10212、K10312、K10412，并在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了与图14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TP101观测LC振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。2、调整静态工作点短接K10423（即短接电感L102），使振荡器停振，C1.01uC.01uC10.01uC30.01uCuR1.6KR1KR47RR222KBG01KR1LEDL101560uHX10110MHz123K123KL10256uHC110751PBG1TP102K100R113100kGNDJ101振荡输出12V6并测量三极管BG101的发射极电压Ueq然后调整电阻R101的值，使Ueq0.5V，并计算出电流Ieq（0.5V/1K0.5mA）。3、测量发射极电压和电流短接K10412，使西勒振荡器恢复工作，测量BG102的发射极电压Ue和Ie。4、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1.0VPP。（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KfuC106/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Ueq0.5V），记录相应的数据，并绘制VLf（C）曲线。C107pf0002500VLpp（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。CVL7fKHzVLppfmax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C1071000p，Ueq0.5V，fo1.5MHz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。IeqmA0.250.300.350.400.450.500.55VLpp（五）、比较两类振荡器的频率稳定度1、LC振荡器保持C1071000p，Ueq0.5V，f01.5MHz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、K10323，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。波形幅度VL频率f0。然后将测试点移至TP101处，测得频率f1。f2.00MHZ1.80V1.90L8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，以免损坏机箱的零部件。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。100//100//*Δ*Δ--ffffffffffLC晶体振荡器振荡器9实验二函数信号发生实验一、实验目的1）、了解单片集成函数信号发生器ICL8038的功能及特点。2）、掌握ICL8038的应用方法。二、实验预习要求参阅相关资料中有关ICL8038的内容介绍。三、实验原理（一）、ICL8038内部框图介绍ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图21所示。它由恒流源I2和I1、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B的阀值分别为总电源电压（指UCCUEE）的2/3和1/3。恒流源I2和I1的大小可通过外接电阻调节，但必须I2I1。当触发器的输出为低电平时，恒流源I2断开图21ICL8038原理框图，恒流源I1给C充电，它的两端电压uC随时间线性上升，当达到电源电压的确2/3时，电压比较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变电压跟随器电压比较器电压比较器BA三角波正触发器弦波电路缓冲器C外接S电容II21UEEUcc为高电平，恒流源I2接通，由于I2I1（设I22I1），I2将加到C上进行反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压uC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B输出电压便发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源I2断开，I1再给C充电，如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使I22I1，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由引脚9输出方波信号。C上的电压uc，上升与下降时间相等（呈三角形），经电压跟随器从引脚3输出三角波信号。将三角波变为正弦波是经过一个非线性网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆动时，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波，从引脚2输出。