GP3高频实验指导书-学生用(1)课案

0高频实验箱使用说明一、技术性能1、电源：输入：AC220V±10%输出：DC：+5V,-5V，-8V，+12V，-12V最大输出电流均为200mA。2、低频信号源：输出波形：方波、三角波、正弦波幅值：0V~14V频率范围：分四档10HZ～100HZ、100HZ～1KHZ、1KHZ～10KHZ、10KHZ～100KHZ3、高频信号源：输出波形：方波、三角波、正弦波幅值：0V～4V频率范围：分四档30KHZ～300KHZ，300KHZ～3MHZ，600KHZ～6MHZ，2MHZ～20MHZ4、频率计频率测量范围：100Hz～50MHz输入电平范围：100mVrms～2Vrms测量误差：≤±20ppm(频率低端≤±1Hz)输入阻抗：1MΩ/10pF5、电路实验板，可完成十二项高频电路实验二、使用方法1.将标有220V的电源线插入市电插座，接通开关，电源指示灯亮表示学习机电源正常工作。2.连接线：实验箱面板上的插孔应使用专用接线，该连线插头可叠插使用，插入时顺时针旋转即可锁紧，松开时反向旋转即可拔出，注意：不能直拔。3.实验时先阅读实验指导书，在断开电源的状态下按实验路线接好连接线，检查无误后，再接通主电源。4.根据实验板线路要求接入相应的电源时必须注意电源极性。三、维护及故障排除1.维护（1）防止撞击跌落。（2）用完后拔下电源插头并盖好机箱，防止灰尘、杂物进入机箱。（3）做完实验后要将面板上插件及连线全部整理好。（4）搭接线路时不要通电，以防误操作损坏器件。2.故障排除（1）电源无输出：实验箱电源初级接有0.5A熔断器。当输出短路或过载时有可能烧断，更换熔断管时，必须保证同规格。（2）信号源异常（无输出等），检查实验板接线或更换相应器件。注意：打开实验板时必须拔出电源插头。1实验一调谐放大器一、实验目的1、熟悉电子元器件和高频电路试验箱。2、熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。3、熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。4、熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。二、实验仪器1、双踪示波器2、扫频仪3、高频信号发生器4、毫伏表5、万用表6、实验箱三、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关系。3、试验电路中，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f0。四、实验内容及步骤（一）单调谐回路谐振放大器。1．试验电路见图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，关断电源再接线）。（2）接线后仔细检查，确认无误后连接电源。2．静态测量试验电路中选Re=1K，R=10K。测量各静态工作点，计算并填表1.1。2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VBVEIC≈IeVCE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～V0（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，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使回路谐振，使输出电压幅度最大。此时调节Vi由100mV变到500mV，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1.2Vi（峰峰值mV）100200300400500Vo（V）峰峰值Re=1KRe=500ΩRe=2K(2)当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线。(3)用扫频仪调回路谐振曲线。仍选R=10K，Re=500。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位置），调回路电容CT，使f0=10.7MHz。(4)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300mV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f0=10.7MHz为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率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。3表1.3f（MHz）9.710.210.711.211.7V0（mV）R=10KR=2KR=470Ω计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值(5)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。比较通频带的情况。五、实验报告要求1．写明实验目的。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，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V0定义为放大器动态范围），讨论Ic对动态范围的影响。4实验二高频功率放大器（丙类）一、实验目的1.了解丙类高频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能特点。2.分析图2-1所示的实验电路，说明各元器件的作用。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.实验箱四、实验步骤1.实验验电路见图2-1按图接好实验板所需电源，（如要调节谐振点，将A、B两点短接，利用扫频仪调回路谐振，出厂调节在6.5MHZ左右。）2.在输入端接fi=6.5MHz，Vi=500mV信号，负载电阻为50Ω，测I0电流（直流电流档200mA,在C﹑D接入，红表笔接C点，黑表笔接D点）；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1内。