《高频电子线路实验指导书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电子线路实验指导书.doc（91页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、555555前 言高频电子技术是通讯和无线电技术的重要专业基础课，它涉及到许多专业理论知识和实践知识。伴随着无线电通讯的进程，高频电子技术的发展，已有百余年的历史,传统的高频技术主要由信号发生（正弦信号发生，非正弦信号发生，波形变换、载波发生）、信号调制（调幅、调频）、信号发送和接收（选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频）等组成。为了配合现代“高频电子技术”教学的需要，我企业设计了THKGPZ-1A型高频电子线路实验教学系统实验箱，实验箱共包含十个实验单元模块：单元选频电路模块；小信号选频放大模块；正弦波振荡及VCO模块；AM调制及检波模块；FM鉴频模块一；FM鉴频模块二；混频及变频模块；高频
2、功放模块；波形变换模块；综合实验模块。本实验系统的实验内容是根据高等教育出版社的高频电子线路一书而设计的。本实验箱共设置了二十四个实验：其中有十九个单元实验，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；五个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。此外，学生还可以根据我们所提供的单元电路自行设计系统实验。在电路的设计和选择上，具有以下特点：一、 尽量采用原理性突出的典型电路，便于结合理论知识、进行学习和分析。二、载波工作频率采用几兆赫到十几兆赫，易于制作工艺和调试。三、采用分列元件，集成电路及专用集成电路相结合的原则，既便于学生深入掌握电路的基本工作
3、原理，又能及时了解现代无线电通讯技术的新技术。四、电路中采用了变容二极管调频和石英晶体滤波器以及陶瓷滤波器等固态器件，便于学生了解新型器件的性能和调测方法。五、各个实验单元电路既自成完整系统，又便于互联成一个较大的系统进行联试、联调，以增加学习的综合性、系统性和趣味性。六、为了使学生较全面地掌握一些基本电路。我们在实验电路编排上尽量介绍一些具有相同功能的不同电路。例如，安排了多种振荡电路、多种鉴频电路、多种混频电路、多种波形变换电路以及多种选频回路。七、采用活动模板，便于置换和扩充新的实验项目，二路电源采用内置式的开关电源；电路的联接采用铜柱压接。八、为减少用户的仪器配备，实验箱配置了内置高讯
4、仪（载波、调频、调幅），低讯仪，频率计。实验需要外置的仪器有：1）050MHz扫频仪（如BT5型，可选用）2）40MHz（或20MHz）双踪示波器（如protek 6504型）在编写THKGPZ-1A型高频电子线路实验教学系统实验指导书过程中，我们尽量采用重点突出，简明扼要的表达方式，突出基本原理和实验过程。由于水平有限，书中难免存在一些不足和错误，请使用本指导书的师生指正。2006年1月实验注意事项1本实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。2每次安装实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。3安装实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四角的螺孔和母板上的铜支柱对齐，然
5、后用黑色接线柱固定。确保四个接线柱要拧紧，以免造成实验模块与电源或者地接触不良。经仔细查后方可通电实验。4各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。5请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。6各模块中的3362电位器（蓝色正方形封装）是出厂前调试使用的。出厂后的各实验模块功能已调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成影响。7在关闭各模块电源之后，方可进行连线。连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放，检查无误后方可通电实验。拆线时若遇到连线与孔连接过紧的情况，应用手捏住线端的金属外壳轻轻摇
6、晃，直至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。8. 实验前，应首先熟悉实验模块的电路原理以及内置仪器的性能和使用方法。9按动开关或转动电位器以及调节电感线圈磁芯时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。10做综合实验时，应通过联调确保各部分电路处于最佳工作状态。目 录高频电子实验箱介绍4实验一高频小信号调谐放大器实验8实验二集成选频放大器13实验三二极管的双平衡混频器16实验四模拟乘法混频实验19实验五三极管变频电路22实验六三点式正弦波正弦振荡器25实验七晶体振荡器与压控振荡器27实验八非线性丙类功率放大器实验29实验九线性宽带功率放大器实验36实验十集电极调幅实验39实验十一模拟乘法器调幅（A
7、M、DSB、SSB）实验42实验十二包络检波及同步检波实验46实验十三变容二极管调频实验51实验十四正交鉴频及锁相鉴频实验55实验十五模拟锁相环实验59实验十六自动增益控制（AGC）64实验十七中波调幅发射机组装及调试67实验十八超外差中波调幅接收机组装及调试68实验十九锁相频率合成器组装及调试69实验二十半双工调频无线对讲机组装及调试71选做实验一斜率鉴频及脉冲计数及鉴频73选做实验二波形变换实验77选做实验三常用低通带通滤波器特性实验82选做实验四串并联谐振回路特性实验85附录仪器介绍90高频电子线路实验箱简介THKGPZ-1A型一、产品组成该产品由3种实验仪器、10个实验模块及实验箱体（