1、ICL8038引脚功能图图22ICL8038引脚图供电电压为单电源或双电源单电源10V30V双电源±5V±15V2、实验电路原理图如图23所示。7654321正弦波失真度调整正弦波输出占空比调整外接电阻R调频偏置电压UccU三角波输出A频率调整外接电阻RB正弦波失真度调整外接电容CEE或地调频电压输出方波输出ICLICL8038实验电路图其中K1为输出频段选择波段开关，K2为输出信号选择开关，电位器W1为输出频率细调电位器，电位器W2调节方波占空比，电位器W3、W4调节正弦波的非线性失真。3、实际线路分析ICL8038的实际线路与图23基本相同，只是在输出增加了一块LF353双运放，作为波形放大与阻抗变换。如图24所示。根据所选的电路元器件值，本电路的输出频率范围为约10Hz11KHz幅度调节范围正弦波为012V，三角波为020V，方波为022V。若要得到更高的频率，可适当改变三档电容的值。图24函数信号发生实验电原理图3.6K3.6K6.2K1K32W3W4W110K100K100K15K0.33uF20KK10KOUTWu0.33u12V12VK1K2C2uR2KR915KR53.6KR10KR320KR710KC40.33uC10.33u45K201W110KW2KK200D201LEDD202LEDJALFBLFICL8038频率范围200Hz2KHz20KHz波型选择幅度调节TP201信号输出RK12V12V12四、实验仪器与设备TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱双踪示波器频率计交流毫伏表。五、实验内容与步骤在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，并与电路原理图相对照，了解各个切换开关的功能与使用。然后按前述的实验步骤开启相应的电源开关。一、输出正弦波的调整与测量1、取某一频段的正弦波输出，用示波器观测输出端（TP701）的波形。通过反复调节电位器W2、W3、W4，使输出正弦波的失真为最小。2、用频率计和交流毫伏表分别测量三个频段的频率调节范围和各频段的输出频响特性Vff①从最低频段开始，调节频率细调电位器W1，测定本频段的频率调节范围和输出电压（在最高与最低频率之间选取若干点）。频率f电压V②切换到中间频段，重复①的步骤。③切换到最高频段，重复①的步骤。（二）、输出三角波的观察通过调节频率和幅度，观测输出的波形。13（三）、观察输出的方波信号1、通过调节频率和幅度，观测输出的波形。2、通过调节W2，可以改变输出方波的占空比。六、实验注意事项1、正弦波的波形调整是一项较细致的实验步骤，往往需要反复多次调整相关的电位器，以获得一个失真度最小的正弦波形。2、经实验（三）的第2项步骤后，要想重新恢复正弦波输出，则必须重新调整电位器W2。七、预习思考题1、如果采用单电源或不对称的双电源供电，对输出有何影响2、本电路输出的最高频率与最低频率受哪些因素的影响3、要想同时输出三种不同波形的信号，有否可能如何实现4、在实验的实际电路中后两级的运放有何作用去除它行吗八、实验报告1、作出各频段的频响特性曲线。2、回答预习中的思考题。14实验三幅度调制与解调实验一、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。二、实验预习要求实验前预习电子线路非线性部分第4章振幅调制、解调与混频电路高频电子线路第六章调幅与检波高频电子技术第8章调幅、检波与混频频谱线性搬移电路有关章节。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，使高频振荡的振幅按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。把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上例如晶体二极管和晶体三极管，经过非线性变换电路，就可以产生新的频率成分，再利用一定带宽的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅。2、集成四象限模拟乘法器MC1496简介本器件的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频动态增益控制等。它有两个输入端VX、VY和一个输出端VO。一个理想乘法器的输出为VOKVXVY，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为VOK（VXVXOS）（VYVYOS）VZOX。为了得到好的精度，必须消除VXOS、VYOS与VZOX三项失调电压。集成模拟乘法器MC149615是目前常用的平衡调制/解调器，内部电路含有8个有源晶体管。本实验箱在幅度调制，同步检波，混频电路三个基本实验项目中均采用MC1496。MC1496的内部原理图和管脚功能如图31所示图31集成电路MC1496电路原理图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）、OUT正电流输出端7）、NC空脚8）、CAR载波信号输入正端9）、NC空脚10）、CAR载波信号输入负端11）、NC空脚12）、OUT负电流输出端13）、NC空脚14）、V负电源3、实际线路分析实验电路如图32所示，图中U301是幅度调制乘法器，音频信号和载波分别从J301和J302输入到乘法器的两个输入端，K301和K303可分别将两路输入对地短路，以便对乘法器进行输入失调调零。