通信电子电路报告.docx

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通信电子电路报告

北京联合大学

实训报告

课程名称：

通信电子电路课程设计

姓　名：

学号：

学院：

信息学院专业：

电子信息工程

同组人名：

学号：

实训地点：

目录

实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器2

实验二场效应管谐振放大器7

实验三集成选频放大器8

实验八三点式LC振荡器及压控振荡器10

实验九石英晶体振荡器15

实验十RC振荡17

实验十一集成电路振荡器19

实验十七模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）21

实训心得26

实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器

一、实验目的

1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；

2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。

二、实验内容

1、测量各放大器的电压增益；

2、测量放大器的通频带与矩形系数（选做）；

3、测试放大器的频率特性曲线（选做）。

三、实验仪器

1、BT-3扫频仪（选做）一台

2、20MHz示波器一台

3、数字式万用表一块

4、调试工具一套

四、实验基本原理

1、单级单调谐放大器

图1－1单级单调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。

信号从TP5处输入，从TT2处输出。

调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。

2、单级双调谐放大器

图1－2单级双调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。

两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。

3、双级单调谐放大器

图1－3双级单调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－3所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。

同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。

所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。

实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。

4、双级双调谐放大器

图1－4双级双调谐放大器实验原理图

实验原理图如图1－4所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。

五、实验步骤

1、计算选频回路的谐振频率范围

若谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105pF～125pF（分布电容包括在内），根据公式

计算谐振回路谐振频率

的范围。

2、单级单调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP9接地，TP8接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。

用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。

（3）测量放大器电压增益

去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号Vi。

1）输入信号Vi由正弦波振荡器模块提供，参考实验九产生10.7MHz的正弦波信号Vi，操作步骤如下：

①在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。

主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。

若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。

②用示波器在正弦波振荡器模块的TT1处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz。

调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。

此信号即为本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。

③正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p为400mV左右。

④用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－1。

2）输入信号Vi由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。

用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－1。

表1－1

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压增益（dB）

（4）测量放大器的通频带、矩形系数（选做）

放大器通频带的测量方法有两种：

扫频法和逐点法。

扫频法即用BT-3扫频仪直接测试。

使用BT-3扫频仪测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。

在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线，从曲线上读取并记录放大器的通频带。

逐点法即用外置专用信号源做扫频源，用信号源输出幅度相同频率逐步变化的信号作为放大器的输入，逐点记录相应输出信号的大小，然后描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。

在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1处的带宽

或0.01处的带宽

。

则矩形系数

，

，其中

为放大器的通频带。

3、单级双调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP6接TP13，TP7接TP11（选择C20为耦合电容），TP14接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

①去掉TP5与地的连线，参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi（Vip-p约400mV）。

将Vi输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在小信号放大器模块的TT2处观察，调节该模块的T2、T3、CC2、CC3，并适当调节该模块的W3，使TT2处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表1－2。

表1－2

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压增益（dB）

4、双级单调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP9接地，TP17接TP6，TP20接地，TP19接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

①去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP8接TP15。

参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi1（Vi1p-p约400mV）。

将Vi1输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在TP8处测量，调节T2、CC2，使TP8处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。

③用示波器在TT2处测量，调节T4、CC4，并适当调节该模块的W3、W4，使TT2处信号最大不失真，记录此时输出信号Vo2的峰峰值Vo2p-p。

用示波器在TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，记录各数据，填表1－3。

表1－3

Vi1p-p（V）

Vi2p-p（V）

Vo1p-p（V）

Vo2p-p（V）

两级放大器电压增益（dB）

5、双级双调谐放大器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP6接TP13，TP17接TP22，TP17接TP6，TP7接TP11，TP18接TP21，TP23接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