8、含电源）组成。1实验仪器及主要指标如下： 1)频率计：频率测量范围：20Hz99MHz输入电平范围：100V5V测量误差：510-51个字 输入阻抗：1M/40F2)高频信号源：输出频率范围：400KHz45MHz（连续可调）频率稳定度：10E4输出波形：正弦波输出幅度：1Vp-p输出阻抗：753)低频信号源：输出频率范围：200Hz20KHz（连续可调）频率稳定度：10E4输出波形：正弦波、方波、三角波输出幅度：5Vp-p输出阻抗：1002实验模块及电路组成如下：1）模块1：单元选频电路模块该模块属于选件，非基本模块包含LC并联谐振回路、LC串联谐振回路、集总参数LC低通滤波器、陶瓷滤波器、
9、石英晶体滤波器等五种选频回路。2）模块2：小信号选频放大模块包含单调谐放大电路、电容耦合双调谐放大电路、集成选频放大电路、自动增益控制电路（AGC）等四种电路。3）模块3：正弦波振荡及VCO模块包含LC振荡电路、石英晶体振荡电路、压控LC振荡电路等三种电路。4）模块4：AM调制及检波模块包含模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）电路、二极管峰值包络检波电路、三极管小信号包络检波电路、模拟乘法器同步检波电路等四种电路。5）模块5：FM鉴频模块一包含正交鉴频（乘积型相位鉴频）电路、锁相鉴频电路、基本锁相环路等三种电路。6）模块6：FM鉴频模块二该模块属于选件，非基本模块包含双失谐回路斜率鉴频电路、
10、脉冲计数式鉴频电路等两种电路。7）模块7：混频及变频模块包含二极管双平衡混频电路、模拟乘法器混频电路、三极管变频电路等三种电路。8）模块8：高频功放模块包含非线性丙类功放电路、线性宽带功放电路、集成线性宽带功放电路、集电极调幅电路等四种电路。9）模块9：波形变换模块该模块属于选件，非基本模块包含限幅电路、直流电平移动电路、任意波变方波电路、方波变脉冲电路、方波变三角波电路、脉冲波变锯齿波电路、三角波变正弦波电路等七种电路。10）模块10：综合实验模块包含话筒及音乐片放大电路、音频功放电路、天线及半双工电路、分频器电路等四种电路。二、产品主要特点1采用模块化设计，使用者可以根据需要选择模块，既可
11、节约经费又方便今后升级。2产品集成了多种高频电路设计及调试所必备的仪器，既可使学生在做实验时观察实验现象、调整电路时更加全面、更加有效，同时又可为学生在进行高频电路设计调试时提供工具。3实验箱各模块有良好的系统性，除单元选频电路模块及波形变换模块外，其余八个模块可组合成四种典型系统：（1）中波调幅发发射机（535KHz1605KHz）。（2）超外差中波调幅接收机（535KHz1605KHz，中频465KHz）。（3）半双工调频无线对讲机（10MHz15MHz，中频4.5MHz，信道间隔200KHz）。（4）锁相频率合成器（频率步进40KHz4MHz可变）。4实验内容非常丰富，单元实验包含了高频
12、电子线路课程的大部分知识点，并有丰富的、有一定复杂性的综合实验。5电路板采用贴片工艺制造，高频特性良好，性能稳定可靠。三、实验内容1小信号调谐（单、双调谐）放大器实验（模块2）2集成选频放大器实验（模块2）3二极管双平衡混频器实验（模块7）4模拟乘法器混频实验（模块7）5三极管变频实验（模块7）6三点式正弦波振荡器（LC、晶体）实验（模块3）7压控振荡器实验（模块3）8非线性丙类功率放大器实验（模块8）9线性宽带功率放大器实验（模块8）10集电极调幅实验（模块8）11模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）实验（模块4）12包络检波及同步检波实验（模块4）13变容二极管调频实验（模块3）14正交
13、鉴频及锁相鉴频实验（模块5）15模拟锁相环实验（模块5）16自动增益控制（AGC）实验（模块2）17中波调幅发射机组装及调试实验（模块4、8、10）18超外差中波调幅接收机组装实验及调试实验（模块2、4、7、10）19锁相频率合成器组装及调试实验（模块5、10）20半双工调频无线对讲机组装及调试实验（模块2、3、5、7、8、10）21斜率鉴频及脉冲计数式鉴频实验（选件模块6，属选做实验）22波形变换实验（选件模块9，属选做实验）23常用低通、带通滤波器特性实验（选件模块1，属选做实验）24LC串、并联谐振回路特性实验（选件模块1，属选做实验）四、需另配设备1实验桌220M双踪示波器（数字或模拟
14、）3万用表（数字或模拟）附：产品布局简图及综合实验方框图附一：产品布局简图附二：综合实验方框图1 自动增益控制2 中波调幅发射机3 超外差中波调幅接收机4 锁相频率合成器5半双工调频无线对讲机实验一高频小信号调谐放大器实验一、实验目的1掌握小信号调谐放大器的基本工作原理。2掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。3了解高频小信号放大器动态范围的测试方法。二、实验原理图1-1（a） 单调谐小信号放大 图1-1（b） 双调谐小信号放大（一）单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1（）所示。该电路由晶体管
