高频电子电路实验指导书.docx
- 文档编号:23909920
- 上传时间:2023-05-22
- 格式:DOCX
- 页数:56
- 大小:1.06MB
高频电子电路实验指导书.docx
《高频电子电路实验指导书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高频电子电路实验指导书.docx(56页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高频电子电路实验指导书
XK系列高频电路概述
《高频电子技术》是通讯和无线电技术的重要专业基础课,它涉及到许多专业理论知识和实践知识。
伴随着无线电通讯的进程,高频电子技术的发展,已有百年的历史,传统的高频技术主要由信号发生(正弦信号发生,非正弦信号发生,波形变换、载波发生)、信号调制(调幅、调频)、信号发送和接收(选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频)等组成,近二、三十年来,由于视频传输技术和数字电路技术的发展,高频技术衍生出许多新型电路和器件,如单边带发送与接收、残留单边带发送和接收、声表面滤波器与陶瓷滤波器的应用,数字调频技术、锁相环与锁相式频率合成技术、移相键控技术等等。
为配合现代“高频电子技术”教学的需要,达爱思教仪推出了多种高频电路实验仪。
例:
XK—8HDG可适合高频、模拟、数字、电路分析等多种扩展实验的模块式组合实验仪。
该机实验板采用镀金自锁大孔,线路板采用双面线图工艺,符号与元件相对应,使学生在实验中更直观、易懂。
高频实验电路可在六块实验板上完成十多种高频电路实验,同时可在不需要更换主机的情况下,扩展模拟、数字、电路分析等电路的六十多种实验内容。
XK—8GP高频电路实验仪采用一体方式,组合了卡式机所有高频电路实验内容,其最高实验频率达38MHz。
Dais系列高频电路设计和选择特点
1、尽量采用原理性突出的典型电路,便于结合理论知识、进行学习和分析。
2、载波工作频率采用几兆赫到几十兆赫,易于制作工艺和调试。
3、采用分列元件及专用集成电路相结合的原则,既便于学生深入掌握电路的基本工作原理,又能及时了解现代无线电通讯技术的新技术。
4、电路中采用变容二极管调频和声表面滤波器以及陶瓷滤波器等固态器件,便于学生了解新型器件的性能和调测方法。
5、各个实验单元电路既自成完整系统,又便于互联成一个较大的系统进行联试、联调,以增加学习的综合性、系统性和趣味性。
6、为了使学生较全面地掌握一些基本电路。
我们在实验电路编排上尽量介绍一些具有相同功能的不同电路。
例如采用6.5MHz调频解调的相位鉴频器和斜率鉴频器;采用集成电路的幅度同步检波器和二极管检波器等。
一、技术性能
XK—8HDG多功能高频/模拟/数字/电路分析实验仪
(一)主机:
1、电源:
输入:
AC220±10%
输出:
DC±5V—8V±12V
AC15V
2、信号源:
频率输出:
可调频率范围0.5Hz~500KHz,十四组固定频率输出。
脉冲信号输出:
可输出正负单脉冲方波信号
逻辑电平输出:
可输出八位正负电平信号
逻辑电平显示:
可输入八位LED电平指示显示
BCD码显示:
可输入四位二—十进制BCD码七段显示
3、继电器及电位器组等实验区
(二)电路实验板:
高频电路部分备有六块实验板(可选配)
XK—8G高频电路实验仪
(一)主机:
1、电源:
输入:
AC220±10%
输出:
DC±5V—8V±12V
2、信号源:
函数信号发生器:
可输出波形:
方波、三角波、正弦波
可输出频率:
5Hz~100Hz、50Hz~1KHz、500Hz~10KHz,5KHz~100KHz
可调频率信号源:
可输出0.5Hz~500KHz连续方波信号
3、扩展区:
面包板一块
(二)电路实验板:
可配备高频电路实验卡六块(可选配)
XK—8GP一体型高频电路实验仪
1、电源:
输入:
AC220±10%
输出:
DC±5V—8V+12V
2、信号源:
函数信号发生器:
可输出波形:
方波、三角波、正弦波
可输出频率:
5Hz~100Hz、50Hz~1KHz、500Hz~10KHz,5KHz~100KHz
3、扩展区:
面包板一块
二、使用方法
1、将标有220V电源线插入电插座,接通开关,电源指示灯亮,表示实验仪电源正常工作。
2、连接线:
实验箱面板上的插孔应使用专用接线,该接线插头可叠插使用,插入时
顺时针旋转即可锁紧,松开时反向旋转即可拔出。
注意:
不能直拔。
3、实验时先阅读实验指导书,在断开电源的情况下按实验线路接好连接线,检查无误后,再接通主机电源。
4、根据实验板线路要求接入相应电源时必须注意电源极性。
三、注意事项
1、防止撞击跌落。
2、搭接线路时要切断电源,以防损坏器件。
3、做完实验后要将面板上插件及连线全部整理好。
