调频发射机与接收机高频实验.docx

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调频发射机与接收机高频实验

高频实验报告

2014年11月

实验1、调幅发射系统实验

一、实验目的与内容：

通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。

下图为实验中的调幅发射系统结构图：

本振

功率放大

调幅

信源

2、实验原理：

1、LC三点式振荡器电路：

LC三点式振荡器由放大器加LC振荡回路构成，反馈电压取自振荡回路中的元件，与晶体管发射极相连的两个回路元件，其电抗性质必须相同，不与晶体管发射极相连的两个回路元件，其电抗性质相反。

对于上图LC三点式振荡电路，由5BG1组成的振荡电路，和由5BG2组成的放大电路构成。

5D2是一个变容管，5K1是控制端，控制反馈系数的大小。

V5-1为示波器测试点，接入扫频器观察波形。

通过以三极管5BG1为中心所构成的电感三点式LC振荡电路产生所需的30MHz高频信号，再经下一级晶体三极管5BG2进行放大处理后输出至后面的电路中以进行工作。

2、三极管幅度调制电路：

图T5-4为三极管基极幅度调制电路（幅度调制电路），能使高频载波信号的幅度随调制信号的规律而变化的电路。

调幅电路有多种形式，根据调制信号接入调制调制器电路位置的不同，调幅电路可以划分为基极调幅电路、集电极调幅电路和发射极调幅电路。

原理：

输入30MHz的高频信号和1KHz的调制信号分别经隔直电容7C9，7C8加于三极管的基极经幅度调制电路调幅后，得到所需的30MHz的已调幅信号并输出至下一级电路中。

3、高频谐振功率放大电路：

高频谐振功率放大电路，多用于发射机的末级电路，是发射机的重要组成部分。

可分为甲类谐振功率放大器、乙类谐振功率放大器、丙类谐振功率放大器等几种常用类型。

上图中输入信号为经上一级晶体三极管调幅后的30MHZ调幅信号，分别通过两级三极管6BG1和6BG2进行放大后得到所需的放大信号。

4、调幅发射系统：

原理简要分析：

信源产生信号经放大电路放大后输出并送至调制器；本振1产生一个固定频率的中频信号，输出也送至调制器；调制器输出是已调制中频信号，该信号经滤波后与本振2信号混频；混频器输出信号经带通或低通滤波器滤波，功放级将载频信号的功率放大到所需发射功率后通过天线进行发射。

3、实验方法与步骤：

1、LC三点式振荡器电路：

a.调节静态工作点：

调节5W2使5BG1管射极电流即流经5R8的电流约为3mA。

b.调节5C4使输出稳定成正弦波且最大不失真。

c.从V5-1观测到频率约为28MHz的正弦波。

2、三极管幅度调制电路：

a.调节静态工作点；将7K1打开高频信号源输入端并接入30MHZ100mVpp，用示波器测试V7-2,调节7C10直至使示波器波形最大且不失真;

b.从7K1输入30MHZ100mVpp的高频载波。

c.从7K2接1KHZ的调制信号。

d.测数据并记录。

3、高频谐振功率放大电路：

a.将电流表打到200mA档串入电路，信源输入处输入30MHZ400mVpp单载波。

b.在信号源处将幅度调到300mV，每次增加100mV，观察电流表示数，当电流突变到20mA以上时（小于等于60mA），可以调节波形。

c.将6K1打到50Ω档，调节6C5，用示波器观测V6-2的波形，使之达到最大不失真。

d.调节6C13，使V6-3处示波器中的波形输出最大且不失真。

4、调幅发射系统：

连接各个电路板前检查每部分的输出无误，然后逐次连接，需要注意的是I＜60mA.