15、、选频回路二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率。基极偏置电阻、和射极电阻决定晶体管的静态工作点。可变电阻改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率，谐振电压放大倍数，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数来表示）等。放大器各项性能指标及测量方法如下：1谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率，对于图1.1（）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），的表达式为式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；C为调谐回路的总电容，C的表达式为式中，为晶体管的输出
16、电容；为晶体管的输入电容；为初级线圈抽头系数；为次级线圈抽头系数。谐振频率的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点。2电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数称为调谐放大器的电压放大倍数。的表达式为式中，为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是本身也是一个复数，所以谐振时输出电压与输入电压相位差不是而是为。的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1（）中输出信号及输入信号的大小，则电压放大倍数由下式计算：或3通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大
17、倍数下降，习惯上称电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为BW式中，为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数与通频带BW的关系为上式说明，当晶体管选定即确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。图1-2 谐振曲线通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率及电压放大倍数然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压
18、不变），并测出对应的电压放大倍数。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。可得：通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽。同时又能提高放大器的电压增益，除了选用较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。4选择性矩形系数调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数时来表示，如图1-2所示的谐振曲线，矩形系数为电压放大倍数下降到0.1时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707时对应的频率偏移之比，即上式表明，矩形系数越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选
19、择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差（矩形系数远大于1），为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数。（二）双调谐放大器双调谐放大器具有频带较宽、选择性较好的优点。双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路。其原理基本相同。1电压增益为2通频带3选择性矩形系数三、实验步骤（一）单调谐小信号放大器单元电路实验1根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的各测试点通讯可调器件（具体指出）。2按下面框图（图1-3）所示搭建好测试电路。图1-3 高频小信号调谐放大器测试连接框图注：图中符号表示高频连接
20、线3打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯。（以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤）4调整晶体管的静态工作点：在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻两端的电压（即 ）和两端的电压（即 ），调整可调电阻，使 ，记下此时的 、 ，并计算出此时的 。5按下信号源和频率计的电源开关，此时开关下方的工作指示灯点亮。6调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1”和“RF2”输出频率为12MHz的高频信号。将信号输入到2号板的J4口。在TH1处观察信号峰峰值约为50V。7调谐放大器的谐振回路使其谐振在
21、输入信号的频率点上：将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上。8测量电压增益在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在TH1和TH2分别观测输入和输出信号的幅度大小，则 即为输出信号与输入信号幅度之比。9测量放大器通频带对放大器通频带的测量有两种方式，其一是用频率特性测试仪（即扫频仪）直接测量；其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在
