《通信电子电路实验》实验讲义2012修正高频电路实验代前言本实验讲义是为配合清华大学TPE—GP2型高频电路实验学习机专门编写的。

多年前，学校电子技术实验室购买了几十台TPE—GP2学习机供学生做高频实验，但是，始终没有与之配套的实验讲义。

结合我校实验室现有实验条件和实验教学时间的需要，特地编写《高频电子线路实验讲义09版》。

实验一高频小信号调谐放大器（实验版G1）、实验二高频谐振功率放大器（实验版G2）是一类、实验三LC振荡和石英晶体振荡（实验版G1）都是单独实验；实验四振幅调制与解调（实验版G3）、实验五变容二极管调频振荡器（G4）、实验六集成电路压控振荡器构成的频率调制与解调（实验版G5），都是含有调制解调内容，是复合实验。

这样的实验安排涵盖了高频电路教学的主要内容。

本学期（2012秋）新购入扫频仪，所以再次修订实验讲义。

在此，特别感谢06、07、08、09级电子信息科学与技术专业学生。

正是通过他们的使用，使本教材得到不断改进与完善。

TPE—GP2型高频电路实验学习机说明1．技术性能1．1电源：输入AC220V；输出DCV+5V、-5V、+12V、-12V，最大输出电流200mA1．2信号源：（函数信号发生器）输出波形：有方波、三角波、正弦波幅值：正弦波V P-P ：0~14V（14V为峰—峰值，且正负对称）方波V P-P ：0~24V（24V为峰—峰值，且正负对称）三角波V P-P ：0~24V（24V为峰—峰值，且正负对称）频率范围：分四档2~20Hz、20~200Hz、200~2KHz、2K~20KHz1．3电路实验板：备有五块实验板，可完成11项高频电路实验。

2．使用方法1．1将标有220V的电源线插入市电插座，接通开关，电源指示灯亮。

1．2使用实验专用电导线进行连线。

1．3实验时先阅读实验指导书，然后按照实验电路接好连线，检查无误后再接通主电源。

特别注意：电源极性不可以接反。

附录：BT-3D型扫频仪使用说明1．300MHz扫频仪主要技术参数扫频范围：1~300MHz扫频频偏：全扫1~300MHz，中心频率为150MHz；窄扫中心频率~300MHz，扫频宽度1~40MHz连续可调点频（CW）1~300MHz范围内连续可调，输出正弦波扫频线性：不大于1:1.2输出电压：1~300MHz范围内0.5V±10%输出平坦度：1~300MHz范围内0dB衰减时全频段优于±0.25dB输出衰减器：粗衰减器10dB×7步进，电控，数字显示；细衰减器 1dB×9步进，电控，数字显示输出阻抗：75Ω频率标记：50MHz、10MHz/1MHz复合及外接，共三种；外接频标灵敏度小于300mV2．面板布置说明2.1 前面板部分，见图1前面板部分：①显示器：采用大屏幕显示器，显示待测网络的幅频特性曲线。

②电源开关（POWER）③Y增益：用于调节Y轴输入信号幅度的大小。

④Y移位：调节该旋钮，可使扫描线上下移动。

⑤亮度：用来调节扫描线的亮度。

⑥Y输入：通常接检波探头的输出端。

⑦输入方式：+/-键，弹出为“-”极性；×1/×10键，弹出为“×1”，Y轴输入不衰减；AC/DC键：弹出为“AC”测量，按下为“DC”测量。

⑧中心频率调节：⑨频标方式：50档为50MHz频标，按下有效；10/1档为10MHz和1MHz组合频标，按下有效；外接档，按下此键，显示器上频标会全部消失。

⑩频标幅度调节旋钮：⑪扫频方式：为全扫、窄扫、CW（点频）三档转换键。

⑫扫频宽度调节旋钮：⑬输出衰减：为电控粗细衰减组合形式“×10”为粗衰减器，10dB×7步进，衰减范围：0─70dB；“×1”为细衰减器，衰减范围:0─9dB。

⑭RF输出（75Ω）：扫频信号的输出端。

⑮外接频标：该插座应和“频标方式”中的“外接”键配合使用。

⑯输出衰减dB：显示两位输出dB值。

2.2后面板部分：①X轴位移，调节该旋钮，可使扫描线左右移动。

②X幅度，调节该旋钮，可改变扫描线在水平方向上的幅度。

3．使用方法说明3.1连接连接方法见图3，将RF扫频输出口接滤波器输出口。

显示方式置于DC，倍率×1，调Y位移（图1的④）使基线与底格重合，Y增益调至5div，选择适当扫频宽度进行测量。

直读频标，确定滤波器带宽，用细衰减器确定带内波动量以及插入损耗dB值。

用粗衰减器确定带外衰减dB值。

3.2有源放大器、高频电路的测量连接方法同上。

对有源网络的测量应注意隔直流。

注意通过检波器的信号不可大于3V，以免损伤检波器。

有源放大器一般测量指标有增益值、3dB带宽、带内波动、带外衰减、中心频率等幅频参量。

3.2.1 3dB带宽的确定。

在不限幅的情况下，假定被测设备所显示的包络图形Y轴最大幅度为0dB，用仪器的细衰减衰减3dB 后，图形位置改变，用频标即可确定3dB带宽。

3.2.2带内波动、带外衰减、增益３dB值测量方法带内波动和衰减值可用粗、细衰减器协调动作，曲线的高位置点和低位置点之差既是。

增益值：将扫频输出经检波后显示的图形位置和接入放大器后显示的图形位置比较，其dB差值既是。

注意，基扫线位置不动、Y增益和倍率不动。

3.2.3中心频率和频率范围由频标直接读出。

实验一单调谐高频小信号放大电路一、预习内容1．单调谐高频小信号放大电路工作原理。

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．了解LC并联谐振回路的中心频率f o、品质因数Q L的计算方法。

