高频电子线路实验课件

２-１三角波→正弦波变换原理示意图
2-2 二极管三角波→正弦波变压器
实验二 利用二极管函数电路实现波形转换
二、实验原理
用二极管将三角波近似转换为正弦波的实验电路见图２-2 。图中 , R4 ～ R7,D1 ～ D3 负责波形的正半周， R8 ～ R11,D4 ～ D6 负责波形的的 下半周， R2 和 R3 为正负半周共用电阻， R1 对输入的三角波进行降压。 在波形变换的过程中 , 由于二极管的非线性特性，加上输入函数的时间关 联性 , 不同时刻二极管上所承受的电压是不同的。
• 振荡器的频率稳定度指在指定的时间间隔内，由于外界条件的变化，引
起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度。一般用下式表示：
• （３-2）
f f1 f0
f0
f0
• 根据时间间隔分为长期稳定度、短期稳定度、瞬时稳定度。一般所说的 频率稳定度主要是指短期稳定度，即指一天内，以小时、分钟或秒计的 时间间隔内频率的相对变化。产生这种频率不稳定的因素有温度、电源 电压等。不同要求时，对稳定度的要求是不同的。
四、实验报告要求 1.整理数据，画出波形图。 2.分析改变分压电阻对正弦波的影响。
实验二 利用二极管函数电路实现波形转换
四、实验报告要求
1.整理数据，画出波形图。 2.分析改变分压电阻对正弦波的影响。
实验三 LC电容反馈式三点式振荡器
一、实验目的
掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容 反馈式三点式振荡电路设计及电参数计算。
高频电子线路实验课件
实验一 单调谐放大电路
一 实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱 2.熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性 3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展 4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法
实验一 单调谐放大电路
二 实验原理
晶体管集电极负载通常是一个由LC组 成的并联谐振电路。由于LC并联谐振 回路的阻抗是随着频率变化而变化。理 论上可以分析，并联谐振在谐振频率处 呈现纯阻，并达到最大值，即放大器在 回路谐振频率上将具有最大的电压增益。 若偏离谐振频率，输出增益减小。 总之，调谐放大器不仅具有对特定频率 信号的放大作用，同时一也起着滤波和 选频的作用。其电路如图１-１所示。
• （３-1）
gmKfuK1fu(g0gL)
K fu

X2 X1
• 式中：
gi
goLeabharlann 为反g L馈系数； 和分别为
三极管b-e间的输入电导和c-e间输入电导； 为等效到
三极管输出端（c-e间）的负载电导和回路损耗电导之和
。
K fu g i g o g L
• （３-1）式表明，起振所需的跨导与
表1.2
Vi(V)
0.02 0.08 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Re=1k
V0(V) Re=500Ω
Re=2K
实验一 单调谐放大电路
四 实验内容及步骤
(2).当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一 坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。 (3).用扫频仪调回路谐振曲线。
仍选R=10K，Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出 接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据 实际情况来选择适当位置)，调回路电容CT，使f0=10.7MHz。
实验一 单调谐放大电路
四 实验内容及步骤
(4).测量放大器的频率特性 当回路电阻R=10K时, 选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发
掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对
振荡器起振及振荡的影响。
二、实验原理
1.电路组成原理及起振条件 三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别