22、谐振频率附近变化（以20KHz或500KHz为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度一频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。10测量放大器的选择性描述放大器选择性的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用和来表示：式中，2为放大器的通频带；2和2分别为相对放大倍数下降至0.1和0.01处的带宽。用第9步中的方法，我们就可以测出2、2和2的大小，从而得到和的值注意：对高频电路而言，随着频率升高，电路分布参数的影响将越来越大，而我们在理论计算中是没有考虑到这些分布参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差。另外，为了使测试结果准确，应使仪器的接地
23、尽可能良好。（二）双调谐小信号放大器的测试方法和测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍作改动：其一是输入信号的频率改为465KHz（峰峰值200V）；其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能最终使谐振回路谐振在输入信号的频点上，具体方法是，按图1-3连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，首先调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试第二级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复第一级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到最大，这样，放大器就已经谐振到输入信号的频点上了。11同单调谐实验，做双调谐实验，并将两种调谐
24、电路进行比较。四、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。3计算直流工作点，与实验实测结果比较。4整理实验数据，并画出幅频特性。五、实验仪器1高频实验箱1台2双踪示波器1台3万用表1只4扫频仪（可选）1台实验二集成选频放大器一、实验目的1熟悉集成放大器的内部工作原理。2熟悉陶瓷滤波器的选频特性。3掌握自动增益控制电路（AGC）的基本工作原理。二、实验内容1测量集成选频放大器的增益。2测量集成选频放大器的通频带。3测量集成选频放大器的选择性。三、集成选频放大器基本原理1.集成选频放大器的原理图见下图图2-1 集成选频放大器电路原理图由上图可知，本实验中涉及到的集成选频放大
25、器是带AGC（自动增益控制）功能的选频放大器，放大IC用的是Motorola公司的MC1350。2MC1350放大器的工作原理图2-2为MC1350单片集成放大器的电原理图。这个电路是双端输入、双端输出的全差动式电路，其主要用于中频和视频放大。图2-2 MC1350内部电路图输入级为共射共基差分对，Q1和Q2组成共射差分对，Q3和Q6组成共基差分对。除了Q3和Q6的射极等效输入阻抗为Q1、Q2的集电极负载外，还有Q4、Q5的射极输入阻抗分别与Q3、Q6的射极输入阻抗并联，起着分流的作用。各个等效微变输入阻抗分别与该器件的偏流成反比。增益控制电压（直流电压）控制Q4、Q5的基极，以改变Q4、Q5
26、分别和Q3、Q6的工作点电流的相对大小，当增益控制电压增大时，Q4、Q5的工作点电流增大，射极等效输入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益减小。四、实验步骤1根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的各测试点及可调器件（具体指出）。2按下面框图(图2-3)所示搭建好测试电路。图2-3 集成选 频放大器测试连接框图注：图中符号表示高频连接线。3打开集成选频放大器的电源开关4测量电压增益将4.5M左右的高频小信号从J2输入（V），调节W1使J3输出幅度最大，用示波器分别观测输入和输出信号的幅度大小，则即为输出信号与输入信号幅度之比。5测量放大器通频带对放大器通频带的测量有两种方
27、式：其一是用频率特性测试仪（即扫频仪）直接测量。其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在4.5MHz左右变化，并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度频率”坐标上标示出放大器的通频带特性。6测量放大器的选择性描述放大器选择性的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用和来表示：式中，为放大器的通频带；2 和2分别为相对放大倍数下降至0.1和0.01处的带宽。用第5步中的方法，我们就可以测出2、2和2的大小，从而得到和的值。五、实验报告要求1写明实验目
