实验一调谐放大器.docx
- 文档编号:4451436
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:134.33KB
实验一调谐放大器.docx
《实验一调谐放大器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验一调谐放大器.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实验一调谐放大器
实验一 单调谐高频小信号放大器
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.熟悉和了解放大器的动态范围及测试方法。
4.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响,从而了解频带扩展.
二、实验仪器
1.双踪示波器SS-7804
2.扫频仪 PD1250
3.
图1-1单调谐回路谐振放大器原理图
高频信号发生器 WY1052
4.万用表
5.实验板1
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放大倍数、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=1uh, 回路总电容C=220pf (分布电容包括在内 ),计算回路中心频率f。
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ﻫ 断电源再接线)
(2)接线后仔细检查,确认无误后接通电源。
实验电路中选Re=1K
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VCE判断V是否工作在放大区
原 因
VB
VE
IC
VCE
是
否
* VB ,VE是三极管的基极和发射极对地电压。
3。
动态研究
(1) 测放大器的动态范围Vi~VO (在谐振点)
选R=10K,Re=1k。
把高频信号发生器接到电路输入端,电路输出端接示波器, ﻫ 选择正常放大区的输入电压Vi,调节频率f使其为10。
7MHZ, 调节CT使回路谐ﻫ 振,使输出电压幅度为最大。
此时调节Vi由0。
02伏变到0.8伏,逐点记录Vo电压,并填入表1.2.Vi的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。
表1.2
Vi(v)(峰值)
V0(v)
Re =1KΩ
Re =500Ω
Re=2KΩ
(2)用扫频仪调回路谐振曲线。
仍选R=10K,Re=1K。
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器输入端。
观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当的位置,如30dB),调回路电容CT,使f0= 10。
7MHz。
(3)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Vi,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为f0=10.7MHZ 为中心频率,然后保持输入电压 Vi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V0,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
V0
R=10KΩ
R=2KΩ
R=470Ω
计算 fo=10。
7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。
(4)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.
五.实验报告要求
1。
写明报告目的.
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,并画出单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整
理并分析原因.
5.本放大器的动态范围是多少(放大倍数下降1dB的折弯点VO 定义为放大器动 态范围),讨论IC对动态范围的影响。
ﻬ实验二 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与设计方法.
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2-1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.实验板1
四、实验内容及步骤
1.实验电路见图2—1
按图接好实验板所需电源,将C、D两点短接,利用扫频仪调回路谐振频率,使谐振在6。
5MHz的频率上,方法是调节电容C2、C5使输出幅度最大。
C
D
图2-1
2.加负载50Ω,在输入端接f=6.5MHz、Vi=120mV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2。
1内。
表2—1
实测
实测计算
VB
VE
VCE
Vi
V0
I0
Ic
Pi
P0
Pa
η
Vc=12V
Vi=120mV
RL=50Ω
RL=75Ω
RL=120Ω
Vi=84mV
RL=50Ω
RL=75Ω
RL=120Ω
Vc=5V
Vi=120mV
RL=50Ω
RL=75Ω
RL=120Ω
Vi=84mV
RL=50Ω
RL=75Ω
RL=120Ω
其中:
Vi :
输入电压峰—峰值
V0 :
输出电压峰—峰值
I0 :
电源给出总电流
Pi :
电源给出总功率(Pi=VCIO)(VC:
为电源电压)
P0:
输出功率
Pa:
为管子损耗功率(Pa=ICVCE)
3。
加75Ω负载电阻,同2测试并填入表2.1内。
4。
加120Ω负载电阻,同2测试并填入表2。
1内。
Vi =84mV,同2、3、4测试并填入表2.1测量.
6.改变电源电压Vc =5V,同2、3、4、5测试并填入表2.1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、n 。
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。
ﻬ实验三振幅调制器与解调器的设计
一、实验目的
1.学习应用MC1496模拟乘法器设计组成振幅调制电路和同步检波器,培养设计、调试和测量电路的能力.
2.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅(AM)和抑制载波双边带调幅(DSB)的方法与过程,并研究已调波与二输入信号的关系。
3.掌握测量调幅系数ma的方法.
二、预习要求
1、本实验为设计综合性实验,要求实验前预习幅度调制器和解调器有关知识。
查找MC1496器件的资料。
预习报告:
给出详细的MC1496内部电路图和工作原理.
