高频电子线路实验指导书0高频电子线路实验指导书（初稿）宋景唯 编2005 年 10 月电子科技大学中山学院电子工程系 高频电子线路实验指导书1目 录高频 D 型电子实验箱总体介绍. 2实验一 高频小信号调谐放大器5实验二 谐振功率放大器.正 弦波振荡器.集电极调幅与大信号检波.环形混频器.变容二极管调频.小功率调频发射机的设计.调频接收机的设计.1. 高频电子线路实验指导书2高频 D 型电子实验箱总体介绍一、概述本高频 D 型电子实验箱的实验内容及实验顺序是根据高等教育出版社出版的高频电子线路 一书而设计的（作者为张肃文） 。在本实验箱中设置了十个实验，它们是：高频小信号调谐放大器实验、二极管开关混频器实验、高频谐振功率放大器实验、正弦波振荡器实验、集电极调幅及大信号检波实验、变容二极管调频实验、集成模拟乘法器应用实验、模拟锁相环应用实验、小功率调频发射机设计和调频接收机设计。其中前八个实验是为配合课程而设计的，主要帮助学生理解和加深课堂所学的内容。后两个实验是系统实验，是让学生了解每个复杂的无线收发系统都是由一个个单元电路组成的。本实验装置采用“积木式”结构，将高频实验所需的直流电源、频率计、低频信号源和高频信号源设计成一个公共平台。它的具体实验模块以插卡形式插在主实验板上上，以便各学校根据自己的教学安排做任意扩展。所有模块与公共平台之间连接采用香蕉头自锁紧插件。模块之间采用带弹簧片式连接线，可靠性好，性能稳定，测试结果准确，可让学生自主实验，为开放实验室，提供良好的硬件基础。另外，将发射模块和接收模块同时使用还可以完成收发系统实验。使用前请仔细阅读主实验板上的使用注意事项。二、主机介绍主机上提供实验所需而配备的专用开关电源，包括三路直流电源：+12V、+5V、直流地；直流电源下方是频率计和高低频信号源。它们不作为实验内容，属于实验工具。高低频信号源和频率计的使用说明如下。1、频率计的使用方法本实验箱提供的频率计是基于本实验箱实验的需要而设计的。它只适用于频率低于15号幅度 00V 的信号。参看电路原理图 理图中的 于校正显示频率的准确度，于调节测量的阈门时间，这两个元件均在 的另一面） 。使用的方法是：频率计的开关，在使用时首先要按下该开关；当测低于 100时 为断开状态） 。当测高于 100信号时连接 时 为断开状态，一般情况下都接 。将需要测量的信号（信号输出端）用实验箱中附带的带弹片的连接线与频率计的输入端（连，则从频率计单元的数码管上能读出信号的频率大小。数码管为 8 个，其中前6 个显示有效数字，第 8 个显示 10 的幂，单位为 显示 ，。本频率计的精度为：若信号为 ，显示精度为百赫兹。若信号为 则显示精度为赫兹。2、低频信号源的使用方法本实验箱提供的低频信号源是基于本实验箱实验的需要而设计的。它包括两部分：第一部分：输出 500号（实际输出信号范围较宽） ；此信号可以以正弦波的形式输出，也可以方波、三角波的形式输出。它用于变容二极管调频单元，集成模拟乘法应 高频电子线路实验指导书3用中的平衡调幅单元，集电极调幅单元和高频信号源调频输出。第二部分：输出 2000号（实际输出信号范围较宽） ；此信号可以正弦波的形式输出。它用于锁相频率合成单元。低频信号源的使用方法如下：可调电阻 于调节输出方波信号的占空比；304 的作用是：在输出正弦波信号时，通过调节 304 使输出信号失真最小。这三个电位器在实验箱出厂时均已调到最佳位置且此三个电位器在 的另一面。原理图上的 来调节输出信号频率的大小；于调节方波或者三角波的幅度；于调节正弦波信号的幅度。在使用时，首先要按下开关 需输出 500信号时，参照原理图 接好 “正弦波”跳线（此时 “正弦波”跳线、 “三角波”跳线应断开） ，则从“可调正弦波输出”处输出正弦波；断开“正弦波”跳线，连接“方波”跳线，则从“波形选择输出”处输出方波；同理，断开“方波” 跳线连接“三角波”跳线，则从“波形选择输出”处输出三角波。