东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 电子电路与综合实验 第 一 次实物实验院 （系）： 信息科学与工程学院 专 业： 信息工程 姓 名： 学 号： 实 验 室： 高频实验室 实验组别： 同组人员： 实验时间：2015 年 11 月 21 日评定成绩： 审阅教师： 实验一 常用仪器使用实验【实验目的】（1 ）通过实验掌握常用示波器、信号源和频谱仪等仪器的使用，并理解常用仪器的基本工作原理；（2 ）通过实验掌握振幅调制、频率调制的基本概念。【实验仪器】（1 ）示波器（带宽大于 ） 1 台100（2 ）万用表 1 只（3 ）双路直流稳压电源 1 台（4 ）信号发生器 1 台（5 ）频谱仪 1 台（6 ）多功能实验箱 1 套（7 ）多功能智能测试仪 1 台【实验内容】（1 ）说明频谱仪的主要工作原理，示波器测量精度与示波器带宽、与被测信号频率之间关系。答：为了能动态地观察被测信号的频谱，现代频谱仪大多数采用扫频超外差式接收方案，利用扫频第一本振的方法，被测信号经混频后得到固定的中频信号。频谱仪的工作方法为检波法。频谱仪的主要功能是在频域里显示输入信号的频谱特性，它在同一瞬间显示频域信号振幅。其工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡器经与 CRT 同步的扫描器产生随时间做线性变化的振动频率，经混波器与输入信号混波后的中频信号再放大，滤波与检波传送到 CRT 的垂直方向方向板，因此在CRT 的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。频谱仪框图为：示波器的带宽越宽，在通带内的衰减就越缓慢；示波器带宽越宽，被测信号频率离示波器通带截止频率点就越远，则测得的数据就越精确。（2 ）画出示波器测量电源上电时间示意图，说明示波器可以捕获电源上电上升时间的工作原理。答：工作原理：示波器探头与电源相连，使示波器工作于“正常”触发方式，接通电源后，便有电信号进入示波器，由于示波器为“正常”触发方式，所以在屏幕上会显示出电势波形；并且当上电完成后，由于没有触发信号，示波器将不再显示此信号。这样，就可以利用游标读出电源上电的上升时间。（3 ）简要说明在 FM 调制过程中，调制信号的幅度与频率信息是如何加到 FM 波中的。答： 波是基带调制信号去调变载波的角频率。此时载波的瞬时角频率为 ， （其中 为与电路有关的调频比例常数）()=+() 已调的瞬时相角为 000t()()t tcfdkud（ ）所以 FM 已调波的表达式为： 0 00()os()tmcfutU当 时，u()=u 0()=+0其中 为调制指数其值与调制信号的幅度 成正比，与调制信号的角频率 成反比，Mf 即。Mf=（4 ）对于单音调制信号，分别采用 AM 和 FM 调制方式，信号所占的带宽如何计算，并与频谱仪测试结果进行比较说明。答：采用 调制方式：u0()=+12cos(+)+12()即单音调制的调幅信号由三个频率分量组成其频谱，频率分量为 、 。该信号的带宽为 。在实验中，利用频谱仪观察实验 中的信号频谱， + 2 1（ 3）与上述情况基本相符。采用 调试方法： 0sin()0 0()cossinRefcjMtjtmf omutUtMtU=+=()（式中的 是系数为 的 阶第一类贝塞尔函数）() 的表达式为() sin(),1()2-f nfjMtjtnf fJMJed 为 偶 数， 为 奇 数这样就可以表示出 信号的频谱。信号的有效带宽为： max2,1=ffFB（其中 为调制信号最高频率； 为频率偏移） 另外，由 规则： maxmax2()2(1)fFfMF（比上一方法求出的带宽稍窄）在实验中，利用频谱仪观察实验 中的信号频谱，与理论上的基本相同。1（ 4）实验三 振幅调制与解调电路实验【实验目的】（1 ）通过实验加深理解振幅调制的基本概念、调幅波的性质及其特点；（2 ）通过实验掌握振幅调制的模型、电路结构，理解利用模拟双差分对乘法器实现幅度调制的工作原理；（3 ）通过实验加深理解大信号包络检波的基本概念及基本原理；（4 ）通过实验掌握包络检波电路的基本构成，各元件参数的取值对检波的影响。【实验仪器】（1 ）示波器（带宽大于 ） 1 台40（2 ）万用表 1 只（3 ）双路直流稳压电源 1 台（4 ）信号发生器 2 台（5 ）频谱仪 1 台【实验内容】（1 ） MC1496 各引脚电位（2 ） 根据所测电压，分析并判断调幅集成电路内主要晶体管的工作状态。答：根据测量电压结合电路结构可以推断,三极管 T1、T2，T3、T4 分别组成两个差分放大器，T5、T6 组成另一个差分放大器，T7、T8 为 T5、T6 组成的差分放大器提供恒定电流（3 ）当 正弦单音信号， 正弦单音信号=2， =200 =2， =200时：分别画出调幅信号的频域及时域波形，计算调制指数；测量此时的调幅波形，从所测量波形上计算调制数；用频谱仪测量此已调波的频谱。答：幅度图像为:PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14V-11.4m -1.13-708m 8.72m -6.07 7.82 56.3m 5.44 45.3m 5.44 37.8m 7.93 35.3m -7.21频谱图像为: 调制指数 Ma=(A-B)/(A+B)*100%=21%（4 ）写出此调幅信号的数学表达式，并计算此调幅波所占带宽。 )(104cos104cos5.120)( 63mVtttuo Hzf（5 ） 实验步骤 3 与 4 中分别改变载波和基带信号幅度时，哪一个对已调信号波形的影响大些，为什么？（提示，请根据图 1.4MC1496 电路原理图进行分析）引脚 2 与引脚 3 间的反馈电阻可增加射频电压的线性范围，引脚 5 和引脚 14 间电压恒定，引脚 5 接 T7、T8 的基极，这两个三极管为恒流源。分析：从 MC1496 的原理图，可以看出晶体管 T1T4 组成双差分放大器， T5、T6 组成但差分放大器，用以激励晶体管 T1T4，晶体管 T7、T8 为恒流电路。当两个输入电压相等时，乘法器的线性动态范围较小，在引脚 2 和引脚 3 之间外接电阻 RE，可扩大输入的线性动态范围。基带信号加载到引脚 1 和引脚 4 之间，T5、T6 将基带信号电流放大，载波信号加载到引脚 8 和引脚 10 之间，若三极管 T1T4 的放大倍数均为 ，则 ，可见5152cBIIT5 的基极电流变化对结果的影响较大，即从引脚 1 和引脚 4 输入的基带信号对已调波的影响较大。另外，我们从实验可以看出已调信号的振幅是周期变化的，主要受基带信号振幅的影响。实验六 高频小信号谐振放大器实验【实验目的】（1 ）通过实验加深理解高频小信号谐振放大器的基本性能特点；（2 ）通过实验理解小信号谐振放大器的增益、通频带、选择性等主要性能指标；（3 ）掌握双踪示波器、 智能信号测试仪的使用方法和小信号谐振放大器主要性能指ITS-B标的测试方法。【实验仪器】（1 ）双踪示波器（大于 40 ） 1 台MH（2 ）万用表 1 只（3 ）高频信号发生器 1 台（4 ）扫频仪 1 台（5 ）频率计 1 台（6 ）高频毫伏表 1 台【实验内容与步骤】1.将拨动开关JP11置于12之间，接通“小信号谐振放大器”的直流电压12V；2.小信号谐振放大器静态工作点的调整：调节电位器W1，使BG1集电极电流Ic1约为1.5mA左右(通过测量P3点的电压来确定电流IC1)；3.从P1端接入6.5MHZ的正弦信号，幅度约为50mV 左右；4.用示波器观察比较P2端的波形，应有不失真的放大波形；5.选ISTB“频率键控”（18号）功能，并设始频为5.0MHZ，频率间隔为100KHz，按IST-B键盘光标键，随着信号频率的变化，应能观察到P2信号输出波形从小到大，再从大到小的变化。并记录谐振点的频率。6.选ISTB“频响测试”（13号）功能，并设置参数：始频为5.5MHZ，频率间隔为100KHZ，N20，S1ms。P1为输入点，P2为输出点，P2点接示波器探头（X10档），做一次频响测试，并记录测试结果。（P1、P2点各有一个测量孔，用于插接IST-B的探头）7P2点接示波器探头（X1档）步骤同六再做一次频响测试，并记录测试结果。8.将拨动开关 JP1 置于 2、3 使谐振回路并接电阻 R8 重复实验 6。比较接与不接 R8 两种情况下频响曲线有何区别。【实验结果】（1 ） 实验中幅度-频率数据记录： =100f/MHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6V/mV 126 130 134 138 140 141 144 146 146 146 145f/MHz 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7V/mV 142 142 140 140 140 135 130 126 122 121 117f/MHz 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8V/mV 116 112 109 106 104 102 100 97 95（2 ）实验中用 “频响测试 ”功能测得的频响波形如下：IST B（3 ）实验结果分析通过 MATLAB，利用采样点频率及对应的电压值描绘出频响曲线图，如下:3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7100105110115120125130135140145150出出出出出/MHz出出出出出出出出出/mV分析：从图中我们可以看出：小信号谐振放大器在谐振频率两侧呈现的是衰减的趋势，由于谐振回路中电感品质因数 有限，因此频响并不关于谐振点呈现重中心对称的结论。Q利用采样点直接测量输出电压幅度测量频响与利用智能信号测试仪直接测得的频响在图像上有很大的相似，但是存在一定的差压。这是由于高频实验中，布线电容，测量仪器引入误差导致测量结果存在一定差异。此外，还可以得到谐振频率大约是 。4.3MHz4.5MHz比较所绘出的曲线，分析实验结果（如曲线有无差异） 。比较图 1图 3，可知，示波器探头 衰减后，最大频率值和对应输出电压值都发生了X10变化。示波器探头 时，最大频率值为 ，探头 X10 以后，最大频响值出现在 。X1 6.1MHz 6.4MHz这是由于示波器探头衰减后，带宽变大，增益变小。分析接入电阻 以后对测量结果的影响：R8接入电阻 以后，主要发生两方面的变化：谐振频率点的减小和在谐振点电压增益减R8小。这是由于接入电阻 ，相当于在输出端并入电阻，