28、的。2计算集成选频放大器的增益。3计算集成选频放大器的通频带。4整理实验数据，并画出幅频特性。六、实验仪器1高频实验箱1台2双踪示波器1台3万用表1只4扫频仪（可选）1台实验三二极管的双平衡混频器一、实验目的1掌握二极管的双平衡混频器频率变换的物理过程。2掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压和工作电流对中频输出电压大小的影响。3掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。4比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。二、实验内容1研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。2研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。三、实验原理与电路1二极管双平衡混频
29、原理图3-1 二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器的电路图示见图3-1。图中为输入信号电压，为本机振荡电压。在负载电阻上产生差频与和频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出），即可取得所需的混频频率。二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。图3-1中的变压器一般为传输线变压器。二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为当加到二极管两端的电压v为输入信号和本振电压之和时，项产生差频与和频。其它项产生不需要的频率分量。由于上式中的阶次越高，系数越小
30、。因此，对差频与和频构成干扰最严重的是的一次方项（因其系数比项大一倍）产生的输入信号频率分量和本振频率分量。用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。双平衡混频器的输出仅包含（）（为奇数）的组合频率分量，而抵消了、以及为偶数（）众多组合频率分量。(a) (b)图3-2 双平衡混频器拆开成两个单平衡混频器下面我们直观的从物理方面简要说明双平衡混频器的工作原理及其对频率为及的抑制作用。我们将图3-1所示的双平衡混频器拆开成图3-2（）和（）所示的两个单平衡混频器。实际电路中，本振信号大于输入信号。可以近似认为，二极管的导通与否，完全取决于的极性。当上端为正时
31、，二极管地D3和D4导通，D1和D2截止，也就是说，图3-2（）表示单平衡混频器工作，（）表示单平衡混频器不工作。若下端为正时，则两个单平衡混频器的工作情况对调过来。由图3-2（）和（）可以看出，单独作用在上所产生的分量，相互抵消，故上无分量。由产生的分量在上正下负期间，经D3产生的分量和经D4产生的分量在上均是自上经下。即使在一个周期内，也是互相抵消的。但是的大小变化控制二极管电流的大小，从而控制其等效电阻，因此在瞬时值不同情况下所产生的电流大小不同，正是通过这一非线性特性产生相乘效应，出现差频与和频。2电路说明如图3-3所示是四只性能一致的二极管组成环路，具有本振信号输入J2和射频信号输输
32、入J5，它们都通过变压器将单端输入变为平衡输入并进行阻抗变换，TP6为中频输出口，是不平衡输出。在工作时，要求本振信号。使4只二极管按照其周期处于开关工作状态，可以证明，在负载的两端输出电压（可在TP6处测量）将会有本振信号的奇次谐波（含基波）与信号频率的组合分量，即（为奇数），通过带通滤波器可以取出所需频率分量（或）。由于4只二极管完全对称，所以分别处于两个对角上的本振电压和射频信号不会互相影响，有很好的隔离性；此外，这种混频器输出频谱较纯净，噪声低，工作频带宽，动态范围大，工作频率高，工作频带宽，动态范围大，缺点是高频增益小于1。J5：本振信号输入端（TH2为其测试口）J2：射频信号输入端
33、（TH1为其测试口）TP6：混频输出测试口。：带通滤波器，取出和频分量：组成调谐放大器，将混频输出的和频信号进行放大，以弥补无源混频器的损耗（R8为偏置电阻）。图3-3 二极管双平衡混频四、实验步骤1熟悉实验板上各元件的位置及作用；2将、左右（由3号板提供）的射频电压加到J5端，将（由高频信号源提供）、左右的本振信号加到J2端（可分别在TH2与TH1处测其电压）。3用示波器观察TH3的波形。4用示波器观察TH4输出波形。5用频谱仪观察输出频谱。6用频率计测量混频前后波形的频率。7调节本振信号电压与输入信号电压相近，重做步骤36。五、实验报告要求1写出实验目的和任务。2计算MIX1混频增益。六、
34、实验仪器1高频实验箱1台2双踪示波器1台3频谱仪1台实验四模拟乘法混频一、实验目的1了解集成混频器的工作原理。2了解混频器中的寄生干扰。二、实验内容1研究平衡混频器的频率变换过程。2研究平衡混频器输出中频电压与输入本振电压的关系。3研究平衡混频器输出中频电压与输入信号电压的关系。4研究镜象干扰。三、实验原理及实验电路说明在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考频
35、率通常称为本机振荡频率。本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。当本机振荡由单独信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号，并与输入信号经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。图4-1 相乘混频方框图图4-2混频前后的频谱图图4-1所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，则输出差频信号。图4-2为信
