高频电子线路实验指导书（电信05）2007年12月信息科学与技术学院
高频电子线路 实验指导书 （电信 05） 2007 年 12 月 信息科学与技术学院
目录高频电子实验箱总体介绍实验一高频小信号调谐放大器实验二谐振功率放大器·13实验三正弦波振荡器22实验四集电极调幅与大信号检波...30实验五二极管开关混频器实验·37.实验六变容二极管调频·43
目 录 高频电子实验箱总体介绍 ·········································································1 实验一 高频小信号调谐放大器································································4 实验二 谐振功率放大器 ·······································································13 实验三 正弦波振荡器 ··········································································22 实验四 集电极调幅与大信号检波 ··························································30 实验五 二极管开关混频器实验······························································37 实验六 变容二极管调频 ·······································································43
高频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、-12V，共直流地；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15MHz，信号幅度Vp-p=100mV～5V的信号。参看电路原理图G11（原理图中的CG10用于校正显示频率的准确度，WG1用于调节测量的阈门时间，这两个元件均在PCB板的另一面）。使用的方法是：KG1是频率计的开关，在使用时首先要按下该开关；当测低于100KHz的信号时连接JG3、JG4（此时JG2应为断开状态）。当测高于100KHz的信号时连接JG2（此时JG3、JG4应为断开状态，一般情况下都接JG2）。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（ING1）相连，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Hz（如显示10.7000-6时，则频率为10.7MHz）。本频率计的精度为：若信号为MHz级，显示精度为百赫兹。若信号为KHz和Hz级则显示精度为赫兹。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500Hz～2KHz信号；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20KHz～100KHz信号（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WD5用于调节输出方波信号的占空比：WD3、WD4的作用是：在输出正弦波信1
1 高频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、-12V， 共直流地；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 15MHz，信号幅度 Vp-p=100mV～5V 的信号。参看电路原理图 G11（原理图中的 CG10 用于校 正显示频率的准确度，WG1 用于调节测量的阈门时间，这两个元件均在 PCB 板的另一面）。 使用的方法是：KG1 是频率计的开关，在使用时首先要按下该开关；当测低于 100KHz 的信号时连接 JG3、JG4（此时 JG2 应为断开状态）。当测高于 100KHz 的信号时连接 JG2（此 时 JG3、JG4 应为断开状态，一般情况下都接 JG2）。 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 （ING1）相连，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Hz（如显示10.7000-6时，则频率为10.7MHz）。 本频率计的精度为：若信号为 MHz 级，显示精度为百赫兹。若信号为 KHz 和 Hz 级则显 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 500Hz～2KHz 信号；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 20KHz～100KHz 信号（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 WD5 用于调节输出方波信号的占空比；WD3、WD4 的作用是：在输出正弦波信
号时，通过调节WD3、WD4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PCB板的另一面。原理图上的WD6用来调节输出信号频率的大小：WD1用于调节方波或者三角波的幅度：WD2用于调节正弦波信号的幅度。在使用时，首先要按下开关KD1。当需输出500Hz～2KHz的信号时，参照原理图G8，连接好JD1、JD4（此时JD2、JD3应断开）则从TTD1处输出50OHz一2KHz的正弦波：断开JD4，连上JD3，则从TTD2处输出500Hz一2KHz的方波，根据实验的需要用示波器观察，通过调节WD1、WD2获得需要信号的大小，WD1调节方波的大大小，WD2调节正弦波的大小：用频率计测量，通过调节WD6获得需要信号的频率。当需输出20KHz～100KHz的信号时，参考原理图G8，连接好JD2、JD4（此时JD1、JD3应断开）。则从TTD1处输出20KHz～100KHz的正弦波，根据实验的需要用示波器观察，通过调节WD2获得需要信号的大小：用频率计测量，通过调节WD6获得需要信号的频率。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10.7MHz的载波信号和约10.7MHz的调频信号（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FM锁相解调单元，其中调频信号的频率通过调电容CCF1可以微调，CCF1在电路板背面。晶体振荡输出载波峰峰值不低于1.5V。LC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KF1。当需要输出载波信号时，连接JF1（此时JF2、JF3、JF4应断开），则10.7MHz的信号由TTF1处输出，WF1用于调节输出信号的大小。当需要输出10.7MHz的调频信号时，连接JF2、JF3、JF4（此时JF1断开；若信号偏离了10.7MHz，则可调节可调电容CC401使之为10.7MHz，同时使低频信号源处于输出1KHz正弦波的状态，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10.7MHz的调制信号由TTF1处输出，WF1用于调节输出信号的大小：低频信号源处的WD2用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）实验一一一高频小信号调谐放大器（2）实验十一一调频接收机设计（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）实验二一一环形混频器（2）实验四一一正弦波振荡器3、集电极调幅与大信号检波模块：（1）实验五一一集电极调幅与大信号检波4、发射模块：（1）实验三一一高频功率放大器2
2 号时，通过调节 WD3、WD4 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 PCB 板的另一面。 原理图上的 WD6 用来调节输出信号频率的大小；WD1 用于调节方波或者三角波的幅度； WD2 用于调节正弦波信号的幅度。 在使用时，首先要按下开关 KD1。当需输出 500Hz～2KHz 的信号时，参照原理图 G8，连 接好 JD1、JD4(此时 JD2、JD3 应断开)则从 TTD1 处输出 500Hz—2KHz 的正弦波；断开 JD4， 连上 JD3，则从 TTD2 处输出 500Hz—2KHz 的方波，根据实验的需要用示波器观察，通过调 节 WD1、WD2 获得需要信号的大小，WD1 调节方波的大大小，WD2 调节正弦波的大小；用频率 计测量，通过调节 WD6 获得需要信号的频率。 当需输出 20KHz～100KHz 的信号时，参考原理图 G8，连接好 JD2、JD4(此时 JD1、JD3 应断开)。则从 TTD1 处输出 20KHz～100KHz 的正弦波，根据实验的需要用示波器观察，通过 调节 WD2 获得需要信号的大小；用频率计测量，通过调节 WD6 获得需要信号的频率。 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 10.7MHz 的载波信号和约 10.7MHz 的调频信号（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 FM 锁相解调单元，其中调频信号的频率通过调电容 CCF1 可以微调，CCF1 在电路板背面。 晶体振荡输出载波峰峰值不低于 1.5V。LC 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 KF1。 当需要输出载波信号时，连接 JF1（此时 JF2、JF3、JF4 应断开），则 10.7MHz 的信号 由 TTF1 处输出，WF1 用于调节输出信号的大小。 当需要输出 10.7MHz 的调频信号时，连接 JF2、JF3、JF4（此时 JF1 断开；若信号偏离 了 10.7MHz，则可调节可调电容 CC401 使之为 10.7MHz，同时使低频信号源处于输出 1KHz 正弦波的状态，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 10.7MHz 的调制信号由 TTF1 处输出， WF1 用于调节输出信号的大小；低频信号源处的 WD2 用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 （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）实验六一一变容二极管调频（3）实验九一一小功率调频发射机设计5、锁相环应用模块：（1）实验八一一模拟锁相环的应用（PLL倍频、PLL解调）乘法器模块：（2）实验七一一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：也可挂接自已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。3
3 （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（PLL 倍频、PLL 解调） 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