4、用完后拔下电源插头并盖好机箱,防止灰尘,杂物进入机箱。
5、实验箱电源初级接有0.5A熔断器。
当输出短路或过载时有可能烧断,更换熔断管时,必须保证同规格。
6、信号源异常(无输出等),应检查实验板接线或更换相应元件。
(可根据不同的机型选择相应的实验内容进行实验)
实验一单调谐回路谐振放大器
一、实验目的
1、熟悉电子元器件和高频电路实验箱。
2、熟悉谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。
3、熟悉信号源内阻及负载对谐振网路的影响,从而了解频带扩展。
4、熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、扫频仪
3、高频信号发生器
4、毫伏表
5、万用表
6、高频电路实验箱(G1实验模块)
图1-1单调谐回路谐振放大器原理图
三、预习要求
1、复习谐振回路的工作原理
2、了解谐振放大器的电压倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。
3、实验电路中,若电感量L=1μH,回路总电容C=220pf(分布电容包括在内),计算回路中心频率f0。
四、实验内容及步骤
(一)单调谐回路谐振放大器
1、实验电路见图1-1
(1)按图1-1所示连接电路(注意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接线)
(2)接线后仔细检查,确认无误后接通电源,指示灯亮。
2、静态测量
实验电路中选Re=1K,并连接所选的Re。
测量各静态工作点,计算并填表1.1
表1-1
实测
实测计算
根据V_C_E判断V是否工作在放大区
原因
V_B
V_E
I_C
V_C_E
是
否
*VB、VE是三极管的基极和发射级对地电压。
3、动态研究
(1)测放大器的动态范围VIN~VOUT(在谐振点)
选R=10K,Re=1K。
并连接图1-1所示电路,把高频信号发生器接到电路输入端VIN,电路输出端VOUT接毫伏表,选择正常放大区的输入电压VIN,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大。
此时调节VIN由0.02V到0.8V,逐点记录VOUT电压,并填入表1.2。
VIN的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。
表1.2
V_I_N(V)
0.02
0.8
V_O_U_T(V)
Re=1KΩ
Re=500Ω
Re=2KΩ
(2)当Re分别为500Ω、2K时,重复上述过程,将结果填入表1.2。
在同一坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线,并进行比较和分析。
(3)用扫频仪调回路谐振曲线。
选R=l0K,Re=1K。
按图1-2接线将扫频仪射频输出送入电路输入端,电路输出接至扫频仪检波其输入端。
调回路电容CT,使峰点f0=10.7MHz,改变R分别为2K、470Ω,观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减挡位应根据实际情况来选择适当位置)。
图1-2
(4)测量放大器的频率特性
当回路电阻R=10K时,选择正常放大区的输入电压VIN,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,调节频率f使其为10.7MHz,调节CT使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中心频率,然后保持输入电压VIN不变,改变频率f由中心频率向两边逐点偏离,测得在不同频率f时对应的输出电压VOUT将测得的数据填入表1.3。
频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。
表1.3
f(MHz)
10.7
V_O_U_T
R=10KΩ
R=2KΩ
R=470Ω
计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。
(5)改变谐振回路电阻,即R分别为2KΩ,470Ω时,重复上述测试,并填入表1.3。
比较通频带情况。
应满足电阻R阻值越小,通频带越宽。
五、实验报告要求
1、写明实验目的。
2、画出实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。
3、写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
4、整理实验数据、并画出幅频特性。