W301可控制调幅波的调制度，K302断开时，可观察平衡调幅波，R302为增益调节电阻，R309和R304分7654321SIGGADJGADJSIGBIASOUTNCVNCOUTNCCARNCCAR416别为乘法器的负载电阻，C309对输出负端进行交流旁路。C304为调幅波输出耦合电容，BG301接成低阻抗输出的射级跟随器。U302是幅度解调乘法器，调幅波和载波分别从J304和J305输入，K304和K305可分别将两路输入对地短路，以便对乘法器进行输入失调调零。R311、R317、R313和C312作用与上图相同。图32幅度调制与解调实验电原理图四、实验仪器与设备TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱高频信号发生器双踪示波器繁用表。五、实验内容与步骤在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，对照实验原理图熟悉元器件的位置和实际电路的布局，然后按下＋12V，－12V总电源开关K1，K3，函数信号发生实验单元电源开关K200，本实验单元电源开关K300，与此相对D302LEDD301LEDCu123K123K301R751KR3.8kR610KRKRR.2KW12.2KC80.33uC70.33uC00.33uC.33uTP307TP303J301J302J303TP301TP302BG载波输入音频输入调幅波输出123KR3KR81KRR.2KW40.33uC80.33uC20.33uTP306J304J305J306TP304TP305载波输入调幅波输入解调输出L30256uHL301470uHL30356uHR75.6KKU302MC9617应的发光二极管点亮。准备工作幅度调制实验需要加音频信号VL和高频信号VH。调节函数信号发生器的输出为0.3VP－P、1KHz的正弦波信号调节高频信号发生器的输出为0.6VP－P、10MHz的正弦波信号。（一）、乘法器U501失调调零将音频信号接入调制器的音频输入口J301，高频信号接入载波输入口J302或TP302,用双踪示波器同时监视TP301和TP303的波形。通过电路中有关的切换开关和相应的电位器对乘法器的两路输入进行输入失调调零。具体步骤参考如下1）、短接K301的23，K303的12，K302的23，调节W302至TP303输出最小。2）、短接K301的12，K303的23，K302的12，调节W303和W301，至TP303输出最小。3）、短接K301的12，K303的12，K302的12，微调W302，即能得到理想的10MHz调幅波。（二）、观测调幅波在乘法器的两个输入端分别输入高、低频信号，调节相关的电位器（W301等），短接K30212，在输出端观测调幅波VO，并记录VO的幅度和调制度。此外，在短接K30223时，可观测平衡调幅波VO，记录VO的幅度。（三）、观测解调输出1、参照实验步骤（一）的方法对解调乘法器进行失调调零。2、在保持调幅波输出的基础上，将调制波和高频载波输入解调乘法器U302，即分别连接J303和J304，J302和J305，用双踪示波器分别监视音频输入和解调器的输出。然后在乘法器的两个输入端分别输入调幅波和载波。用示18波器观测解调器的输出，记录其频率和幅度。若用平衡调幅波输入（K30223短接），再观察解调器的输出并记录之。六、实验注意事项1、为了得到准确的结果，乘法器的失调调零至关重要，而且又是一项细致的工作，必须要认真完成这一实验步骤。2、用示波器观察波形时，探头应保持衰减10倍的位置。3、其它同前。七、预习思考题1、三极管调幅与乘法器调幅各自有何特点当它们处于过调幅时，两者的波形有何不同2、如果平衡调幅波出现下图所示的波形，是何缘故3、检波电路的电压传输系统Kd如何定义八、实验报告1、根据观察结果绘制相应的波形图，并作详细分析。2、回答预习思考题。3、其它体会与意见。19实验四变容二极管调频器与相位鉴频器实验一、实验目的1）、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。2）、掌握调频器的调制特性及其测量方法。3）、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。二、实验预习要求实验前，预习电子线路非线性部分第5章角度调制与解调电路高频电子线路第八章角度调制与解调高频电子技术第9章角度调制与解调非线性频率变换电路等有关章节的内容。三、实验原理1、变容二极管直接调频电路变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图41所示。变容二极管的结电容Cj与电容二极管两端所加的反向偏置电压之间的关系可以用下式来表示式中，U?为PN结的势垒电位差图41变容二极管的Cj～u曲线（硅管约0.7V，锗管约为0.20.3V）Co为未加外电压时的耗尽层电容值u为变容二极管两端所加的反向偏置电压γ为变容二极管结电容变化指γ?||1UuCoCj0CuCoj?u20数，它与PN结渗杂情况有关，通常γ1/21/3。采用特殊工艺制成的变容二极管γ值可达15。直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图42所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随图42直接调频示意图调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。