2、设计用MC1496模拟乘法器构成普通调幅波调幅电路、双边带调幅电路以及同步检波器电路,预习报告给出完成上述实验的必要条件,提出完成实验的测试方法及必备仪器.
3、预习报告给出设计电路的主要参数,根据实验内容要求给出实现AM 或DSB波的载波信号Vc(t)和调制信号Vs(t)的频率(fc、fs)和幅度(Vc、Vs)范围值。
可借助Multisim软件或Pspice10.0软件验证设计。
4、制订实验步骤。
三、实验室提供的仪器及主要技术指标:
1、SS—7804双踪模拟示波器 40MHz
2、高频信号发生器 载波频率范围 0。
1-40MHz;
载波输出幅值 〉120dBμV
3、高频电路学习机可提供正弦波信号频率范围2Hz-20KHz
四、
图3-1MC1496芯片内部电路图
实验原理及参考电路说明
幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器即为产生调幅信号的装置。
1。
MC1496芯片内部电路 图3—1为MC1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由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,以此实现了四象限工作。
D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。
进行调幅时,载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚的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、⑿之间)输出。
2.调幅器电路设计参考
全载波或普通调幅波(AM):
普通调幅波包含上下边频分量还有载波分量,除了加入调制信号VS以外,还应该有直流分量.这就是通过调节电位器,使脚1、4两端直流电位差不为零,相当于输入电压为直流电压加调制信号VS②、③脚外接电阻取值,该电阻是引入的负反馈电阻,目的为了扩大VS的取值范围。
抑制载波调幅(即平衡调幅):
是指其输出信号为双边带调幅波,其载波信号被抑制。
实验中应保证在IN2仅加入调制信号VSP1使调制端平衡:
使脚1、4两端直流电位差为零.
3.解调器设计参考
π型低通滤波器,根据预习内容要求3中设计的信号频率确定滤波器参数。
利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号.
五、实验内容
1.振幅调制器直流调制特性研究
(1)载波输入端平衡调节:
在调制信号输入端IN2加正弦信号,要求幅度与频率取值使输出端信号不失真,(如峰值为100mv,频率为1KHz),调节⑧、⑩之间电位器RP2使输出端信号最小,然后去掉输入信号。
(2) 在载波输入端IN1加正弦信号,要求幅度与频率取值使输出端信号不失真,(如峰值VC为10mv,频率为100KHz ),用万用表测量① 、④之间的电压VAB,用示波器观察OUT输出端的波形,VAB=0。
1V为步长,记录RP1由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压,注意观察相位变化,根据公式V0=KVABVC(t)计算出系数K值。
并记录V0对应VAB变化的值.
2。
实现全载波调幅(AM)
(1)调节①、④之间的电位器RP1使VAB不为零(如VAB=0。
1V),在IN2加载波信号(如VC(t)=10sin2π×105t(mV)),将低频信号VS(t)=VSsin2π×103t(mV)加至调制器输入端IN2,调节VS实现ma=30%和ma=100%全载波调幅波。
画出ma=30%和ma =100% 的调幅波形(标明波峰—波峰值Vmax与波谷-波谷值Vmin),(
)
(2)改变VS或VAB值,加大示波器扫描速率(对应示波器的旋钮TIME/DIV),观察并记录ma =100%和ma〉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VS(t)=100sin2π×103t(mV)调节RP1观察输出波形VAM(t)的变化情况,记录ma=30%和ma =100%调幅波所对应的VAB值.
3.实现抑制载波调幅(DSB)
(1)调RP1使调制端平衡:
在载波信号输入端IN1加VC(t)=10Sin2π×105t(mV)信号,调制信号端IN2不加信号,节RP1观察输出端波形使输出端最小。
(2)载波输入端不变,调制信号输入端IN2加VS(t)=100sin2π×103t(mV)信号,观察并记录波形,并标明峰-峰值电压。
(为正确观察波形须微调载波频率).
(3)加大示波器扫描速率,观察记录已调波在零点附近波形,比较它与ma=100%调幅波的区别。
(4)所加载波信号和调制信号均不变,微调RP2为某一个值,观察记录输出波形.