4、测试指标与测试波形：

1．LC三点式振荡器电路：

1.1、振荡器反馈系数kfu对振荡器幅值UL的影响关系：

表1-1：

测试条件：

V1=+12V、Ic1≈3mA、f0≈28MHzkfu=0.1—0.5

名称

单位

1

2

3

4

5

kfu

5C6/（CN+5C6）

UL

VP-P

振荡器的反馈系数kfu--UL特性结论：

1.2、振荡管工作电流和振荡幅度的关系：

Ic–UL

表1-2：

测试条件：

V1=12V、kfu≈0.4、fo≈30MHz、Ic1=0.5—6mA

数据值

项目

5BG1电流Ic（mA）

0.5

1

2

3

4

5

UL

VP-P

fo

MHz

振荡器的Ic–UL特性结论：

1.3、LC三点式振荡输出波形：

测试条件：

V1=12V、kfu≈0.4、fo≈28MHz、Ic1=3mA

波形特点与测量值分析结论：

2．三极管幅度调制电路（基极）：

2.1、IC值变化对调制系数m的影响关系：

“IC--m”

表1-3测试条件：

V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-p

名称

单位

UΩ=1KHz/0.1VP-PUi=30MHz/0.1VP-P

Ic

mA

1

2

3

4

5

Usm（A）

VP-P

Usm（B）

VP-P

m

%

IC值变化对调制系数m的影响的结论：

2.2、三极管幅度调制电路（基极）输出波形：

测试条件：

V1=+12VUΩ=1kHz/0.1Vp-pUi=30MHz/0.1Vp-pIc=3mA

波形特点与测量值分析结论：

3．高频谐振功率放大电路：

3.1.输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率

表1-4测试条件：

V1=V2=12V、fo=30MHz/0.5-0.8Vp-p、RL=50Ω、（Ic不得超过60mA）

级别

激励放大级器（6BG1）

末级谐振功率放大器（6BG2）

测量项目

注入信号

Ui（V6-1）

激励信号

Ubm（V6-2）

输出信号

U0（V6-3）

未级电流

IC（mA）

峰峰值VP-P

有效值V

电源输入功率PD:

Ic=mA、PD=mW

高频输出功率P0:

Uo=Vp-pRL=ΩP0=mW

电路工作效率η:

%

3.2.谐振功率放大器的负载特性：

RL--Uo

表1-5测试条件：

V1=V2=12V、fo=30MHzUbm=3—4Vp-pRL=50Ω--150Ω

RLΩ

50Ω

75Ω

100Ω

125Ω

150Ω

Uo（Vp-p）（V6-3）

Ic（mA）（V2）

结论：

4．调幅发射系统

结论（给出实测波形以及各单元模块接口信号参数并分析）：

实验2、

调幅接收系统实验

一、实验目的与内容：

通过实验了解与掌握调幅接收系统，了解与掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。

下图为实验中的调幅接收系统结构图：

2、实验原理：

1、晶体管混频电路：

信源信号和本振信号分别从2K1和2K3输入，载波信号经隔直电容2C5加于晶体三极管2BG1的基极上，本振输入（调制信号）经隔直电容2C6 加于晶体三极管发射极，载波信号和本振信号经三极管2C6混频，得到固定频率的中频信号，再经选频网络滤波，得到所需的不失真混频信号。

2、中频放大/AGC和检波电路：

分析中频放大/AGC和检波电路的原理图，工作原理：

输入经上级三极管混频后的中频电压，利用晶体三极管3BG1和选频网络3B1组成的中频放大器进行放大；输出放大信号输入AGC反馈控制电路，利用AGC控制前级中频放大器的输出增益，使系统总增益随规律变化；在经过最后一级二极管检波电路实现解调，将中频挑夫信号变换为反映传送信息的调制信号，AGC是自动反馈增益控制器，起作用时产生一个负反馈电压给输入端，消除扰动信号的干扰。

AGC的特点是输入一定范围的信号，输出一固定信号。

主要指标有动态范围和线性度。

3、调幅接收系统：

从天线接收传递信息的载波信号，经过低噪放完成初级放大送入混频器，与本振信号混频的到455kHz的中频信号，再经过中频放大器和AGC反馈控制电路实现增益可控的信号放大，最后由二极管检波器完成检波，经低频放大后输出要求的调制信号。

