实验一览表

实验序号 实验名称 实验主要内容/知识点 ? 放大器静态工作点 ? LC并联谐振回路 ? 单调谐放大器幅频特性 ? 双调谐回路 ? 电容耦合双调谐放大器 ? 放大器动态范围 ?谐振功放基本工作原理 ?谐振功放工作状态，计算 ? VCC和负载变化对谐振功放工作的影响 ?三点式LC振荡器 ?克拉泼电路 ?工作点、耦合电容、反馈系数、Q值对振荡器工作的影响 ?石英晶体振荡器 ?串联型晶体振荡器 ?工作点、微调电容、负载电阻对晶振工作的影响 ?幅度调制 ?模拟乘法器实现幅度调制 ? MC1496四象限模拟相乘器 ?振幅解调 ?二极管包络检波 ?模拟乘法器实现同步检波 ?频率调制 ?变容二极管调频 ?静态、动态调制特性 ? FM波的解调 ?电容耦合回路相位鉴频器 ?S形鉴频特性 需用的 实验系统 实验板1 实验板6 需用的 实验仪器 双踪示波器 AS1637 万用表 双踪示波器 AS1637 万用表 双踪示波器 AS1637 万用表 双踪示波器 频率计 万用表 双踪示波器 频率计 万用表 双踪示波器 AS1637 低频信号发生器 万用表 双踪示波器 AS1637 万用表 低频信号发生器 双踪示波器 频率计 万用表 低频信号发生器 双踪示波器 AS1637 万用表 低频信号发生器 双踪示波器 频率计 万用表 低频信号发生器 一 单调谐回路 谐振放大器 双调谐回路 谐振放大器 高频谐振 功率放大器 二 实验板1 实验板6 三 实验板2 四 电容三点式 LC振荡器 实验板1 五 石英晶体 振荡器 实验板1 六 振幅调制器 实验板3 七 振幅解调器 实验板3 八 变容二极管 调频器 实验板4 实验板4 实验板6 九 电容耦合回路相位鉴频器 十 LM566组成的频率调制器 ?LM566组成 ?LM566组成的调频器原理

实验板5

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十一 十二 LM565组成的频率解调器 三角波－正弦波变换器 ?LM565组成 ?LM565组成的鉴频器原理 ?三角波－正弦波变换原理 ?三角波－正弦波变换方法 实验板5 双踪示波器 万用表 低频信号发生器 双踪示波器 稳压电源

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目录

实验一单调谐回路谐振放大器 ......................................................................... - 4 - 实验二双调谐回路谐振放大器 ......................................................................... - 8 - 实验三高频谐振功率放大器 ........................................................................... - 11 - 实验四电容三点式LC振荡器 .......................................................................... - 15 - 实验五石英晶体振荡器 ................................................................................... - 20 - 实验六振幅调制器 .......................................................................................... - 23 - 实验七振幅解调器 .......................................................................................... - 27 - 实验八变容二极管调频器 ............................................................................... - 31 - 实验九电容耦合回路相位鉴频器 .................................................................... - 34 - 实验十 LM566组成的频率调制器 ................................................................. - 38 - 实验十一 LM565组成的频率解调器 ............................................................... - 41 - 实验十二正弦波振荡电路设计 ....................................................................... - 44 - 附录通信原理与高频电路实验室仪器操作规程 ............................................. - 47 - 参考文献 ......................................................................................................... - 50 -

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实验一单调谐回路谐振放大器

—、实验准备

1． 做本实验时应具备的知识点： ? 放大器静态工作点 ? LC并联谐振回路 ? 单调谐放大器幅频特性 2．做本实验时所用到的仪器：

? 实验板1（调谐放大电路及通频带扩展电路单元，简称单调谐放大器单元） ? 实验板6（宽带检波器） ? 双踪示波器

? AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪） ? 万用表 二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．熟悉放大器静态工作点的测量方法。

3．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响。

4．掌握用扫频仪测量放大器幅频特性的方法。 三、实验内容

1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点。

2．采用扫频法（以AS1637作为扫频仪）测量单调谐放大器的幅频特性。 3．用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。 4．用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。 四、基本原理