(5)在(4)的条件下,去掉载波信号,观察记录输出波形,并与调制信号比较。
4.实现解调全载波信号(AM)
(1)按调幅实验中实验内容2
(1)的条件获得调制度分别为30%,100%及>100%的调幅波。
将它们依次加至解调器VAM的输入端, 并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号,分别记录解调输出波形,并与调制信号相比。
(2)去掉滤波电路,观察记录m=30%的调幅波输入时的解调器输出波形,并与调制信号相比较。
然后使电路复原。
5、 解调抑制载波的双边带调幅信号(DSB)
(1)按调幅实验中实验内容3
(2)条件获得抑制载波调幅波,并加至解调器电路VAM输入端,其它连线均不变,观察记录解调输出波形,并与调制信号相比较.
(2)去掉滤波电路观察记录输出波形。
六、实验报告要求
1.整理实验数据,用坐标纸画出直流调制特性曲线。
2.画出调幅实验中ma=30%、ma =100%、ma 〉100%的调幅波形,在图上标明峰—峰值电压。
3.当改变VAB时能得到几种调幅波形,分析其原因.
4.画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形,比较二者的区别.
5.画出实现抑制载波调幅改变RP2后的输出波形,分析其现象。
6.总结完成实验的心得与体会、解决问题的方法,以及对今后开展设计综合性实验的建议。
ﻬ实验四 频率调制器及模拟锁相环频率解调电路
一、实验目的
1.了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理
2.了解集成电路VCO频率调制器的工作原理
3.了解用锁相环构成调频波的解调原理。
4.学习掌握集成电路频率调制器/解调器系统的工作原理。
二、预习要求
1.查阅有关集成电路压控振荡器资料.了解566(VCO的单片集成电路)的内部电路及原理。
搞清566外接元件的作用。
2.
查阅有关锁相环内部结构及工作原理,弄清锁相环集成电路与外部元器件之间的关系。
三、实验仪器设备
1.双踪示波器
2.高频实验学习机
3.万用表
四、实验电路说明
1。
566型单片集成VCO构成的调频器
图4-1为566型单片集成VCO的框图及管脚排列
图4-2
图 4—1中幅度鉴别器,其正向触发电平定义为VSP,反向触发电平定义为VSM,当电容C充电使其电压V7(556管脚⑦对地的电压)上升至VSP,此时幅度鉴别器翻转,输出为高电平,从而使内部的控制电压形成电路的输出电压,该电压VO为高电平;当电容C放电时,其电压V7下降,降至VSM时幅度鉴别器再次翻转,输出为低电平从而使VO也变为低电平,用VO的高、低电平控制S1和S2两开关的闭合与断开。
V0为低电平时S1闭合,S2断开,这时I6=I7=0,IO全部给电容C充电,使V7上升,由于I0为恒流源,V7线性斜升,升至VSP时VO跳变为高电平,V0高电平时控制S2闭合,S1断开,恒流源I0全部流入A支路,即I6=I0由于电流转发器的特性,B支路电流I7 应等于I6,所以I7=I0,该电流由C放电电流提供,因此V7线性斜降,V7降至VSM时V0跳变为低电平,如此周而复始循环下去,I7及VO波形如图4-2。
566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R和外加电容C来确定。
其中:
R为时基电阻 C为时基电容
V8为566管脚⑧至地的电压
V5为566管脚⑤至地的电压
3.
集成电路(锁相环)565构成的频率解调器
图4-5为565(PLL单片集成电路)的框图及管脚排列,锁相环内部电路由相位鉴别器、压控振荡器、放大器三部分构成,相位鉴别器由模拟乘法器构成,它有两组输入信号,一组为外部管脚②、③输入信号e1,其频率为f1;另一组为内部压控振荡器产生信号e2,经④脚输出,接至⑤脚送到相位鉴别器,其频率为f2,当f1和f2差别很小时,可用频率差代表两信号之间的相位差,即f1—f2的值使相位鉴别器输出一直流电压,该电压经过⑦脚送至VCO的输入端,控制VCO,使其输出信号频率f2发生变化,这一过程不断进行,直至f2=f1为止,这时称为锁相环锁定。
集成电路(锁相环)565构成的频率解调器电路如图 4-6
五、
图4-3566构成的调频器图4-4输入信号电路
实验内容
步骤1、2实验电路 见图4—3;步骤3、4实验电路图 4—3和图4-6电路。
1。
观察R、C1对频率的影响(其中R=R3+Rp1)。
按图接线,将C1接入566管脚⑦,RP2及C2接至566管脚⑤;接通电源(±5V)。
调节Rp2使ﻩV5=3.5V,将示波器接至566管脚③,改变RPmax和Rmin及C1=2200时,计算这二种情况下的频率,并与实际测量值进行比较.用双踪示波器观察并记录R=Rmin时方波及三角波的输出波形.
