实验4.1 常用高频电子仪器的使用

4 高频电子（电路）实验

实验4.1 常用高频电子仪器的使用

一、实验目的

（1）阅读仪器说明书，了解仪器的主要技术性能指标和使用方法。

（2）掌握高频电子实验箱中的低频信号发生器、高频信号源的使用方法。

（3）熟练使用示波器测量信号电压波形的幅值（峰值）、周期（频率）和相位。

﹙4﹚熟练掌握射频信号发生器MAG-450（100kHz—150MHz）的使用方法。

（5）熟悉高频电子线路实验箱各单元电路的功能。

二、实验设备及材料

实验箱及实验箱配置的低频信号源、高频信号源，双踪示波器（MOS-620/640型），MAG-450（100kHz—150MHz）型射频信号发生器，交流毫伏表，数字万用表等。

三、实验原理

高频电子线路实验箱整机分布如图4.1.1所示。实验箱常用的单元测试仪器有：频率计、低频信号源、高频信号源。高、低频信号源是为实验箱单元电路提供调制、载波、调频信号。频率计用来测试高频实验单元电路的频率值。

1、频率计的使用方法

实验所用的频率计是基于实验箱的实验需要而设计。它适用于频率低于15 MHz、信号幅度Vp-p=100 mV～5 V的信号。频率计电路原理图如图4.1.2所示。

使用的方法：按下频率计单元的电源开关KG

1

，当测试信号频率低于100kHz时，必

须连接短接片JG

3、JG

4

（此时JG

2

不接短接片为断开状态）。当测试信号频率高于100kHz

时，必须连接短接片JG

2，JG

3

、JG

4

不接短接片为断开状态，一般情况下接JG

2

。

图4.1.2 频率计电路原理图

148

将需要测量的信号（信号输出端）用连线与频率计的输入端（ING1）相连，由频率计数码管显示信号频率的大小。数码管有8个，前6个显示有效数字，第8个显示10的幂，单位为Hz（如显示10.7000-6时，频率为10.7 MHz）。

频率计的精度为：若信号为MHz级，显示精度为百赫兹。若信号为kHz和Hz级则显示精度为赫兹。

2、低频信号源的使用方法

低频信号源提供两个部分信号频率。第一部分的信号频率为500 Hz～2kHz，即输出信号方波，也输出正弦波。主要用于变容二极管调频单元，集成模拟乘法应用中的平衡调幅单元，集电极调幅单元和高频信号源调频单元。第二部分信号频率是20kHz～100kHz，输出信号是正弦波，用于锁相频率合成单元。

低频信号源原理图如图4.1.3所示。使用方法如下：

实验电路中调节电阻WD

5用于调节输出方波信号的占空比； WD

3

、WD

4

的功能为输出

正弦波信号，调节WD

3、WD

4

使输出信号失真最小。这三个电位器出厂时均已调到最佳位

置且在PCB板的另一面。

调节可变电阻WD

6输出信号的频率大小，电阻器WD

1

改变输出信号方波的大小，电

阻器WD

2

改变输出信号正弦波的大小。

使用时，按下低频信号源单元电路的电源开关KD

1

。第一部分的信号频率500Hz～

2kHz的信号：连接短接片JD

1、JD

4

， JD

2

、JD

3

不接短接片，从TTD

1

处输出500 Hz～2 kHz

的正弦波。断开短接片JD

4，连短接片JD

3

，则从TTD

2

处输出500 Hz～2 kHz的方波。

示波器观察改变电阻器WD

1、WD

2

可得到输出信号波形的大小。电阻器WD

1

改变输出方波

的大小，电阻器WD

2改变输出正弦波的大小。改变电阻器WD

6

得到需要的信号频率，用

频率计测量。

第二部分信号频率20 kHz～100 kHz，连接短接片JD

2、JD

4

，JD

1

、JD

3

不接短接片。

从TTD

1处输出20 kHz～100 kHz的正弦波。用示波器观察改变WD

2

得到需要信号幅值的

大小，改变电阻器WD

6

到得需要信号的频率，用频率计测量。

图4.1.3 低频信号发生器原理方框图

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3、高频信号源的使用方法

实验箱中的高频信号源是基于实验单元电路需要设计的，只提供10.7 MHz的载波信号和约10.7 MHz的调频信号（调频信号的调制频偏大小可以调节）。载波信号主要用于小信号调谐放大单元、高频谐振功率放大器单元、集电极调幅单元、模拟乘法器部分的平衡调幅等单元电路。调频信号主要用于模拟乘法器部分的鉴频单元和FM锁相解调单元电路。高频信号源电路方框图如图4.1.4所示，使用方法如下：

按下高频单元电路电源开关KF

1。当需要输出载波信号时，只需用短接片连接JF

1

，

其余JF

2、JF

3

、JF

4

短接片应断开，从TTF

1

处输出10.7 MHz的载波信号，电阻器WF1用

于改变输出信号的大小。

当需要输出10.7 MHz的调频信号时，连接短接片JF

2、JF

3

、JF

4

， JF

1

不接短接片，

同时使低频信号源应输出1 kHz正弦波，改变低频信号源的幅值电阻器WD

2

，也就改变

了调频信号的频偏。在没有特别要求时，低频信号源幅值在2～4 V，由TTF

1

输出调制

信号10.7 MHz。WF

1

用于改变输出信号的大小，低频信号源的WD2用于改变调制频偏的大小。用示波器观察调频信号的波形。

4、双踪示波器

示波器广泛地应用于电子测量领域中。双踪示波器同时直观地观测两个电信号，显示周期电压（或电流）波形及各种瞬时参数。实验使用MOS-640FG型示波器，观测到Y轴通道频带宽度为40 MHz信号频率。

（1）双踪示波器的工作原理

双踪示波器有两个独立的输入通道和前置放大器，通过垂直方式（或称为显示方式）开关切换，共用垂直（Y轴）输出放大器，由转换逻辑电路控制。当交替/断续方式选择开关在（ALT）位置时，在机内扫描信号的控制下，交替地对CH1通道（Y A）与CH2通道（Y B）的信号扫描显示。而交替/断续方式选择开关在（CHOP）位置为输入信号较低时使用。

（2）双踪示波器的使用方法

双踪示波器MOS-640FG型的面板旋钮如图4.1.5所示。基本操作如下：

打开电源开关，将示波器各旋钮调节到合适的位置，显示屏出现一条水平基线，再调节亮度和聚焦旋钮，使时基线的光迹清晰明亮。

测量前示波器要先校正：用CH1、CH2的测试线接上示波器的标准信号CAL-2V p-p ，

图4.1.4 高频信号源电路方框图

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