5、单调谐回路不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。
6、本放大器的动态范围是多少(放下倍数下降IdB的折弯点V0定义为放大器动态范围),讨论IC对动态范围的影响。
实验二双调谐回路谐振放大器
一、实验目的
1、熟悉电子元器件和高频电路实验箱。
2、熟悉谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。
3、熟悉信号源内阻及负载对谐振网路的影响,从而了解频带扩展。
4、熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。
5、比较单、双调谐回路不同特点。
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、扫频仪
3、高频信号发生器
4、毫伏表
5、万用表
6、高频电路实验箱(G1实验模块)
三、预习要求
1、复习单谐振回路的工作原理
2、了解谐振放大器的电压方法倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。
3、实验电路中L=1μH,回路总电容C=220p(分布电容包括在内),计算回路中心频率f0。
图2-1双调谐回路谐振放大器原理图
四、实验内容及步骤
(一)双调谐回路放大器
1、实验线路见图2-1
按图2-1连接电源,指示灯亮,
(1)用扫频仪调双回路谐振曲线,
连接接线方法同上图1-2。
观察双回路谐振曲线,选C=3pF,反复调整CT1、CT2使两回路谐振在10.7MHz。
观察欠耦合时,双回路谐振曲线为单峰。
改变C=9pF观察临界偶合时,双回路谐振曲线为最大平坦,改变C=12pF观察过耦合时,双回路谐振曲线为双峰。
※
(2)测双回路放大器的频率特性
按图2-1所示连接电路,将高频信号发生器输出端接入电路输入端,选C=3pF,置高频信号发生器频率为10.7MHz,反复调整CTI、CT2使两回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的频率为中心频率,然后保持高频信号发生器输出电压不变,改变频率,由中心频率向两边逐点偏离,测量对应的输出频率f和电压值,并填入表2.1。
表2.1
f(MHz)
10.7
V_O_U_T
C=3pF
C=9pF
C=12pF
2、改变耦合电容C为9pF、12pF,重复上述测试,并填入表2.1。
五、实验报告要求
1、写明实验目的。
2、画出实验电路的直流和交流等效电路,计算直流工作点,与实验实测结果比较。
3、写明实验所用仪器、设备及名称、型号。
4、整理实验数据、并画出幅频特性。
5、双调谐回路耦合电容C对幅频特性通频带的影响。
从实验结果找出单调谐回路和双调谐回路的优缺点。
6、本放大器的动态范围是多少(放下倍数下降IdB的折弯点V0定义为放大器动态范围),讨论IC对动态范围的影响。
实验三高频功率放大器(丙类)
一、实验目的
1、了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类放大器的计算和设计方法。
2、了解电源电压VC与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。
二、预习要求
1、复习功率谐振放大器原理及特点。
2、分析图3-1所示的实验电路,说明各元器件作用。
三、实验仪器
1、双踪示波器
2、扫频仪
3、高频信号发生器
4、万用表
5、高频电路实验箱(G2实验模块)
图3-1功率放大器(丙类)原理图
四、实验内容及步骤
1、实验电路见图3-1
按图3-1接好实验板所需电源,指示灯亮。
将实验板上A、B两点短接,利用扫频仪调回路谐振频率,调整CT1、CT2使其谐振在6.5MHz的频率上。
2、加负载50Ω,去掉C、D两点短接线,在C、D两端串入电流表(选择万用表直流电流挡,量程选择大于200mA),测I0电流。
在输入端接f=6.5MHz、VIN=120mVp-p信号,测量各工作电压,同时用示波器测量输入、输出峰值电压,将测量值填入表3-1内。
其中:
VIN:
输入电压峰——峰值
VOUT:
输出电压峰——峰值
I0:
电源给出总电流
Pi:
电源给出总功率(Pi=VcI0)(Vc为电源电压)
Po:
输出功率
Pa:
为管子损耗功率(Pa=IcVCE)
表3.1
f=6.5MHz
实测T3
实测计算
V_B
V_E
V_C_E
V_1
V_C
V_O
I_0
I_C
P_1
P_0
Pa
η
V_C=12V
V_i=120mV
R_L=50Ω
R_L=75Ω
R_L=120Ω
V_i=84mV
R_L=50Ω
R_L=75Ω
R_L=120Ω
V_C=5V
V_i=120mV
R_L=50Ω
R_L=75Ω
R_L=120Ω
V_i=84mV