（2）静态工作点调节

TP5接地，用万用表测Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压约为5V。

TP16接地，用万用表测Q3发射极对地的直流电压，调节W4使此电压约为5V。

（3）测量放大器电压增益

去掉TP5与地及TP16与地的连线，TP14接TP15。

参考实验步骤2（3），产生10.7MHz的输入信号Vi1（Vi1p-p约200mV）。

将Vi1输入到小信号放大器模块的TP5处。

②用示波器在小信号放大器模块的TP14处测量，调节T2、T3、CC2、CC3使TP14处信号Vo1的峰峰值Vo1p-p约为4V。

③用示波器在TT2处测量，调节T4、T5、CC4、CC5，并适当调节该模块的W3、W4，使TT2处信号最大不失真，记录此时Vo2的峰峰值Vo2p-p。

用示波器在小信号放大器模块的TP16处测量第二级放大器输入信号Vi2的峰峰值Vi2p-p，记录各数据，填表1－4。

表1－4

Vi1p-p（V）

Vi2p-p（V）

Vo1p-p（V）

Vo2p-p（V）

两级放大器电压增益（dB）

实验二场效应管谐振放大器

一、实验目的

1、了解双栅场效应管放大器的工作原理；

2、了解场效应管调谐放大器与三极管放大器的优缺点。

二、实验内容

1、观察场效应管调谐放大器的输出波形；

2、测量场效应管放大器的电压增益。

三、实验仪器

1、20MHz示波器一台

2、调试工具一套

四、实验原理

场效应管具有输入阻抗高、动态范围大、噪声小、线性好、辐射能力强等优点，在分立元件的高频放大器在中有取代晶体管的趋势。

特别是双栅场效应管高频放大器在彩色电视机的高频调谐器、无线车载接收机和无线电话接收机中得到了较为广泛得应用。

本实验得电路原理图如图2－1所示。

图2－1场效应管调谐放大器实验原理图

图中，Q1为双栅场效应管，D1、D2用于限幅，以免场效应管损坏。

信号从TP1输入，输出信号在TT1处测量。

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨。

主板GND接模块GND，主板＋12V接模块+12V。

检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、输入信号

放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。

参考实验一实验步骤2（3），用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP1，调节此信号的幅度，使TP1处信号Vi的峰峰值Vip-p约为300mV。

3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益

用示波器在TT1处观察放大器的输出波形，调节T1、CC1使TT1处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。

记录各数据，填表2－1。

表2－1

Vip-p（V）

Vop-p（V）

电压增益（dB）

实验三集成选频放大器

一、实验目的

1、熟悉集成放大器的内部工作原理；

2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性。

二、实验内容

1、测量集成选频放大器的电压增益；

2、测量集成选频放大器的通频带与矩形系数（选做）。

三、实验仪器

1、BT-3频率特性测试仪（选项）一台

2、20MHz示波器一台

3、数字万用表一块

4、调试工具一套

四、实验原理

集成选频放大器的实验原理图如图3－1所示。

其中FL1为10.7MHz的陶瓷滤波器，U1为中频放大器。

实验时，10.7MHz的信号从TP2处输入，在TT3处测量和观察输出信号。

图3－1集成选频放大器实验原理图

五、实验步骤

1、连接实验电路

在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨。

主板GND接模块GND，主板＋5V接模块＋5V，主板－5V接模块－5V。

检查连线正确无误后打开实验左侧的船形开关，K2、K3向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。

2、输入信号

放大器的输入信号可由正弦波振荡器模块提供，也可由高频信号源提供。

参考实验一实验步骤2（3）或高频信号源的使用方法，用正弦波振荡器模块或高频信号源产生10.7MHz的正弦波信号，将此信号输入到TP2，调节输入信号的幅度，使TP3处信号Vi的峰峰值Vip-p约为400mV。

3、观察放大器输出波形并测量放大器电压增益

用示波器在TT3处观察放大器的输出波形Vo并记录Vo的峰峰值Vop-p，若输出信号失真则减小输入信号的幅度，填表3－1。

表3－1

Vip-p（mV）

Vop-p（mV）

电压增益（dB）

4、测量集成选频放大器的通频带和矩形系数（选做）

放大器通频带的测量方法有两种：

扫频法和逐点法。

扫频法即用BT-3扫频仪直接测试。

使用BT-3扫频仪测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。

在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线，从曲线上读取并记录放大器的通频带。

注意：

扫频仪的输出不要太大以免超过放大器的动态范围，检波头的方向不要接反。

逐点法即用外置专用信号源做扫频源，用信号源输出幅度相同频率逐步变化的信号作为放大器的输入，逐点记录相应输出信号的大小，然后描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。

在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1处的带宽

或0.01处的带宽

。

则矩形系数

，

，其中

为放大器的通频带。

实验八三点式LC振荡器及压控振荡器

一、实验目的

1、掌握三点式LC振荡器的基本原理；

2、掌握反馈系数对起振和波形的影响；

3、掌握压控振荡器的工作原理；

4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。

二、实验内容

1、测量振荡器的频率变化范围；

2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响；

3、观察温度变化对振荡器频率稳定度的影响（选做）。

三、实验仪器

1、20MHz示波器一台

2、数字式万用表一块

3、调试工具一套

四、实验原理

1、三点式LC振荡器

三点式LC振荡器的实验原理图如图8－1所示。

图8－1三点式LC振荡器实验原理图

图中，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。

C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。

通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。

设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/C∑。

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端。

F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。

另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。

通常F约在0.01～0.5之间。

同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C∑取值要大。

当振荡频率较高时，有时可不加C6和C∑，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。

忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图8－2所示。

图8－2三点式LC振荡器交流等效电路图

图8－2中，C5=33pF，由于C6和C∑均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为：

（8－1）

则振荡器的频率f0可近似为：

（8－2）

调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。

实际中C6和C∑也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C∑，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。

