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1、通信电子电路 实验二 一、实验目的 1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理； 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。 二、实验内容 1、测量各放大器的电压增益； 2、测量放大器的通频带与矩形系数（选做）； 3、测试放大器的频率特性曲线（选做）。 三、实验仪器 1、BT-3扫频仪（选做） 一台 2、20MHz示波器 一台 3、数字式万用表 一块 4、调试工具 一套 四、实验基本原理 1、单级单调谐放大器 图11 单级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图11所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，
2、从TP10处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。 2、单级双调谐放大器 图12 单级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图12所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。 3、双级单调谐放大器 图13 双级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图13所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，
3、从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。 实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。 4、双级双调谐放大器 图14 双级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图14所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20
4、、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。 五、实验步骤 1、计算选频回路的谐振频率范围 若谐振回路的电感量L=1.8uH2.4uH，回路总电容C=105 pF125pF（分布电容包括在内），根据公式f0?1 2?LC计算谐振回路谐振频率f0的范围。 2、单级单调谐放大器 （1）连接实验电路 在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。TP9接地，TP8接TP10。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K5向右拨。若正
5、确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。 （2）静态工作点调节 K5向左拨（即关闭电路电源），TP5接地，然后K5向右拨。用万用表测三极管Q2发射极对地的直流电压，调节W3使此电压为5V。 说明：本实验箱的所有实验，改接线的操作均要在断电的情况下进行，以后关于断电改接线的操作步骤不再重复说明。 （3）测量放大器电压增益 去掉TP5与地的连线，由正弦波振荡器模块或高频信号源提供输入信号Vi。 1）输入信号Vi由正弦波振荡器模块提供，参考实验九产生10.7MHz的正弦波信号Vi，操作步骤如下： 在主板上正确插好正弦波振荡器模块，该模块开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨， K2、K3、K5
6、、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，检查连线正确无误后，开关K1向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED1亮。 用示波器在正弦波振荡器模块的TP5处测量，输出信号应为正弦波，频率为10.7MHz。调节该模块的W2可改变TT1处信号的幅度（注意W2不要调到两个最底端）。此信号即为 本实验的输入信号Vi，从TP5处引出。 正弦波振荡器模块的TP5接小信号放大器模块的TP5，调节正弦波振荡器模块的W2使小信号放大器模块TP5处信号Vi的峰峰值Vip-p为400mV左右。 用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节小信号放大器模块的T
7、2、CC2，适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表11。 2）输入信号Vi由高频信号源提供，参考高频信号源的使用方法，用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV的正弦信号，将此信号输入到小信号放大器模块的TP5。 用示波器在小信号放大器模块的TP10处观察，调节小信号放大器模块的T2、CC2，适当调节该模块的W3，使TP10处信号Vo的峰峰值Vop-p最大不失真。记录各数据，填表11。 表11 用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV的正弦信号： 输入信号： 正弦信号有衰减，峰峰值约150mV 输出信号： 峰峰值约
8、250mV 实验八 三点式LC振荡器及压控振荡器 一、实验目的 1、掌握三点式LC振荡器的基本原理； 2、掌握反馈系数对起振和波形的影响； 3、掌握压控振荡器的工作原理； 4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。 二、实验内容 1、测量振荡器的频率变化范围； 2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响； 3、观察温度变化对振荡器频率稳定度的影响(选做)。 三、实验仪器 1、20MHz示波器 一台 2、数字式万用表 一块 3、调试工具 一套 四、实验原理 1、三点式LC振荡器 三点式LC振荡器的实验原理图如图81所示。 图 81 三点式LC振荡器实验原理图 图中，T2为可调电感，Q1组成振荡
9、器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C，则振荡器的反馈系数FC6/ C。 反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶体管的输入电阻也反映到LC回路两端。F大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在0.010.5之间。 同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C，直接利用
10、晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图82所示。 C6 图82 三点式LC振荡器交流等效电路图 图82中，C5=33pF，由于C6和C均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为： C0?C5?C4 （81） 则振荡器的频率f0可近似为： f0? 2） 12?2C0?12?2(C5?C4) （8 调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也
11、会变化。 本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除石英晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会有波形输出或输出信号幅度较小。若想利用LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。 2、压控振荡器 压控振荡器的实验原理图如图83所示。 C1 图83 压控振荡器实验原理图 Q1、Q2、Q3的作用与三点式LC振荡器相同，TP2和TP3是为自动
12、频率控制实验二次开发留出的接口，在做压控振荡器实验的时候，连接TP2与TP3。TP1是为实验二十一（变容二极管调频）留出的调制信号输入接口，C1、L1为调制信号耦合隔离电路，压控振荡器实验不涉及此部分电路。 R2、R3、W1为变容二极管D1提供直流反偏压VD。C2、C3为变容二极管的接入电容(C2=5pF，C310pF)，设C2、C3的组合电容为CN，C7、C8、C40的组合电容为CM，忽略三极管输入输出电容的影响，则压控振荡器的交流等效电路如图84所示。图中，C5=33pF，由于C6和CM均比C5大的多，则回路总电容C0可近似为： C0?C5?C4? 3） CNCjCN?Cj （8 则振荡器
13、的频率f0可近似为： f0? 4） 12?2C0 （8 由图83可得，变容二极管的接入系数P为： P? 5） CN （8 CN?CjQ 其中，CjQ是直流反偏压为VD时变容二极管的容量。调节W1，则VD变化，CjQ也变化。由式85可知，CN越大，变容二极管的接入系数P也越大，单位直流反偏压变化所引起的频偏也越大。但为了减小高频电压对D1的作用和中心频率的漂移，常将CN取的较小。 CNCj C6 图84 压控振荡器的交流等效电路图 五、实验步骤 1、三点式LC振荡器 （1）连接实验电路 在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向
14、下拨，K5、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板12V接模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。 （2）测量LC振荡器的频率变化范围 用示波器在三极管Q2的发射极（军品插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率f0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表81。 表81 f0 f0 最大值为13.92MHZ时： （3）观察反馈系数对输出信号的影响 用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号Vo的波形，调节T2，使Vo的频率f1为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动
15、方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p、振荡器频率的变化情况，填表82。 表82 调试时，先使反馈系数F=1/2，调节T2使Q2发射极处信号的频率为10.7MHz左右，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值。然后，不再调节T2，改变反馈系数的大小，记录Q2发射极处信号的频率和峰峰值，直至F=1/2、F=1/3、F=1/5、F=1/10的情况都做完。 F=1/2 Vop-p（V）：1.08V 振荡器频率（MHz）：10.7MHz F=1/3 Vop-p（V）：0.72V 振荡器频率（MHz）：11.15MHz F=1/5 Vop-p（V）：0.6V 振荡器频率（MHz）：10.76MHz F=1/10 Vop-p（V）：0.3V 振荡器频率（MHz）：10.68MHz