2、电容耦合双调谐回路相位鉴频器相位鉴频器的组成方框图如43示。图中的线性移相网络就是频相变换网络，它将输入调频信号u1的瞬时频率变化转换为相位变化的信号u2，然图43相位鉴频器的组成框图后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。图44的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。为了扩可电变抗低信控频号制调信频号谐振回路1线性移相网络相位检波器uo2uu21大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。图44耦合回路相位鉴频器图45（a）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的原理图，它是由调频调相变换器和相位检波器两部分所组成。调频调相变换器实质上是一个电容耦合双调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电容Cp耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率fc上，二极管D1、D2和电阻R1、R2分别构成两个对称的包络检波器。鉴频器输出电压uo由C5两端取出，C5对高频短路而对低频开路，再考虑到L2、C2对低频分量的短路作用，因而鉴频器的输出电压uo等于两个检波器负载电阻上电压的变化之差。电阻R3对输入信号频率呈现高阻抗，并为二极管提供直流通路。图（a）中初次级回路之间仅通过Cp与Cm进行耦合，只要改变Cp和Cm的大小就可调节耦合的松紧程度。由于Cp的容量远大于Cm，Cp对高频可视为短路。基于上述，耦合回路部分的交流等效电路如图45（b）所示。初级电压u1经Cm耦合，在次级回路产生电压u2，经L2中心抽头分成两个相等的电压221u，由图可见，加到两个二极管上的信号电压分别为uD12121uu和uD22121uu-，随着输入信号频率的变化。u1和u2之间的相位也发生相应的变化，从而使它们的合成电压发生变化，由j此可将调频波变成调幅调频波，最耦合回路包络检波器耦合回路包络检波器叠加型相位检波器ou2u1u2u1u22后由包络检波器检出调制信号。a（b）图45电容耦合双调谐回路相位鉴频器3、实际线路分析电路原理图如图46所示，图中的上半部分为变容二极管调频器，下半部分为相位鉴频器。BG401为电容三点式振荡器，产生10MHz的载波信号。变容二极管D401和C403构成振荡回路电容的一部分，直流偏置电压通过R427、W401、R403和L401加至变容二极管D401的负端，C402为变容二极管的交流通路，R402为变容二极管的直流通路，L401和R403组成隔离支路，防止载波信号通过电源和低频回路短路。低频信号从输入端J401输入，通过变容二极管D401实现直接调频，C401为耦合电容，BG402对调制波进行放大，通过W402控制调制波的幅度，BG403为射级跟随器，以减小负载对调频电路的影响。从输出端J402或TP402输出10MHz调制波，通过隔离电容C413接至频率计用示波器接在TP402处观测输出波形，目的是减小对输出波形的影响。J403为相位鉴频器调制波的输入端，C414提供合适的容性负载BG404和BG405接成共集共基电路，以提高输入阻抗和展宽频带，R418、R419提供公用偏LLCmCDDRRCLCCDDC_CpR3u1C1uou22m置电压，C422用以改善输出波形。BG405集电极负载以及之后的电路在原理分析中都已阐明，这里不再重复。图46变容二极管调频器与相位鉴频器实验电原理图四、实验仪器设备TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱扫频仪双踪示波器频率计繁用表。五、实验内容与步骤在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，然后接通实验箱的电源，并按下12V总电源开关K1，12V总电源开关K3，函数信号发生实验单元的电源开关K200和本单元电源开关K400，相对应的三个红色发光二极管和三C.01uC80.01uC60.1uC10.01uC4.1uC551PC20.01uC10.01uC4R03KRKRKR4KR851kR4KR.1KRKW14.7KK400DJ403J402C4uC4PCCCBG4013DG6BBG4043DG6BBG4033DG6BBG4023DG6BBG42AP9TP403TP402TP404TP401D402LEDR330R51KR4KR4KR4C4uC4.1PC7.1uC4PC4PR2L401100uHL403100uHTuHL40556uHL40212V24个绿色二极管点亮。（一）、振荡器输出的调整1、将切换开关K401的12接点短接，调整电位器W401使变容二极管D401的负极对地电压为2V，并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。2、调整线圈L402的磁芯和可调电阻R404，使R407两端电压为2.5±0.05V（用直流电压表测量），使振荡器的输出频率为10±0.02MHz。3、调整电位器W402，使输出振荡幅度为1.6VPP。