R_L=50Ω
R_L=75Ω
R_L=120Ω
3、加75Ω负载电阻,同2测试并填入表3.1测量。
4、加120Ω负载电阻,同2测试并填入表3.1内。
5、改变输入端电压Vi=84mV,同2、3、4测试并填入表3.1测量。
6、改变电源电压Vc=5V,同2、3、4、5测试并填入表3.1内。
五、实验报告要求
1、根据实验测量结果,计算各种情况下Ic、Po、Pi、η。
2、说明电源电压、输出电压、输出功率的相互关系。
3、总结在功率放大器中对功率放大晶体管有哪些要求。
实验四LC电容反馈式三点式振荡器
一、实验目的
1、掌握LC三点式振荡电路的基本原理并掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。
2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
3、掌握振荡器反馈系数不同时,静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。
二、预习要求
1、复习LC振荡器的工作原理。
2、分析图4-1电路的工作原理,及各元件的作用,并计算晶体管静态工作电流Ic的最大值(设晶体管的β值为50)。
3、实验电路中,L1=0.01mH,若C=120pF,C=680pF,计算当CT=50pF和CT=150pF时振荡频率各为多少?
三、实验仪器
1、双踪示波器
2、频率计
3、万用表
4、高频电路实验箱(G1实验模块)
图4-1LC电容反馈式三点式振荡器原理图
四、实验内容及步骤
实验电路见4-1。
实验前根据图4-1所示原理图,在实验板上找到相应器件及插孔,并了解其作用。
1、检查静态工作点
(1)在实验模块中接入+12V直流电源,指示灯亮。
(2)反馈电容C不接,C'接入(C'=680pF),用示波器观察振荡器停振时的情况。
注意:
连接C'接线要尽量短。
(3)改变电位器Rp测得晶体管T的发射极电压VE,VE可连续变化,记下VE的最大值,计算IE值
2、振荡频率与振荡幅度的测试
实验条件:
Ie=2mA、C=120pf、C'=680pf、R=110K
(1)改变CT电容,当分别接为C9、C10、C11时,记录相应的频率值,并填入表4.1。
(2)改变CT电容,当分别接为C9、C10、C11时,用示波器测量相应振荡器电压的峰——峰值Vp-p,并填入表4.1。
表4.1
C_T
f(MHz)
Vp-p
50pF
100pF
150pF
3、测试当C、C'不同时,起振点振幅与工作电流IER的关系(R=110K)
(1)取C=C3=100pF、C'=C4=1200pF,调整电位器Rp使IEQ(静态值)分别为表4.2所标各值,用示波器测量输出振荡幅度Vp-p(峰—峰值),并填入表4.2。
表4.2
I_E_Q(mA)
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Vp-p
(2)取C=C5=120pF、C'=C6=680pF,C=C7=680pF、C'=C8=120pF,分别重复测试表4.2的内容。
4、频率稳定度的影响
(1)回路LC参数固定时,改变并联在L上的电阻,使等效Q值变化时,对振荡频率的影响。
实验条件:
f=6.5MHz、C/C'=100pF/1200pF、IEQ=3mA改变L的并联电阻R,使其分别为1K、10K、110K,分别记录电路的振荡频率,并填入表4.3。
注意:
频率计后几位跳动变化的情况。
(2)回路LC参数及Q值不变,改变IEQ对频率的影响。
实验条件:
f=6.5MHz、C/C'=100/1200pF、R=110K、IEQ=3mA,改变晶体管IEQ使其分别为表4.3所标各值,测出振荡频率,并填入表4.4。
Q-f表4.3
R
1KΩ
10KΩ
110KΩ
f(MHz)
IEQ-f表4.4
I_E_Q(mA)
1
2
3
4
f(MHz)
五、实验报告
1、写出实验目的及所需的实验仪器设备。
2、画出实验电路的直流与交流等效电路,整理实验数据,分析实验结果。
3、以IEQ为横轴,输出电压峰—峰值Vp-p为纵轴,将不同C/C'值下测得三组数据,在同一座标纸上绘制成曲线。
4、说明本振荡电路有什么特点。
实验五石英晶体振荡器
一、实验目的
1、了解晶体振荡器的工作原理及特点。
2、掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。
二、预习要求
1、查询晶体振荡器的有关资料,阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高。
2、试画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路,并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。