3、实验步骤：

1、晶体管混频电路：

a.调节静态工作点：

接入12V直流电源，调节2W1，2R4两端电压为0.5~1v，使之达到静态工作点。

b.在V2-5输入10.455MHz，200~300mV的本振信号,在V2-1输入10MHz、50mV的调幅信号，在V2-3处观测，调节2C3和2B1测量中频输出，使输出为455KHz的最大不失真稳定正弦波。

c.完成子系统调试，根据要求测量数据：

改变基极偏执电阻2W1，使静态工作点从0到3.0变化，测量不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益。

2、中频放大/AGC和检波电路：

a．接通12V直流电源，调整3BG1静态工作点：

利用万用表直流电压档测量3R7（即Re）两端电压，调整基极偏执电阻3W1，使发射级电流Ie在0.5到0.8mA左右即可。

b．利用函数信号发生器，在V3-1处接入455kHz的中频输入信号；将开关3K2、3K3闭合，接入AGC。

c．调节第一级中频放大电路：

以V3-2为观测点，调节选频网络中的电容3C4，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz。

d．调节第二级AGC电路：

以3BG2为中心的AGC反馈控制电路调节方式与步骤4一样，调节选频网络中的电容3C7，使中频放大输出信号最大不失真且保持455kHz。

e．完成子系统调试，根据要求测量数据：

改变出入中频信号的峰峰值，使之从1mV到1V变化，测量不同峰峰值输入信号Uin下，中频放大器输出Vo1（即AGC输入）和AGC输出Vo2以及AGC控制电压。

3、调幅接收系统：

a．分别在V2-1和V2-5处接入高频载波信号和本振信号。

其中，高频载波信号频率10MHz，峰峰值250mV，本振信号为10.455MHz的调制信号（利用函数信号发生器的调制模式将1000kHz和10.455MHz的正弦信号进行调制）。

b．晶体管混频电路与中频放大/AGC和检波电路通过试验箱内部连接。

4、测试指标与测试波形：

3.1.晶体管混频电路：

混频管静态电流“Ic”变化对混频器中频输出信号“U2”的影响关系

表2-1测试条件：

EC1=+12V、载波信号Us=5mvUL=250mVp-pIc=0.1—3mA

电流Ic（mA）

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

中频U2（mVp-p）

混频增益Kuc（dB）

3.2.中频放大/AGC和检波电路：

2.1、AGC动态范围测试

表2-2V1=+12V,Uin=1mVp-p——1Vp-p/455kHz

输入信号Uin

mVp-p

10

20

……

100

200

……

1V

一中放Vo1（AGC输入）

（mV）p-p

AGC输出Vo2

（mV）p-p

AGC控制电压Vc

V

AGC动态范围测试曲线图

AGC动态范围结论

2.2、AGC输入信号峰峰值与AGC检波输出电压关系曲线图

特性曲线图

粘贴处

AGC检波输出线性动态范围结论

2.3、检波失真观测

测试条件：

输入信号Vin：

455KHz、10mVp-p，调制1kHz信号，调制度50%调幅信号

检波无失真输出波形实测波形选贴

实测波形

粘贴处

对角线失真输出波形实测波形选贴

实测波形

粘贴处

负峰切割失真输出波形实测波形选贴

实测波形

粘贴处

3.3.调幅接收系统（给出各单元模块接口信号参数并分析调幅接收系统性能）：

实验三、调频接收系统实验

一、实验目的与内容：

通过实验了解与掌握调频接收系统，了解与掌握小信号谐振放大电路、晶体振荡器电路、集成混频鉴相电路（虚框部分为所采用的集成混频鉴相芯片MC3362P）

下图为实验中的调频接收系统结构图：

鉴频

本振1

混频

放大

混频

本振2

MC3362P

2、实验原理：

2.1、小信号谐振放大电路：

分析上图小信号谐振放大器电路，这是一个丙类谐振功率放大器，由晶体管，选频回路二部分组成。

它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。

对由天线输入的信号进行前级小信号放大。

其中，1R1、1R2为晶体三极管提供直流偏臵。

信号经过隔直电容1C7输入三极管基极，经过1C5和1L1组成的选频网络输出单谐振信号，通过1C5和1L1组成的选频网络与1C9、1C10、1L2组成的选频网络输出双谐振信号。