1．单调谐回路谐振放大器原理

单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，RB1、RB2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。CE是RE的旁路电容，CB、CC是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，RC是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。

2．单调谐回路谐振放大器实验电路

RB1CRCVccLCcOUTINCBBGRB2RECE图1-1 单调谐回路放大器原理电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所 示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察

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集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

五、实验步骤 1．AS1637函数信号发生器用作扫频仪时的参数予置 ⑴ 频率定标

频率定标的目的是为频率特性设定频标。每一频标实为某一单频正弦波的频谱图示。

1）频率定标个数：共设8点频率，并存储于第0~7存储单元内。若把中心频率10.7MHz置于第3单元内，且频率间隔取为1MHz，则相应地有：0单元—7.7 MHz，1单元—8.7 MHz，?，7单元—14.7 MHz。

2）频率定标方法

① 准备工作：对频率范围、工作方式、函数波形作如下设置。

(ⅰ) 频率范围：2MHz~16MHz范围（按“频段手动递增/减”按键调整）； （ⅱ）工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗）； （ⅲ）函数波形：正弦波。 ② 第0单元频率定标与存储

(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为7700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为7.7 MHz）；

（ⅱ）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为0；

（ⅲ）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把7.7 MHz频率存入第0单元内。 ③ 第1单元频率定标与存储

(ⅰ) 调“频率调谐”旋钮，使频率显示为8700（与此同时，“kHz”灯点亮，标明频率为8.7 MHz）；

（ⅱ）按“STO”键，相应指示灯点亮，再调“频率调谐”旋钮（只需顺时针旋转1格），使存储单元编号显示为1；

（ⅲ）再按“STO”键，相应指示灯变暗，表明已把8.7 MHz频率存入第1单元内。 ④ 依此类推，直到把14.7 MHz频率存入第7单元内为止。 ⑵ 其他参数设置

① 扫描时间设置为20ms，即示波器上显示的横坐标（频率）的扫描时间为20ms。设置方法为：按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时间显示为0.020s；

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图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路

② 工作方式又设置为线性扫描，即示波器上显示的横坐标（频率）为线性坐标。设置方法为：再按“工作方式”键，使INT LINEAR灯点亮；

③ 输出幅度设置为50mV。设置方法为：使“﹣40dB”衰减器工作，并调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出显示为50mV（峰-峰值）。

2．实验准备

⑴ 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板1左上方单元（单调谐放大器单元）的电源开关（K7）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

3．单调谐回路谐振放大器静态工作点测量

⑴ 取射极电阻R4=1k?（接通K4，断开K5、K6），集电极电阻R3=10k?（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE、VC，并填入表1.1内。（R1=15 kΩ，R2=6.2 kΩ）

表1.1

射极偏置电阻 实测(V) VB VE VC 计算(V,mA) VBE VCE IC 晶体管工作于放大区? 理由 是 否 R4=1k? R4=510? R4=2k? ⑵ 当R4分别取510?（接通K5，断开K4、K6）和2k?（接通K6，断开K4、K5）时，重复上述过程，将结果填入表1.1，并进行比较和分析。

4．单调谐回路谐振放大器幅频特性测量

一般说来，有两种方法用来对一个系统的幅频特性进行测量：点测法和扫频法。这里采用扫频法，并以AS1637作为扫频仪，步骤如下。

⑴ 实验准备

AS1634面板OUTPUT(50Ω)AS1634后板外扫锯齿频标输入输出输出混合输出INOUT频标输入信号输入单调谐放大器宽带检波器示波器CH1CH2（X）（Y）先按图1-3所示的方法

对AS1637、实验板1上的单调谐放大器单元、实验板6（宽带检波器）、双踪示波器进行连

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接，说明如下。

? AS1637的输出信号（OUTPUT 50?）连接到单调谐放大器的IN端，以对输入信号进行放大。

? 单调谐放大器的输出（OUT）

连接到实验板6的信号输入端，以对输入信号进行检波。 图1-3扫频法测量幅频特性实验框图

? AS1637背面板上的频标输出（MARKER OUT）连接到实验板6的频标输入端。实验板6把已检波的信号与频标混合后输出。

? 实验板6的混合输出端连接到双踪示波器CH2（Y）端上。

? AS1637背面板上的锯齿输出（SAWTOOTH OUT）连接到双踪示波器CH1（X）端上。此时需把示波器水平扫描调节旋钮置于“X-Y”档，该CH1输入即用作为外同步信号，便可在示波器上观测到带频标刻度的放大器幅频特性（有回扫）。改变CH1量程可调节横坐标（时间轴）比例，改变CH2量程可调节纵坐标（幅度）比例。