（注：VE、VB、VC、I0≈IC=VE3/R10图2-1功率放大器（丙类）原理图图1图表1图15用示波器测量峰峰值）注：R10=10Ω表1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=VCI0）（VC：电源电压）P0：输出功率LOORVP222Pa：管子损耗功率（Pa=PI-PO）3.加75Ω负载电阻，同2测试并填入表1内。4.加120Ω负载电阻，同2测试并填入表1内。5.改变输入端电压Vi=600mV，同2、3、4测试并填入表1内。6.改变电源电压VC=5V，同2、3、4、5测试并填入表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、Pi、P0、η。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那些要求。fi=f0实测实测计算VB(V)VE(mV)VC(V)V0(V)I0(mA)ICPiP0PaηVC=12VVi=500mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVi=600mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVC=5VVi=500mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120ΩVi=600mVRL=50ΩRL=75ΩRL=120Ω6实验三LC电容反馈式三点式振荡器一、实验目的1、掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3、掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求1、复习振荡器的工作原理。2、分析图3-1电路的工作原理，及各元件的作用，并计算晶体管工作电流IC的最大值（设晶体管的β值为50）。3、实验电路中，L1=3.3uh，若C=120pf，C’=680pf,，计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少？三、实验仪器1、双踪示波器2、频率表3、万用表4、实验箱四、实验内容及步骤实验电路见图3-1，根据图3-1所示原理图在实验板上找到相关器件及插孔并了解其作用。1、检查静态工作点（1）在实验板+12v插孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。（2）反馈电容C’不接，C接入（C=680pf），用示波器观察振荡器停振时的情况。注意连接C的接线要尽量短。（3）改变电位器Rp测的晶体管V的发射极电压VE，VE可连续变化，记下VE的最大值，计算IE值7EEERVI设:Re=1kΩ2、振荡频率与震荡幅度的测试实验条件：Ie=2mA（VE=2V，调节Rp改变）、C=120pf、C’=680pf、RF=110K。改变CT电容，当分别接为C9、C10、C11时，用示波器测量相应振荡电压的峰值Vp-p和相应的频率值，并填入表3.1。表3.1CTF(MHz)Vp-p51pf100pf150pf3、测试当C、C’不同时，起振点、振幅与工作电流IEQ的关系（CT=100p，R=110KΩ）(1)、取C=C3=100pf、C’=C4=1200pf，调电位器Rp使ＩEQ（静态值）分别为表3.2所示各值，用示波器测量输出振荡幅度Vp-p（峰-峰值），并填入表3.2表3.2IEQ(mA)1.01.52.02.53.03.54.04.55.0Vp-p(v)状态1状态2状态3(2)、取C=C5=120pf、C’=C6=680pf和C=C7=680pf、C’=C8=120pf，分别重复测试表3.2的内容。4、频率稳定度的影响(1)回路参数固定时，改变并联在上的电阻使等效值变化时，对振荡频率的影响。实验条件：CT=100p时,C/C’=100/1200pf、ＩEQ=3mA（VE=3V）改变L的并联电阻R，使其分别为4.7KΩ、10KΩ、110KΩ，分别记录电路的振荡频率，并填入表3.3。注意：频率计后几位跳动变化的情况。(2)回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。实验条件：CT=100p时，C/C’=100/1200pf、R=110K，改变晶体管IEQ时期分别为表3.2所示各值，此处振荡频率，并填入表3.4。表3.3表3.4R4.7KΩ10KΩ110KΩF(MHz)五、实验报告要求IEQ（mA）1234F（MHz）81、写明实验目的。2、写明实验所需仪器设备。3、画出实验电路的支流与交流等效电路，整理实验数据，分析实验结果。4、以IEQ为横轴，输出电压峰值Vp-p为纵轴，将不同C/C'值下测得的三组数据，在同一坐标纸上制成曲线。5、说明本振荡电路有什么特点。9实验四石英晶体振荡器一、实验目的1、了解晶体振荡器的工作原理及特点。2、掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。二、预习要求1、查阅晶体振荡器的有关资料。阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率大大提高。2、试画出并联谐振晶体振荡器和串联谐振晶体振荡器的实际电路，并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。三、实验仪器1、双踪示波器2、频率计3、万用表4、实验箱四、实验内容实验电路见图4-11、测振荡器静态工作点，调图中RP，EEERVI设:Re=1kΩ测得IEmin及IEmax。2、测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压。3、负载不同时对频率的影响，RL分别取110KΩ、10KΩ、1KΩ，测出电路振荡频率，填入表4.1，并与LC振荡器比较。表4.1R110KΩ10KΩ1KΩF(MHz)五、实验报告1、写明实验目的。2、写明实验所有仪器设备102、画出实验电路的交流等效电路。整理实验数据，分析实验结果。4、以IEQ。为横轴，输出电压峰峰值VＰ－Ｐ为纵轴，将不同C/C'值下测得的三组数据在同一坐标纸上绘制成曲线。5、说明本振荡电路有什么特点。