连接而成的电路，如图３-1（a）所示。图中三个电抗元件X1 、X2、X3构成了决定振荡频率的并联谐振回路，同时也构成了 正反馈所需的反馈网络。从相位条件看，要构成振荡器，必须 满足：
振荡频率的影响。
• 实验条件：f=6.5MHZ时，C/C’=100pf、IEQ=3mA改变L的并联电阻R,使 其分别为1K、10K、110K，分别记录电路的振荡频率，并填入表3-3。
• 注意：频率计后几位跳动变化的情况。 • （2）.回路LC参数及Q值不变，改变IEQ对频率的影响。 • 实验条件：f=6.5MHZ时，C/C’=100pf/1200pf、R= 110K、IEQ=3mA, 改
，并填入表3.2。
表3-2
IEQ(m 0. 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
V)
8
VP-
P(V)
• (2).取C=C5=120pf、C’=C6=680pf、C’=C7=680pf、C’=C8=120pf ,分别重 复测试表3.2的内容。
• 4．频率稳定度的影响 • （1）.回路LC参数固定时，改变并联在L上的电阻使等效Q值变化时，对
实验一
四 实验内容及步骤 表1.3
单调谐放大电路
f(MHz)
10.7
R=10KΩ
V R= 2KΩ
0
R=470Ω
计算f0=10.7MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。 (5).改变谐振回路电阻，即R分别为2KΩ，470Ω时，重复上述测试 ，并填入表1.3。比较通频带情况。
实验一 单调谐放大电路
式电路高一个数量级，达10-4～10-5。
• 振荡频率： fos c f021L1C21L1CT（３-3）
111 1 1
• 式中：
C C1 C2 CT CT
• 反馈系数
F CT C2
（３-4）
• 显然，CT越小F越小，环路增益就越小。在这种振荡电路 中，减小CT来提高回路标准性是以牺牲环路增益为代价的 ，如果CT取值过低，振荡器就会不满足振荡条件而停振。
(1). 测放大器的动态范围Vi～V0(在谐振点) 选R=10K，Re=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接 高频毫伏表，选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调
节CT使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节Vi由0.02伏变到0.8伏， 逐点记录V0电压，并填入 表1.2(仅供参考)。Vi的各点测量值可根据(各自)实 测情况来确定。
C
C'
C13 +12v
out
L1 R
CT
图３-2 LC电容反馈式三点式振荡器原理图
• 3. 克拉泼振荡器
• 图３-2所示为一改进型电容反馈式振荡器，即克拉泼振荡器。
• 由图可见克拉波电路与电容三点式电路的差别，仅在回路中多加一个与
C1、C2相串联的电容CT。通常CT取值较小，满足CT<<C1，CT<<C2，回 路总电容C主要取决于CT。而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电 容Cce、Cbe、Ccb，它们又都直接并接在C1、C2上，不影响CT值，结果是 减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且CT越小，这种影响越小， 回路标准性也越高。实际情况下，克拉波电路的频率大体上比电容三点
的峰值VP-P，并填入表3-1。
CT 51pf 100pf 150pf
表3-1
F(MHZ)
VP-P
• 3.测试当C、不同时，起振点、振幅与工作电流IER的关系（
R=110K）
• (1).取C=C3=100pf、=C4=1200pf，调电位器RP使IEQ(静态值)分别
为表3-2所标各值，用示波器测量输出振荡幅度VP-P(峰-峰值)
实验二 利用二极管函数电路实现波形转换
一、实验目的
利用二极管函数电路实现三角波→正弦波的变，从 而掌握非线性器件二极管折线近似特性等进行非线 性变换
实验二 利用二极管函数电路实现波形转换
二、实验原理
从三角波和正弦波的波形上看 , 二者主要的差别在波形的峰值附近 , 其余部分都很相似 . 因此只要设法将三角波的幅度按照一定的规律逐 段衰减 , 就能将其转换为近似正弦波 . 见图 ２－1 所示 .