⑵ 幅频特性测量

仍取R3=10k?、R4=1k?，观测放大器幅频特性，并作如下调试： ? 调实验板6上的“频标幅度”旋钮，可调节频标高度； ? 调实验板1上的单调谐放大器的电容C3，可调节谐振频率点； ? 调AS1637的输出幅度（AMPL）旋钮，可调节频率特性幅度。

最后，把谐振频率调节到10.7MHz，记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。

⑶ 观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响

改变R4的大小，可改变静态工作点。观察并记录幅频特性曲线的变化规律。

⑷ 观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响 改变R3的大小，观察并记录幅频特性曲线的变化规律。 六、实验报告要求

1．画出图1-2电路的直流通路，计算放大器直流工作点，并与实测结果作比较。 2．对实验数据进行分析，说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

3．对实验数据进行分析，说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性的影响，并画出相应的幅频特性。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验二双调谐回路谐振放大器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? 双调谐回路

? 电容耦合双调谐回路谐振放大器 ?放大器动态范围

? AS1637函数信号发生器使用说明（参阅附录） 2．做本实验时所用到的仪器：

? 实验板1（双调谐放大电路单元） ? 实验板6（宽带检波器） ? 双踪示波器

? AS1637函数信号发生器（用作为扫频仪和高频信号源） ? 万用表

二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响。 3．了解放大器动态范围的概念和测量方法。

三、实验内容

1．采用扫频法测量双调谐放大器的幅频特性（以AS1637作为扫频仪）。

2．用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响(单峰特性、双峰特性)。 3．用示波器观察放大器动态范围（以AS1637作为高频信号源）。

四、基本原理

1．双调谐回路谐振放大器原理 顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图2-1所示。 与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲

类，但图2-1中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。为了减小晶体管和下级负载对回路的影响，它们对L1、L2的接入均采用了部分接入。

图2-1 电容耦合双调谐回路放大器原理电路RB2RECEINCBRB1C3BGL1C1C2L2CcOUTVcc - 8 -

2．双调谐回路谐振放大器电路 双调谐回路谐振放大器电路如图2-2所示，其基本部分与图2-1相同。图中，C3、C6用来对初、次级回路调谐，K1、K2、K3用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。

五、实验步骤 1．AS1637函数信

图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路

号发生器用作扫频仪时的参数予置 与实验一中的方法完全相同。 2．实验准备

⑴ 在箱体左下方插上实验板6，右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板1右上方单元（双调谐放大电路单元）的电源开关（K4）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

3．双调谐回路谐振放大器幅频特性测量 ⑴ 实验准备

先对AS1637、实验板1上的双调谐放大器、实验板6（宽带检波器）、双踪示波器进行连接，其方法与图1-3所示的方法相同，只是单调谐放大器应改为双调谐放大器而已。

⑵ 单峰（幅频）特性测量

取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），然后反复调整C3、C6，使两个回路均调谐在10.7MHz，并使放大器幅频特性为单峰。记下此时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。 ⑶ 双峰（幅频）特性测量

取C7=5.1pF（K2接通，K1、K3断开）和C7=12pF（K3接通，K1、K2断开）进行测量，并作记录（应观察到双峰）。当C7=12pF时，中心频率可能发生偏移，此时应反复调整C3、C6，使凹坑中心位于10.7MHz。记下C7=12pF时的频率特性，并测量相应的-3dB频率点和带宽。

4．放大器动态范围测量 ⑴ 实验准备

① 仍取C7=2.7pF（K1接通，K2、K3断开），并反复调整C3、C6，使特性曲线仍为单峰，且谐振于10.7MHz。

② AS1637输出信号（OUTPUT 50?）仍连接到双调谐放大电路的IN端（并以示波器CH1监视），放大电路的输出（OUT）端改接到示波器CH2上。断开示波器与实验板6的连接，示波器水平扫描则处于常规状态。