（二）、变容二极管静态调制特性的测量输入端J401无信号输入时，改变变容二极管的直流偏置电压，使反偏电压Ed在05.5V范围内变化，分两种情况测量输出频率，并填入下表。Ed（V）00.511.522.533.544.555.5不并C404f0MHz并C404（三）、相位鉴频器鉴频特性的测试1、相位鉴频器的调整扫频输出探头接TP403，扫频输出衰减30db，Y输入用开路探头接TP405，Y衰减10（20db），Y增幅最大，扫频宽度控制在0.5格/MHz左右，使用内频标观察和调整10MHz鉴频S曲线，可调器件为L406，T401，C426，C428，C429五个元件。其主要作用为T401、C428调中心10MHz至X轴线。L406、C426调上下波形对称。C429调中心10MHz附近的的线性。252、鉴频特性的测试使高频信号发生器输出载波CW，频率10MHz,幅度0.4VPP，接入输入端TP403，用直流电压表测量输出端TP405对地电压（若不为零，可略微调T401和C428，使其为零），然后在9.0MHz11MHz范围内，以相距0.2MHz的点频，测得相应的直流输出电压，并填入下表。fMHz9.09.29.49.69.0.610.811V0mV绘制fVO曲线，并按最小误差画出鉴频特性的直线（用虚线表示）。3、相位鉴频器的解调功能测量使高频信号发生器输出FM调频信号，幅度为0.4VPP，频率为10MHz，频偏最大，并接入电路输入端J403，在输出端TP405测量解调信号波形波频率K幅度VPP（允许略微调节T401）。（四）、变容二极管动态调制特性的测量在变容二极管调频器的输入端J401接入1K的音频调制信号Vi。将K401的12短接，令Ed2V，连接J402与J403。用双踪示波器同时观察调制信号与解调信号，改变Vi的幅度，测量输出信号，结果填入下表。VIVPP00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.6V0VPP六、实验注意事项1、实验前必须认真阅读扫频仪和高频信号发生器的使用方法。2、实验时必须对照实验原理线路图进行，要与实验板上的实际元器件一一对应。263、其它同前。七、预习思考题1、变容二极管有何特性有何应用2、电容耦合双调谐回路是如何实现鉴频的3、相位鉴频器的频率特性为什么会是一条以载波频率为中心的S曲线试从原理上加以分析。八、实验报告1、在同一座标纸上画出两根变容二极管的静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度S，说明曲线斜率受哪些因素的影响。2、根据实验数据绘制相位鉴频器的鉴频特性f～VO曲线。3、根据实验数据绘制相位鉴频器的动态调制特性曲线VO～VI和VO～f，并分析输出波形产生畸变的原因。4、根据实验步骤四的测量结果，并结合相频特性测试所得的S曲线，求出变容二极管输出调频波的频偏△f。27实验五高频功率放大与发射实验一、实验目的1）、了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类功率放大器的调谐特性及负载变化时的动态特性。2）、了解激励信号变化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功率、效率与特点。二、实验预习要求实验前预习教材电子线路非线性部分第2章谐振功率放大器高频电子线路第三章高频功率放大器高频电子技术第7章高频功率放大电路的有关章节。三、实验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功率和较高的效率。本实验单元由三级放大器组成，如图51所示。发射天线输入图51高频功率放大器原理框图高频功率放大与发射的实际电路如图52所示。图中，BG501是一级甲类线性放大器，以适应较小的输入信号电平。W501和R503可调节这一级放大器的偏置电压，同时控制输入电平BG502为射级跟随电路，W502和W503可控制后两级放大器的输入电平，以满足甲类功放和丙类功放对输入电平的要求BG503为甲类功率放大器，其集电极负载为LC选频谐振回路，谐振频率为10MHz，R509和R511可调节甲类放大器的偏置电压，以获得较宽的动态范围BG504为一典型的丙类高频功率放大电路，其基级无直流偏置电BG502射极跟随BG503甲类放大BG501丙类放大BG501前置放大28压。只有载波的正半周且幅度足够才能使功率管导通，其集电极负载为LC选频谐振回路，谐振在载波频率以选出基波，因此可获得较大的功率输出。R513可调节丙类放大器的功率增益，SW501可选择丙类放大器的输出负载。全部电路由12V电源供电。图52高频功率放大与发射实验电原理图四、实验仪器设备TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱双踪示波器高频信号发生器频率计繁用表。五、实验内容与步骤在实验箱上找到本实验的单元电路，并接通实验箱电源，按下12V总电源开关K1，本实验单元的电源开关K500，相对应的发光二极管点亮。（一）、调整高频功率放大电路三级放大器的工作状态对照图52电原理图，在TP501（或J501）输入10MHz，0.4VPP，调制度为30的调幅波，用示波器在各测试点观察，调整电路中各电位器，使甲C90.01uC50.1uC00.01uC5pC.01uC5.01uCKL5033uHL5013uHL502100uHL5043uHD501LEDBG5023DG12DBG5043DG12DBG5033DG12DBG950KRKR5KW5KRR620KR5KRR.6KR5RTP501TP502TP505TP503TP504J501C42发射天线调制波输入C70.01uC4470uHR放与丙放的输出最大，失真最小。