高频实验一预习报告

西工大高频实验一预习报告

日期：2014.10.29

实验一、调幅发射系统实验

一、实验目的：图1为实验中的调幅发射系统结构图。通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC 三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。

图1 调幅发射系统结构图

二、预习内容：

1、给出完整的调幅发射系统结构图。

图1仅是实验中使用较简单的发射系统，思考并给出较完善的发射系统结构。

2、LC 三点式振荡器电路

信源 调幅

功率

放大 本振 信源 缓冲级 调幅 本振 滤波 功放

滤波

功放 滤波

图T3-1为LC三点式振荡器电路，熟悉电路，并论述其原理。思考并回答下列问题：

A、哪几个元件决定振荡频率？

电容5C3,电感5L2，可变电容5C4，变容二极管5D2

B、如何测量三极管5BG1的静态工作电流，如何调整5BG1的静态工作点。

测量5R8两端电压，Ic=Ie=U/R8,调节可变电阻5W2调节5BG1的静态工作点

C、三极管5BG2的作用，本振信号观测点应在哪里。

射极跟随器，充当缓冲级，本振信号观测点应在V5-1.

D、何为反馈系数，其在振荡电路中的物理意义是什么？

Kf=Uf/U0(反馈电压与输出电压的比)，振荡电路需要正反馈，振荡电路起振，平衡和稳定均与Kf有关。

E、变容管的特性与用途。

变容管属于反偏压二极管，在高频调谐中可做电容器使用

3、三极管幅度调制电路

图T5-4为三极管基极幅度调制电路，熟悉电路，并论述其原理。思考并回答下列问题：

原理：高频信号源作为载波信号输入到三极管7BG1的基极上，低频的调制信号一起加到基极上，7C1为高频旁路电容器，电容7C7为低频旁路电容器，由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用，集电极电流ic中含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，最后从V7-2处输出最大不失真的调幅波。

A、晶体管调幅电路有几种形式？基极调幅电路与集电极调幅电路的区别与特点是什么？基极调幅电路输入信号的特点是什么？

形式：基极调幅电路,集电极调幅电路和发射极调幅电路；

基极：工作在欠压状态集电极：工作在过压状态；

基极调幅电路输入信号的特点：效率低，所需调制信号功率较小，因而低频放大器比较简单。但是集电极效率比较低，不能充分利用直流电源的能量。

B、给出调幅波波形，何为调制系数，调制系数的意义是什么？

调制系数：调制系数指调制信号与载波信号幅度比，也称为调幅系数。

提高调制系数可提高信噪比、功率利用率，太大将造成调制信号失真。

C、7C10、7C2、7L1的作用是什么？

调节7C10，使三者构成LC并联谐振回路，选出最大不失真调幅波。

4、高频谐振功率放大电路

图T2-1为高频谐振功率放大电路，熟悉电路，并论述其原理。思考并回答下列问题：

原理：输入前级已调制信号到三极管6BG1放大信号，经过LC并联谐振网络匹配，滤波，再输入到三极管6BG2再次放大，再经过LC串联谐振网络滤波后从V6-3输出。

A、谐振放大电路有几种形式，比较其区别与特点，丙类功率放大电路输入信号的特点是什么？

甲类：导通角为θ=180°乙类：导通角为θ=90°甲乙类：导通角为θ>90°丙类：导通角为θ<90°丁类：导通角为θ=90°戊类：导通角为θ<90°

甲类、甲乙类或乙类功放：采用低电平调幅电路的系统，由于调制器输出信号为调幅波，其后的功率放大器必须是线性的；

丙类谐振功率放大器：利用选频网络作为负载回路的功率放大器，主要应用在无线电发射机中，其输入信号或是频率固定的简谐信号或是频谱宽度远小于载波频率的窄带信号。

丙类功率放大电路输入信号的特点：输入信号频带比较窄。若输入为等幅信号，工作于临界状态；若为非等幅信号，工作于欠压状态。

B、如何测量电流，使用电流表应注意什么。

再测电流前先不要将电流表接入电路，待电路中电流比较小（不超过60mA）时，将电流表接入电路。开始时，电流表电流很小，逐渐增大电流，到电流突然变化很大。

注意：电流表中电流总是不能超过60mA。

注意： 1.选择合适的量程；

2.红表笔流入，黑表笔流出；

3.电路电流比较小时,将电流表接入，待其慢慢增大

C、放大器的工作效率是如何定义的，如何测量？

η=Pv/P0 (Pv直流电源的功率，P0输出电源的功率)