二、目的要求1．熟悉电子元件和高频电路实验箱。

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。

三、实验仪器高频电路实验箱（G1实验板）、高频信号发生器、扫频仪、示波器、万用电表。

四、实验内容实验电路在图1图1-1单调谐高频小信号放大电路原理图1．正确连接实验电路，将R1、R2元件参数在图上标明。

分别接入1kΩ、500kΩ、2kΩ电阻到Re位置，用万用表量出放大器静态工作点电压，填入表1-1。

表1-1Re放大器静态工作点电压根据V CE判断晶体管是否工作在放大区V B V E V CE计算I E2kΩ1kΩ500kΩ2．取Re=1kΩ，让晶体管保持在放大区工作，进行放大器动态研究。

（1）调试并联谐振回路的中心频率到10.7MHz。

将高频信号发生器的输出端接到放大器的输入端，调整V ip-p的峰峰值为300 mV，R L悬空，放大器的输出端接到示波器。

调整信号发生器的频率到10.7MHz，反复调试CT，使输出信号达最大，记录此时最大输出电压峰峰值V omax。

（2）在谐振点上，测量放大器的动态范围。

调节Vip-p由50mV~800mV，逐点测量输出电压的大小，并填入表1-2。

另外，在做图纸上画出Vip-p=300mV时的输出电压V op-p(V)波形（要求时间轴对齐）。

表1-2R L=75ΩR=10kΩV ip-p(mV)50 100 180 300 500 600 800V op-p(V)Au=V o/V i保持回路谐振在10.7MHz上。

将扫频仪的射频输出端接到电路输入端，电路输出接到扫频仪输入端。

观察并绘制出回路谐振曲线。

（4）测量放大器的频率特性。

回路谐振在10.7MHz上。

选（用于展宽通频带的回路电阻）R=10kΩ，保持高频信号发生器输出信号幅度在180mV不变。

调节信号频率在10.7MHz两边逐点变动，测量不同频率时电路输出电压的大小，并填入表1-3中。

(5)改变回路电阻R分别为2kΩ和470Ω，重复（4）测量步骤，并填入表1-3中。

表1-3 （输入信号V ip-p=180mV）f(MHz)7 8.5 9.7 10.7 12 14 16V op-p (V) R=10kΩR=2kΩR=470ΩR=2K时计算电压增益A U（A U=V o/V i）五、实验报告1．列出本实验所用仪器设备名称，画出实验电路，写出实验目的。

2．画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，并与实验数据比较。

3．真实记录并画出实验（4）不同输入时输出波形。

4．分析整理实验数据，确认所有实验电路元件参数值，根据扫频仪测试绘出电压增益AU--f（幅频）特性曲线。

实验二高频功率放大器（丙类）一、预习内容复习谐振功率放大器的基本工作原理，分析实验电路中各元器件作用。

二、目的要求1．了解丙类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Vcc与集电极负载对功率放大器输出功率和效率的影响。

三、实验仪器高频电路实验箱（G2实验板）、高频信号发生器、扫频仪、示波器、万用电表、毫伏表。

四、实验内容1．按丙类功放图2-1正确连接+12V电源，并将C、D两端短接，利用扫频仪调好回路谐振频率，逐级调整CT值，使回路谐振在6.5MHz频率上。

图2-1 高频谐振功率放大器实验电路图2．静态工作点测量。

用万用表直流挡测量各级三极管的静态电压，计算各级电流值，并记录到表2-1中。

电源电压*）之间的关系。

3．输出功率与负载、输入信号、（以及不同的VCC（1）用示波器调整并监视高频信号发生器的输出电压，将电路中C、D两端用导线连接。

按照表2-2给出的实验条件，测量实验电路的输入、输出电压峰-峰值，记录在表2-2中。

表中，V i2是晶体管V2的输入信号（A点），V i3则是V3的输入信号（B点），参见图2-1。

将万用表打到直流电流挡，将表笔接到电路C 、D 两端，读出Ico 值。

表2-1V CC =12V 万 用 表 实 测 值（单位：V ）计算值(单位：mA)V B1 V E1 V CE1 V B2 V E2 V CE2 V B3 V E3 V CE3 I E1I E2I E3V i =0 C 、D 断开输入f i =6.5MHz V ip-p =100mV CD 短接,R L =120Ω表2-2V CC =12V ，实 测 值实测计算值V i2p-p V i3p-p V op-pIco I oP oP Vη输入信号f i = 6.5MHzV ip-p =120mV R L =51R L =75R L =120V ip-p =70mV R L =51R L =75R L =120f i = 8.5MHz V ip-p =120mV R L =75（2）见表2-2。

在f i = 6.5MHz 、V ip-p =120mV 、R L =120Ω条件下，用示波器逐点显示输入端IN 、A 点、B 点、M 点以及输出端OUT 的波形图，并在作图纸上画出（要求各波形的时间轴对齐）。