当需输出 2000信号时，参考原理图 接好 “正弦波”跳线（此时 “正弦波”跳线、 “三角波”跳线应断开） ，则在“可调正弦波输出”处输出2000正弦波；根据实验的需要用示波器观察，通过调节 得需要信号的大小；用频率计测量，通过调节 得需要信号的频率。3、高频信号源的使用方法本实验箱提供的高频信号源是基于本实验箱实验的需要而设计的。它只提供 载波信号和约 调频信号（调频信号的调制频偏可以调节） 。载波主要用于小信号调谐放大单元、高频谐振功率放大器单元、集电极调幅单元、模拟乘法器部分的平衡调幅及混频单元和二极管开关混频单元。调频信号主要用于模拟乘法器部分的鉴频单元和 相解调单元。参看附原理图 体振荡输出载波峰峰值不低于 C 振荡输出载波峰峰值不低于 1V。高频信号源的使用方法如下：使用时，首先要按下开关 需要输出载波信号时，连接 时403、断开） ，则 信号由 输出，于调节输出信号的大小。当需要输出 调频信号时，连接 403、时 开；若信号偏离了 可调节可调电容 之为 ，同时使低频信号源处于输出1弦波的状态，改变低频信号源的幅度就是改变调频信号的频偏，在没有特别要求时，一般低频信号源幅度调为 2V，参看低频信号源的使用） ，则 调制信号由 输出，于调节输出信号的大小；低频信号源处的 于调节调制频偏的大小。在具体使用中，通过示波器观察输出信号的大小和形状。在具体使用中，通过示波器观察输出信号的大小和形状。三、模块介绍1、接收模块：（1）实验一 高频小信号调谐放大器 高频电子线路实验指导书4（2）实验十 调频接收机设计（调谐放大、中频放大、鉴频解调，可与接收模块组成发射接收系统）2、环形混频器模块：（1）实验二 环形混频器（2）实验四 正弦波振荡器3、集电极调幅与大信号检波模块：（1）实验五 集电极调幅与大信号检波4、发射模块：（1）实验三 高频功率放大器（2）实验六 变容二极管调频（3）实验九 小功率调频发射机设计5、锁相环应用模块：（1）实验八 模拟锁相环的应用（频、调）乘法器模块：（2）实验七 集成电路模拟乘法器的应用（调幅、检波、鉴频、混频）注：用户可对各模块进行不同组合，开发出新的实验；也可挂接自己开发的模块并与现有模块一起使用；做实验时必须把具有相应实验内容的的模块插在主板上。 高频电子线路实验指导书5实验一 高频小信号调谐放大器一、实验目的小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。通过本实验,我们希望同学们能重点掌握以下几方面内容:1. 静态工作点(直流工作状态)的调试. 小信号(交流工作状态)的定义. 输入信号必需小于 5 并联谐振回路的特性. 谐振曲线,通频带,放大特性. 电压放大倍数,动态特性(输入 出电压特性)验内容1、 调节谐振回路使谐振放大器谐振在 、 测量谐振放大器的电压增益。3、 测量谐振放大器的通频带。4、 测量谐振放大器的输入 出电压特性5、 判断谐振放大器选择性的优劣。三、实验仪器1、20拟示波器 一台2、数字万用表 一块3、高频信号源 一台四、实验原理图 1示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的集电极负载为 联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻 计算方法与低频单管放大器相同。 高频电子线路实验指导书6图 1小信号调谐放大器放大器在高频情况下的等效电路如图 1示，晶体管的 4 个 y 参数 ， ， 及 （1-11）输出导纳 （12）正向传输导纳 （1-13）反向传输导纳 （1 4） 高频电子线路实验指导书7图 1大器的高频等效回路 式中， 晶体管的跨导，与发射极电流的关系为-）发射结电导，与晶体管的电流放大系数 及 关系为 （1-61 6）