三、实验仪器
1、双踪示波器
2、频率计
3、万用表
4、高频电路实验箱(G1实验模块)
图5-1晶体振荡器原理图
四、实验内容
按实验电路图5-1,连接电源,指示灯亮。
1、测振荡器静态工作点,调整图中Rp,测得IEmin及IEmax。
2、测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。
3、比较不同负载时对频率的影响,RL分别取110K,10K,1K,测出电路振荡频率,填入表5.1,并与LC振荡器比较。
RL-f表5.1
R
110KΩ
10KΩ
1KΩ
f(MHz)
五、实验报告
1、画出实验电路的交流等效电路。
2、整理实验数据。
3、比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异,并分析原因。
4、你如何肯定电路工作在晶体的频率上。
5、根据电路给出的LC参数计算回路中心频率,阐述本电路的优点。
实验六振幅调制器(利用乘法器)
一、实验目的
1、掌握用集成模拟乘法器实现普通调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程,并研究调波与二输入信号的关系。
2、掌握测量调幅系数的方法。
3、通过实验中波形的变换,分析实验产生的有关现象。
二、预习要求
1、预习幅度调制器有关知识。
2、认真阅读实验指导书,了解实验原理及内容,分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理,并分析乘法器输入平衡电位器对输出调幅信号的影响。
3、分析普通调幅及抑制载波调幅信号特点,并画出其频谱图。
三、实验仪器
1、双踪示波器
2、高频信号发生器
3、万用表
4、高频电路实验箱(G3实验模块)
图6-11496芯片引脚及内部电路图
四、实验电路说明
幅度调制就是载波的的振幅受调制信号的控制周期性变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器为产生调幅信号的装置。
本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器,图6-1为1496芯片引脚及内部电路图,它是一个四象模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对V1—V4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现四象限工作。
D、V7、V8为差动电路放大器V5、V6的恒流源。
进行调幅时,载波信号加在V1—V4的输入端,即引脚⑧、⑩之间;调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端即引脚的①、④之间,②、③脚外接1KΩ电阻,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚⑥、
之间)输出。
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图6-2所示,图中Rp1用来调节引出脚①、④之间的平衡,Rp2用来调节⑧、⑩之间的平衡,三极管V为射极跟随器,以提高调幅器负载的能力。
五、实验内容
实验电路见图6-2
图6-21496构成的调幅器
※1、直流调制特性的测量
(1)调Rp2电位器使载波输出端平衡:
在调制信号输入端IN2加峰值为100mV,频率为1KHz的正弦信号,调节Rp2电位器使输出端信号最小,然后去掉输入信号。
(2)在载波输入端IN1加峰值Vc为100mV,频率为100KHz的正弦信号,用万用表测量A、B之间的电压VAB,用示波器观察OUT输出端的波形,以VAB=0.1V为步长,记录Rp1由一端调至另一端的输出波形及峰值电压,注意观察相位变化,根据公式V0=KABVC(t)计算出系数K值。
并填入表6.1。
表6.1
V_A_B
Vo(p-p)
K
2、实现普通调幅
(1)调节Rp1使VAB=0.1V,载波仍为VC(t)=10sin2π×105t(mV),将低频信号VS(t)=
VSsin2π×103t(mV)加至调制器输入端IN2,在输出端用示波器观察输出波形(示波器扫描与调创波同步)画出VS=30mV和100mV时相应的调幅波形如图6-3所
图6-3
(2)加大示波器扫描速率与载波同步,调节VS值观察并记录m=100%和m>100%两种调幅波在零点附近的波形情况。
(3)载波信号VC(t)不变,将调制信号改为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高频 电子电路 实验 指导书