2.2、晶体振荡电路：

晶体振荡电路采用石英晶体振荡器来控制与稳定频率。

电路中，7805为三端集成稳压器，为晶体振荡电路提供稳定的5V电压，电路主体为并联型晶体振荡器，其中晶振可以作为高Q值的电感与电容构成LC谐振回路选频网络，输出频率固定的振荡信号经晶体三极管放大和选频网络滤波输出理想的振荡信号。

2.3、集成混频鉴相电路：

将两个频率相同，幅度一致的高频信号加在混频器的本振信号和载波信号输入端，中频端输出随两个输入信号之差变化而变化的直流电压。

当输入信号为正弦信号时，鉴相输出随输入信号之差变化的正弦波。

3.调频接收系统：

由天线接收载波信号，经第一级低噪放大后送入MC3362P集成混频鉴频电路，进行两次混频和一次鉴频操作，完成频率调制，最终输出所需的已调频信号。

其中，MC3362P的本振信号由外部晶振电路提供。

3、实验步骤：

1、小信号谐振放大电路：

a.确定静态工作点，使三极管Ic在0.5--1mA左右，即调节1W1，测1R3两端的电压，使其在0.4--0.5V左右。

b.天线输入端不加天线，加一个30MHz，50mVpp的小正弦信号。

开关1K1置在双谐振，用示波器测V1-3处的波形（双谐振）。

调节1C10和1C9，使该处波形最大不失真。

c.采用逐点法测放大器的幅频特性，频率在27-33MHz（步长为0.5MHz）之间,观察幅度的变化。

d.将扫频仪的output接到“天线输入”端，并将频率调到20MHZ-40MHZ（此时中心频率为30MHZ），将V1-3输入接入扫频仪的input，观察扫频仪的波形（红色线条），正确的波形应为电压幅度随调制信号变化的包络波，若波形不对，调1c9，使其达到耦合。

2、晶体振荡电路：

a．接通电源，先调静态工作点使5R15的电压约为3V。

b．示波器接V5-4处，调节5C19和5C22，使输出的正弦振荡信号在40.7MHz.50Vpp并记录输出波形。

3、集成混频鉴相电路：

a.电路中接入30MHZ，50mVPP的调频波和40.7MHZ，2~3Vpp单载波，用示波器测V2-8处波形。

b.微调2C20直到得到1kHz的正弦信号。

4、调频接收系统：

a.接通12V直流电源，接入接收天线.

b.对小信号谐振放大电路,将开关1K1拨至双谐振端，开关1K3拨至高放输出2端。

c.对于集成混频鉴相电路，用信号发生器将40.7MHz调频信号由V2-5接入系统。

d.由鉴频输出端V2-8观测波形,输出稳定的1KHz的正弦波信号。

4、测试指标与测试波形：

1．小信号谐振放大电路：

放大器直流工作点对Uo的影响关系

表1-1:

测试条件：

V1=+12V、Ic1≈0.5—4.5mA、Ui≈50mVP-Pf0≈30MHz

输入信号Ui（mVP-P）

50mVP-P

放大管电流Ic1

0.5mA

1mA

2mA

3mA

4mA

4.5mA

输出信号Uo

（VP-P）

结论与分析

逐点法测量放大器的幅频特性

表1-3:

测试条件：

V1=+12V、Ic1≈2mA、f0=27—33MHzUi=50mVP-P

输入信号幅度

（mVP-P）

50mVP-P

输入信号

（MHz）

27

27.5

28

28.5

29

29.5

30

输出幅值

（VP-P）

输入信号

（MHz）

30.5

31

31.5

32

32.5

33

输出幅值

（VP-P）

放大器幅频特性曲线图

放大器幅频特性测试结论与分析

2．晶体振荡电路：

晶体振荡电路

实测波形粘贴处

3．集成混频鉴相电路：

集成混频鉴相电路

实测波形粘贴处

4．调频接收系统（给出各单元模块接口信号参数）：

高频电子电路实验感受与建议：