36、号经混频前后的频谱图。我们设信号是：载波频率为的普通调幅波。本机振荡频率为。设输入信号为，本机振荡信号为由相乘混频的框图可得输出电压式中定义混频增益为中频电压幅度与高频电压之比，就有图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。图4-3 MC1496构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用12V，8V供电。(820)、(820)组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。本实验中输入信号频率为，本振频率。为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压和本振电压外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们
37、之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出极产生干涉，影响输入信号的接收。干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。四、实验步骤1打开电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。2用实验的信号源做本振信号，将频率（幅度 左右）的本振信号从J8处输入（本振输入处），在相乘混频器的输出端J9处用双踪示波器观察输出中频信号波形。3将频率（幅度 左右）的高频信号（由3号板提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变
38、化。4用示波器观察TH8和TH9处波形。5改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅度，并填入表4-1。VSP-P(mV)200300400ViP-P(mV)6改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅值，并填入表4-2。VLP-P(mV)200300400500600ViP-P(mV)7用频率计测量混频前后波形的频率。8镜象干涉频率的观测（需外接信号源代替号板）缓慢将高频信号发生器的输出频率从4.2MHz调至13.2MHz，用示波器的双路观测载波中频波形变化，并验证下列关系：镜象-载波=2中频9.混频的综合观察（需外接信号源代替号板）令外接信号源输出一个由1K音频
39、信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波，作为本实验的载波输入，本振信号不变，用示波器对比观察J9处的调制信号波形。五、实验报告要求1整理实验数据，填写表格4-1和4-2。2绘制步骤2、3、4、9中所观测到的波形图，并作分析。3在幅频坐标中绘出本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系，思考如何减小镜像干扰。4归纳并总结信号混频的过程。六、实验仪器1高频实验箱1台2双踪示波器1台实验五三极管变频一、实验目的1掌握晶体三极管变频器变频的物理过程。2了解本振电压和工作电流对中频输出电压大小的影响。3了解统调概念。二、实验内容1研究晶体管混频器的频率变换过程。2掌握如何调整中频频率。3学会调整频率范
40、围。三、实验原理及实验电路说明变频电路是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的外来信号同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。如果此器件本身既产生振荡电压又实现频率变换（变频），则称为自激式变频器或简称变频器。如果此非线性器件本身仅实现频率变换，本振信号由另外器件产生，则称为混频器。包括产生本振信号的器件在内的整个电路，称为他激式变频器。图5-1 变频原理方框图变频器的原理方框图如图5-1所示。变频器常用在超外差接收机中，功能是将载波为（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（
41、固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为5351605KHz的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。变频的用途十分广泛。除在各类超外差接收机中应用外，在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要采用变频器来进行频率变化及组合；在多路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，转发进行放大，取得足够的增益后，再利用变频器把中频变换为微波频率，转发至下一站。此外，在测量仪器中如外差频率计、微伏计等也都采用变频器。三极管变频电路图如图5-2所示。为变频管，作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率的电台信号（高频信号）变换成固定的465KHz的中频信号。、CC1等元件组成本机振荡电路，它的作用是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。由于对高频信号相当短路，的次级L的电感量又很小，为高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由、CC1控制，CC1是双联电容器图5-2 三极管变频的另一连