本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除石英晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。

由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。

若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会有波形输出或输出信号幅度较小。

若想利用LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。

三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。

2、压控振荡器

压控振荡器的实验原理图如图8－3所示。

图8－3压控振荡器实验原理图

Q1、Q2、Q3的作用与三点式LC振荡器相同，TP2和TP3是为自动频率控制实验二次开发留出的接口，在做压控振荡器实验的时候，连接TP2与TP3。

TP1是为实验二十一（变容二极管调频）留出的调制信号输入接口，C1、L1为调制信号耦合隔离电路，压控振荡器实验不涉及此部分电路。

R2、R3、W1为变容二极管D1提供直流反偏压VD。

C2、C3为变容二极管的接入电容（C2=5pF，C3＝10pF），设C2、C3的组合电容为CN，C7、C8、C40的组合电容为CM，忽略三极管输入输出电容的影响，则压控振荡器的交流等效电路如图8－4所示。

图中，C5=33pF，由于C6和CM均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为：

（8－3）

则振荡器的频率f0可近似为：

（8－4）

由图8－3可得，变容二极管的接入系数P为：

（8－5）

其中，CjQ是直流反偏压为VD时变容二极管的容量。

调节W1，则VD变化，CjQ也变化。

由式8－5可知，CN越大，变容二极管的接入系数P也越大，单位直流反偏压变化所引起的频偏也越大。

但为了减小高频电压对D1的作用和中心频率的漂移，常将CN取的较小。

图8－4压控振荡器的交流等效电路图

五、实验步骤

1、三点式LC振荡器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向下拨，K5、K6向上拨。

主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

（2）测量LC振荡器的频率变化范围

用示波器在三极管Q2的发射极（军品插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率f0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表8－1。

表8－1

f0（MHz）

最小值

最大值

波形非线性失真（大、小）

9.174

10.70

（3）观察反馈系数对输出信号的影响

用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号Vo的波形，调节T2，使Vo的频率f1为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p、振荡器频率的变化情况，填表8－2。

表8－2

反馈系数

Vop-p（V）

振荡器频率（MHz）

F=1/2

5.60

10.20

F=1/3

3.26

10.16

F=1/5

2.80

10.10

F=1/10

2.48

10.00

调试时，先使反馈系数F=1/2，调节T2使Q2发射极处信号的频率为10.7MHz左右，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值。

然后，不再调节T2，改变反馈系数的大小，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值，直至F=1/2、F=1/3、F=1/5、F=1/10的情况都做完。

（4）、观察温度变化对三点式LC振荡器频率稳定度的影响（选做）

用一热源（如加热的烙铁）靠近T2，在Q2发射极观察输出信号频率的变化情况。

2、压控振荡器

（1）连接实验电路

在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K3、K4、K6、K8向下拨，K2、K5、K7向上拨。

主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。

TP2接TP3。

检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

（2）观察直流反偏压、变容二极管接入电容对振荡器频率的影响。

①接入电容CN＝5pF

K2向上拨、K3向下拨，使变容二极管的接入电容CN＝5pF。

用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器在Q2发射极测量输出信号的频率f0，填表8－3的第一行和第二行。

②接入电容CN＝15pF

K2、K3都向上拨，使变容二极管接入电容CN＝15pF。

用万用表测变容二极管D1阴极对地的直流电压VD（在D1上方的军品插座处测量），调节W1，使VD从小变大，均匀选取多个VD，并用示波器在Q2发射极测量输出信号的频率f0，填表8－3的第三行和第四行。

表8－3

接入电容

CN＝5pF

VD（V）

f0（MHz）

接入电容

CN＝15pF

VD（V）

f0（MHz）

说明：

由于万用表输出电容的影响，将万用表接在D1两侧和不接在D1两侧时，Q2发射极信号的频率会不一样，本步骤实验万用表在测量直流电压后应取下，再用示波器在Q2发射极测信号频率。

实验九石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握石英晶体振荡器的工作原理；

2、掌握石英晶体振荡器的设计方法；

3、掌握反馈系数对电路起振和波形的影响。

二、实验内容

1、观察反馈系数变化对输出波形的影响；

2、研究温度变化对振荡器频率稳定度的影响（选做）。

三、实验仪器

1、20MHz示波器一台

2、调试工具一套

四、实验原理及电路

石英晶体振荡器的实验原理图如图9－1所示。

Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。

图中，C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。

通过改变K6、K7、K8的拨动方向来改变振荡器的反馈系数。

设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/C∑。

图9－1石英晶体振荡器实验原理图

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端，F大，使等效负载电阻减小