Pv=VccIc0,P0=1/2IcmUom

D、放大器间如何连接，有哪些方式。

阻容耦合，直接耦合，磁耦合，光耦合

三、给出调幅发射系统调试步骤；

指出各单元电路的主要功能和指标，各项指标如何测量，给出测试方案，给出仪器与实验电路连接的测试结构图。

（一）LC三点式振荡器电路

1.振荡器反馈系数k fu对振荡器幅值U L的影响关系；

2.振荡管工作电流和振荡幅度的关系：Ic–U L

3.LC三点式振荡输出波形

实验步骤：

1）调节直流电源的电压为12V，最大输出电流0.3mA；

2）调电路的静态工作点，调节5W2，用万用表的电压档位测5R8两端电压，使电压表示数达到3V，即Ic1≈3mA；

3）用示波器观测V5—2处波形，拨动5K1从5C7至5C11选择不同电容值，分别调节可变电容5C4，并使得输出波形频率约为28MHz，记录此时波形的峰峰值到表1.1

中，当5K1拨到5C9使反馈系数K 0.4时，记录波形；

4）重新拨动5K1到5C9使反馈系数K 0.4，调节5W2改变静态工作点，使5R8两

端的电压分别为0.5V、1V、2V、3V、4V、5V时，用示波器测V5-1处波形，读出峰峰值Vpp,再用频率计数器测对应频率f0，分别记录填入表1-2；

（二）三极管幅度调制电路

1.I C值变化对调制系数m的影响关系：“IC -- m”；

2.三极管幅度调制电路（基极）输出波形。

实验步骤：

1）电路板已加12V的直流电压；

2. 调节电路的可变电阻7W1改变静态工作点，在7R3两端接上万用表，测其电压,直到电压表的示数达到0.1V左右;

3. 用函数发生器输出30MHz/0.1Vpp的正弦波接到7K1，输入高频载波；

4. 在V7-2处接入示波器，调节7C10，同时观察波形，直到看到最大不失真波形；

5. 从7K2输入信号为1kHz/0.1Vpp的调制信号，在V7-2得到并观察调幅波，记录此时调调幅波波形垂直方向上的最大长度Usm（A）和最小长度Usm(B)到表1-3中，计算调幅系数MA=【（A-B）/（A+B）】*100%。

6. 调节电路的可变电阻7W1改变静态工作点，使得7R3两端的电压分别为0.2v、0.3v、0.4v、0.5v，重复上述工作，记录当7R3端电压为0.3v时V7-1处的波形。

(三)高频谐振功率放大电路

1.输入激励信号与输出信号电流/电压之间的关系，输出功率与工作效率；

2.谐振功率放大器的负载特性： R L-- Uo

实验步骤：

1）电路板接直流电源12V，在6K2处加30MHz、500mv的正弦信号源，把万用表调到电流档接入电路。

2）在信号源处将幅度调到500mV，每次增加100mV，观察电流表示数，当电流突变到20mA 以上时（必须<=60mA），这时才可以调节波形；

3）将6K1打到50Ω档，调节6C5，用示波器观测V6-2的输出波形Ubm，使之达到最大不失真，记录波形的峰峰值Vpp到表1-4；

4）在调节6C13，用示波器测V6-3处的输出波形U0，使之达到最大不失真，记录此时波形峰峰值Vpp和电流表示数，完成表1-4；

5）调节输入波的幅度使Ubm保持在3-4V，调节6K1分别为50Ω、75Ω、100Ω、125Ω、150Ω时，用示波器测V6-3的Vpp,记录完成表1-5.

指出调幅发射系统的主要指标，给出调幅发射系统的调试方案与调试步骤

主要指标：三个电路的分别输出信号

步骤：直流电源接入总电路板，电路板5中5K1拨到开关5C9-171上，从电路板5的V5-1接口输出，之后接入电路板7高频载波输入端7K1，并从电路板7的7K2接入1KHz调制信号，从电路板7的信号输出端接入电路板6的6K2，拨动6K1连接50Ω的负载，输出调幅波。