2.观察输入电压对输出频率的影响
(1)直流电压控制:
先调RP1至最大,然后改变RP2调整输入电压,测当V5在2.2V~4.2V变化时输出频率f的变化,V5按0.2V递增。
将测得的结果填入表5。
1
表5。
1
V5(V)
2。
2
2。
4
2.6
3
3.4
3。
6
4
4。
2
f(MHz)
(2) 用交流电压控制:
仍将R设置为最大,断开⑤脚所接C2、RP2,将图4-4(即输入信号电路)的输出OUT接至图4-3中566的⑤脚
(a)、将函数发生器的正弦波调制信号em(输入的调制信号)置为f=5KHz、VP-P=1V,然后接至图4—4电路的IN端。
用双踪示波器同时观察输入信号em和566管脚③的调频(FM)方波输出信号,观察并记录当输入信号幅度VP—P和频率fm有微小变化时,输出波形如何变化。
注意:
输入信号em的VP—P不要大于1.3V。
注意:
为了更好的用示波器观察频率随电压的变化情况,可适当微调调制信号的频率,即可达到理想的观察效果.
(b)、调制信号改用方波信号em,使其频率fm=1KHz,VP—P=1V,用双踪示波器观察并记录em和566管脚③的调频(FM)方波输出信号.
图 4-6 集成电路(锁相环)565构成的频率解调器电路
3、正弦波解调器
调Rp使其中VCO的输出频率f0(④脚)为50KHZ.先按实验内容2(2)(a)的要求获得调频方波输出信号(③脚),要求输入的正弦调制信号em为:
Vp—p=0.8V,f=1KHZ,然后将其接至565锁相环的IN输入端,调节566的Rp1(逆时针旋转)使R最小,用双踪示波器观察并记录566的输入调制信号em和565“B"点的解调输出信号。
4、相移键控解调器:
用峰—峰值Vp—p=0.8V,fm=1KHZ的正弦波做调制信号送给调制器566,分别观察调制器566的调制信号和比较器311的输出信号。
六、实验报告要求
1.阐述566(VCO的单片集成电路)的调频原理.
2.整理实验结果,画出波形图,说明调频概念。
3.根据实验,说明接在566管脚⑥上R的作用,计算当R最大、最小时566的频率,并与实验结果进行比较.
4.整理全部实验数据、波形及曲线.
5.分析用集成电路(566、565)构成的调频器和解调器在联机过程中遇到的问题及解决方法。
ﻬ
《高频电子线路》实验指导书
电子信息及通信工程专业适用
王玉花
信息工程学院 通信实验室
实验要求
1.实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。
预习要求如下:
1)认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。
2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。
3)熟悉实验任务.4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
2.使用仪器和学习机前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守.
3.实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。
4.高频电路实验注意:
1)将实验板插入主机后,即已接通地线,但实验板所需的正负电源则要另外使用导线进行连接。
2)由于高频电路频率较高,分布参数及相互感应的影响较大.所以在接线时连接线要尽可能短.接地点必须接触良好.以减少干扰。
3)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点设置是否正确,或输入信号是否过大.
5.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫、或有异味)应立即关断电源,保持现场,报告指导教师.找出原应、排除故障,经指导教师同意再继续实验。
6.实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线.
7.实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据、波形、现象).所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
8.实验结束后,必须关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
目 录
实验一 单调谐高频小信号放大器………………….1
实验二 高频功率放大器 ………………………..4
实验三振幅调制器与解调器的设计 …………………。
6
实验四 频率调制器及模拟锁相环频率解调电路……。
.13
- 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:
- 实验 调谐放大器
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)