生器输出端接至电路输入端，调节频率f使其为10.7MHz，调节CT使回 路谐振（输出电压幅度为最大），此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中 心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏 离，测得在不同频率f时对应的输出电压V0，将测得的数据填入表1.3。 频率偏离范围可根据(各自)实测情况来确定。
(1)极相连的两个电抗X1、X2性质相同。 (2)X1与X2、X3的电抗性质相反。 三点式振荡器有两种基本结构，电容反馈振荡器，电路如图３ -1（b）所示；电感反馈振荡器，电路如图３-1（c）所示。
X2
X1
X3 (a)
C2
C1
L2
L1
L
C
(b)
(c)
图 ３-1 三点式振荡器的组成
• 根据振幅的起振条件，三极管的跨导必须满足下列不等式
图１-１ 单调谐放大电路
实验一 单调谐放大电路
二 实验原理 质量指标
谐振频率 谐振增益 通频带 选择性
实验一 单调谐放大电路 三 实验仪器
1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.高频毫伏表 5.万用表 6.实验板
实验一 单调谐放大电路
四 实验内容及步骤
1.实验电路见图1-1
(1)按图1-1所示连接电路
、 、、 等
有关。如果管子的参数和负载确定后，应有一个确定的值
，太大或太小都不易满足幅度的起振条件，在确定时，除
了满足幅度的起振条件外，还必须考虑频率的稳定g m 度和振
• 荡另幅外度，等提问高题三。极管gi (集 r电1e 极12静gm态) 电流IEQ，可以增大
，但
不易过大，否则
会过大，
2.频率稳定度
三、实验仪器 – 双踪示波器 – 频率计 – 万用表 – 实验板G1
四、实验内容及步骤
• 实验电路如图3-1 • 实验前根据图3-1所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用 • 1.检查静态工作点 • （1）在实验板+12V插孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。 • （2）反馈电容C不接，C’接入（C=120pf），用示波器观察振荡器停振时的情况。 • 注意：连接C’的连线要尽量短。 • （3）改变电位器RP测得晶体管V的发射极电压VE, VE可连续变化，记下V的最大值
，计算I值 ：IE= VE/ RE 设：RE=1K • 2.振荡频率与振荡幅度的测试 • 实验条件：Ie=2mV、C=120pf、C’=689pf、 RL=110K • （1）改变CT电容，当分别接入为C9、C10、C11时，记录相应的频率值，并进入
表3-1。 • （2）改变CT电容，当分别接入为C9、C10、C11时，用示波器测量相应振荡电压
变晶体管IEQ使其分别为表4-2所标各值，测出振荡频率，并填入表3-4。
实验二 利用二极管函数电路实现波形转换
三、实验内容
1.将上下两端电阻R4、R11分别选1.2K接至±5V电源,测得A、B、C、D、E、 F各点的分压电压。选择函数波发生器输出的波形为三角波，频率调至2KHz， VP-P调至8V,然后接入电路IN端，观察记录OUT输出波形。 2.将R4、R11电阻,分别改接成2K和5.1K(即:R4=R11=2K、R4=R11=5K1),观察 记录波形，测各点分压电压，并分别与接1.2KΩ时相比较，分析原因。
（注意接线前先测量+12V电源电压，无误后关断电源再接线）。
(2)接线后仔细检查，确认无误后接通电源。
２、静态测量
实验电路中选Re=1K，测量各静态工作点，计算并填表1.1
表1.1
实测
实测计算
根据VCE 判断V是否工作在放大区
原因
VB
VE
IC
VCE
是
否
实验一 单调谐放大电路
四 实验内容及步骤
3.动态研究
五、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，计算直流工作点，与实验实 测结果比较。 3.写明实验所用仪器、设备及名称、型号。 4.整理实验数据，并画出幅频特性。 单调谐回路接不同回路电阻时的幅频特性和通频带,整理并分析原因。 5.本放大器的动态范围是多少（放大倍数下降1dB的折弯点V0定义为 放大器动态范围），讨论IC对动态范围的影响。
• 振荡器的频率主要决定于谐振回路的参数，同时与晶体管的参数也有关
，因此稳频的主要措施有：提高振荡回路的标准性；减小晶体管的影响
，减小晶体管和回路之间的耦合；提高回路的品质因数。
•
振荡回路的标准性是指振荡回路在外界因素变化时保持固0 有谐振角频率
Rp R3
R1 V
R2
C1
R4
L2 C12 C2