13高频电子线路实验指导书

高频电子线路实验指导书中国计量学院信息工程学院二零一四年四月高频电子线路实验说明书1目录目录.............................................................................................................................................1实验1正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）........................................................31-1正弦波振荡器的基本工作原理.................................................................................31-2正弦波振荡器的实验电路.........................................................................................71-3正弦波振荡器实验内容和实验步骤..........................................................................9实验2振幅调制（集成乘法器幅度调制电路）...........................................................112-1振荡调制的基本工作原理.......................................................................................112-2振幅调制实验电路...................................................................................................212-3振幅调制实验内容及实验步骤...............................................................................23实验3振幅解调器（包络检波、同步检波）...............................................................293-1振幅解调基本工作原理...........................................................................................293-2振幅解调实验电路...................................................................................................343-3振幅解调实验内容和实验步骤...............................................................................38实验4高频功率放大器..................................................................................................434-1高频功率放大器基本工作原理...............................................................................434-2高频功率放大器实验电路.......................................................................................484-3高频功率放大器实验内容和实验步骤....................................................................50实验5频率调制（变容二极管调频器）......................................................................545-1频率调制工作原理...................................................................................................545-2频率调制实验电路...................................................................................................615-3频率调制实验内容和实验步骤...............................................................................63实验6调频波的解调（斜率鉴频与相位鉴频器）.......................................................656-1调频波解调工作原理...............................................................................................656-2调频波解调实验电路...............................................................................................686-3调频波解调实验内容和实验步骤...........................................................................70实验7调幅发射与接收完整系统的联调......................................................................727-1无线电通信概述.......................................................................................................72高频电子线路实验说明书27-2调幅发送部分联试实验...........................................................................................767-3调幅接收部分联试实验...........................................................................................777-4调幅发射与接收完整系统的联调...........................................................................78实验8调频发射与接收完整系统的联调......................................................................80实验9高频电路开发实验（选配）..............................................................................82附录.............................................................................................................................89高频电子线路实验说明书3实验1正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）1-1正弦波振荡器的基本工作原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。振荡器的种类很多。从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。我们只讨论反馈式振荡器。根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。我们只介绍正弦波振荡器。常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。一．反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图1-1所示。图1-1高频电子线路实验说明书4当开关K接“1”时，信号源bV加到晶体管输入端，这就是一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号FV。当开关K接“2”时，信号源bV不加入晶体管，输入晶体管是FV的一部分bV。若适当选择互感M和FV的极性，可以使bV和bV大小相等，相位相同，那么电路一定能维持高频振荡，达到自激振荡的目的。实际上起振并不需要外加激励信号，靠电路内部扰动即可起振。产生自激振荡必须具备以下两个条件：1.反馈必须是正反馈，即反馈到输入端的反馈电压与输入电压同相，也就是bV和bV同相。2.反馈信号必须足够大，如果从输出端送回到输入端的信号太弱，就不会产生振荡了，也就是说，反馈电压bV在数值上应大于或等于所需要的输入信号电压bV。二．电容三点式LC振荡器ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。1.ＬＣ振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。2.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。3.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图1-2所示。从图可知，该电路2C上的电压为反馈电压，即该电压加在三极管be之间。由于该电压形成正反馈，符合振荡器的相位平衡条件。高频电子线路实验说明书5图1-2电容三点式LC振荡器交流等效电路(1)静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响