（SW501全部开路）（二）、甲类、丙类功放直流工作点的比较在上述状态下，用繁用表直流电压档测量BG503和BG504的基极电压，然后断开TP501处的高频输入信号，再次测量BG503和BG504的基极电压，进行比较。（三）、调谐特性的测试在上述状态下，改变输入信号频率，频率范围从4MHz16MHz，用示波器测量TP504的电压值（SW501全部开路）。fMHz4MHz6MHz8MHz10MHz12MHz14MHz16MHzUcVPP（四）、负载特性的测试在上述状态下，保持输入信号频率10MHz，然后将负载电阻转换开关SW501依次从14拨动，用示波器测量TP504的电压值Uc和发射极的电压值Ue，分析负载RL对工作状态的影响。RLΩ天线UcVPPUeVPP（五）、功率、效率的测量与计算f10MHzVbVcVceViViVoIoIcPPoPcη甲放丙放其中Vi输入电压峰峰值Vo输出电压峰峰值Io发射极直流电压/发射极电阻值P电源给出直流功率（PVccIo）30Pc为三极管损耗功率（PcIcVce）Po输出功率（Po0.5Vo2/RL）六、实验注意事项1）、实验时，应注意BG503、BG504金属外壳的温升情况，必要时，可暂时降低高讯仪输出电平。2）、发射天线可用短接线插头向上叠加代替，高度应适当。七、预习思考题1）、丙类放大器的特点是什么为什么要用丙类放大器2）、影响功率放大器功率和效率的主要电路参数是什么八、实验报告按照实验内容的四个步骤写出实验报告。31实验六接收与小信号调谐放大实验一、实验目的1）、了解谐振回路的幅频特性分析通频带与选择性。2）、了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽方法。3）、掌握放大器的动态范围及其测试方法。二、实验预习要求实验前，预习电子线路非线性部分附录选频网络高频电子线路第二章小信号谐振放大器高频电子技术第1章直接检波接收机，LC选频与检波电路，第6章高频小信号放大电路分析基础。三、实验原理说明（一）、小信号调谐放大器基本原理高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大信道中的高频小信号。为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。窄带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中心频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之几。因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。它主要由放大器与选频回路两部分构成。用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，32LC集中滤波器，声表面波滤波器等。本实验用三极管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器。在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图61为该电路原理图。中心频率为f0带宽为Δff2f1图61单调谐放大电路为了改善调谐电路的频率特性，通常采用双调谐放大电路，其电路如图62所示。双调谐放大电路是由两个彼此耦合的单调谐放大回路所组成。它们的谐振频率应调在同一个中心频率上。两种常见的耦合回路是1）两个单调谐回路通过互感M耦合，如图62（a）所示，称为互感耦合双调谐振回路2）两个单调谐回路通过电容耦合，如图62（b）所示，称为电容耦合双调谐回路。a）互感耦合（b）电容耦合图62双调谐放大电路NNRCRRRRCCNCEcA2nLnLCCL0MUi1111222AURLCUiACUnnLLCAR0f1f0.707f0f21u33若改变互感系数M或者耦合电容C，就可以改变两个单调谐回路之间的耦合程度。通常用耦合系数k来表征其耦合程度。21LLMk电容耦合双调谐回路的耦合系数为CCCCCk21式中C′1与C′2是等效到初、次级回路的全部电容之和。图63双调谐电路的幅频特性曲线（二）、实际线路分析实际电路如图64所示，图中，由BG601等元器件组成单调谐放大器，由BG602等元器件组成双调谐放大器，它们的天线输入端（J601和J603）接收10MHz调制波信号。至放大管之间的LC元件组成天线输入匹配回路。切换开关K601用于改变射级电阻，以改变BG601的直流工作点。切换开关K602用于改变LC振荡回路的阻尼电阻，以改变LC回路的Q值。切换开关K603可改变双调谐回路的耦合电容，以观测η1三种状态下的双调谐回路幅频特性曲线。1η12--η1η1η12-ηAu最最0Aomax大值小值34图64接收与小信号调谐放大实验电原理图四、实验仪器与设备TKGPZ1型高频电子线路综合实验箱扫频仪高频信号发生器双踪示
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0542、LC与晶体振荡器实验,毕业设计论文
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