非线性电路实验指导书1

非线性电路实验指导书1
非线性电路实验
指导书
重庆邮电大学移通学院电信系
电工电子技术实验室
目录
实验一 LC与晶体振荡器实验 ????????????????????????1 实验二幅度调制与解调实验 ????????????????????????4 实验三非线性波形变换实
验 ????????????????????????7 实验四变容二极管调频器及相位鉴频器实验?????????????????10 实验五数字锁相环实验??????????????????????????13 实验六锁相调频与鉴频实验????????????????????????15 实验七函数信号发生实验?????????????????????????18 实验八锁相环与锁相式频率合成器实验???????????????????21 实验九数字调频与解调实验????????????????????????24 实验十数字信号发生实验?????????????????????????27
非线性电路实验指导书
实验一 LC与晶体振荡器实验
一、实验目的
1、了解LC振荡器和晶体振荡器的基本电路组成结构及其工作原理。

2、了解两振荡电路的动态工作点，了解工作点对振荡器的影响。

3、 LC振荡器和晶体振荡器分别所输出波形的频率相关那些器件参数。

二、实验预习要求
实验前，预习相关教材：“正弦波振荡器”等有关章节的内容。

三、实验原理说明
三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。

1、起振条件
1）相位平衡条件：Xce和Xbe必须为同性质的电抗，Xcb必须为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系： 2）幅度起振条件：
Xc??(Xbe?Xce) 即
|XL|??|XC| ， ?o?1LCbXbe+Vf_XcbceXce+Vo_qm?Fu *qie?1(qoe?q'L)Au式中：qm――晶体管的跨导，FU――反馈系数，AU――放大器的增益，qoe――晶体管的输出电导，q'L――晶体管的等效负载电导， FU一般在0.1~0.5之间取值。

qie――晶体管的输入电导，图1-1、三点式振荡器
2、并联改进型电容反馈三点式电路――西勒振荡器
电路如图1-2所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。

西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。

本实验箱所提供的LC振荡器就是西勒振荡器。

EccbeL1C2C1C3bcC1C3eC4C2L1C4（a）、西勒振荡器（b）、交流等效电路图1-2、西勒振荡器
3、晶体振荡器
本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振b-c型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路
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如图1-3所示。

图1-3、皮尔斯振荡器
四、实验设备
TKGD系列高频电子实验箱；双踪数字示波器；数字万用表。

五、实验内容与步骤
开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，
认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来改换电路的结构形式。

作为初次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析；
电阻R101~R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101既为集电极提供直
流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻R105上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。

用“短路帽”短接切换开关K101、K102、K103的1和2接点（以后简称
“短接Kxxx �w-�w” ）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接
K101、K102、K103 2-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合作用，R111为阻尼电阻，用于降低晶体等效电感的Q值，以改善振荡波形。

三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。

经过以上的分析后，可进入实验操作。

接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。

1、组成LC西勒振荡器：短接K1011-
2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并在C107处插入470p~1000p的电容器，这样就组成了与图1-2完全相同的LC西勒振荡器电路。

用示
波器(探头衰减×10或×1)在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形，测量其输出频率。

2、测量发射极电压和电流：西勒振荡器工作，测量BG101和BG102的动态工作点电
压并计算其电流。

3、组成晶体振荡器：短接K1012-3、K1022-3、K1032-3，并去除电容
C107，再观测TP102处的振荡波形，记录幅度VL和频率f0之值。

六、预习思考题
1、使用数字万用表测量电路的动态工作点有何特点？
2、本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响？
3、射极跟随
电路有何特性？本电路为何采用此电路？七、实验注意事项
1、本实验箱提供了本课程所有的实验项目，每次实验通常只做其中某一个单元电路
的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。

2、用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以免影响后续
实验的正常进行。

3、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。

八、实验报告要求
1、简单描述该实验振荡器电路的组成和工作原理；
2、分别绘制出“LC振荡器”和“晶体振荡器”两电路简图（仅存相关参数的器件和
关键电路部分，弃掉无关的部分）；
C1J1bceC2非线性电路实验指导书 - 2 -
3、填写对“LC振荡器”和“晶体振荡器”两电路中的测量数据。

电路名称 LC振
荡器晶体振荡器
输出频率（KHz）输出幅度（Vp-p） BG1-e BG1-b BG1-c BG2-e BG2-b 附：LC振荡器与晶体振荡器实验电路原理图
K100
＋12V
L101 560μH C104 100μ R112 5.6K TP101 C111 0.01μ D101 LED K103 R111 30K
C103 X101 6MHz BG101 3DG6C C106 470p 1 2 3 R104 560 C108 270p R107 11K R112 0.01μ BG102 8050 TP10R110 1K R108 4.7K C113 0.01μ R109 560 J101
K101 1 2 3 R105 47 K102 1 2 3 K104 C110 7~15p C109 100p R113 100K
C107 1000p 1 2 3 C101 0.01μ C102 200p R106 1K C105 0.01μ L102 56μH 振
荡输出
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感谢您的阅读，祝您生活愉快。