③ AS1637设置

(ⅰ) 工作方式设置为内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗），此时AS1637工作于信号源方式。

(ⅱ) 按“REC”键，相应指示灯亮，调“频率调谐”旋钮，使存储单元编号显示为3；

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（ⅲ）再按“REC”键，相应指示灯变暗，表明已将10.7 MHz频率从第3单元内读出，于是AS1637输出10.7 MHz正弦波。

⑵ 放大器动态范围测量

从AS1637上读取放大器输入电压幅度值，以示波器CH1监视双调谐放大器的输入波形，从示波器CH2上监测放大器输出波形，并读取输出幅度值，便可监视放大器失真，并计算放大器电压放大倍数值。改变AS1637的输出信号幅度，并把数据填入表2.1。可以发现，当放大器的输入增大到一定数值时，输出波形开始畸变（失真），放大倍数开始下降。

表2.1

放大器输入(mV) 放大器输出(V) 20 40 60 80 100 150 200 250 300 放大器电压放大倍数 六、实验报告要求

1．画出耦合电容C7=2.7pF、5.1pF和12pF三种情况下的幅频特性，计算-3dB带宽，并由此说明单峰特性和双峰特性的优缺点。

2．当放大器输入幅度增大到一定程度时，输出波形会发生什么变化？为什么？

3．画出放大器电压放大倍数与输入电压幅度之间的关系曲线。若把放大器的动态范围定义为放大倍数下降1dB时对应的输入电压幅度，试求本放大器的动态范围。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验三高频谐振功率放大器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点：

?谐振功率放大器的基本工作原理（基本特点，电压、电流波形）

?谐振功率放大器的三种工作状态，功率、效率计算

?集电极电源电压VCC和集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器：

?实验板2（丙类高频功率放大电路单元） ?双踪示波器

? AS1637函数信号发生器（用作为高频信号源） ?万用表 二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．熟悉高频谐振功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。 3．了解集电极电源电压VCC与集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。

三、实验内容

1．用示波器监测两级前置放大器的调谐。

2．观察谐振功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。 3．观察并测量集电极电源电压VCC变化对谐振功率放大器工作的影响。 4．观察并测量集电极负载变化对谐振功率放大器工作的影响。

四、基本原理

1．高频谐振功率放大器原理

高频谐振功率放大器原理电路如图3-1所示。图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工

作于丙类。C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，

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对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。

2．高频谐振功率放大器电路

高频谐振功率放大器电路如图3-2所示，其第3级部分与图3-1相同。BG1、BG2是两级前置放大器，C2、C6用以调谐，A、B点用作为这两级的输出测试点。BG3为末级丙类功率放大器，当K4断开时可在C、D间串入万用表（直流电流档），以监测IC0值。同时，E点可近似作为集电极电流iC波形的测试点（R10=10Ω，C9=100pF，因而C9并未对R10构成充分的旁路）。K1~K3用以改变集电极负载电阻。

图3-2 高频谐振功率放大器实验电路

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板2（丙类高频功率放大电路单元）。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板2右上方的电源开关（K5）拨到上面的ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

⑶ AS1637输出频率为10.7MHz、峰-峰值为80mV的正弦波，并连接到实验板2的输入（IN）端上。

2．两级前置放大器调谐

先将C、D两点断开（K4置“OFF”位置）。然后把示波器高阻（带钩）探头接A点，（监测第1级输出），调C2使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。再把示波器高阻（带钩）探头接B点，（监测第2级输出），调C6使输出正弦波幅度最大，从而相应的回路谐振。需要时，亦可把示波器探头接在B点上，再反复调节C2、C6，使输出幅度最大。

3．末级谐振功率放大器（丙类）测量

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⑴谐振功率放大器工作状态观察 ① 实验准备

(ⅰ) 接通开关K4（拨到“ON”）；

(ⅱ) 示波器CH1连接到实验板2的OUT点上； (ⅲ) 示波器CH2以高阻（带钩）探头连接到E点上。

② 逐渐增大输入信号幅度，并观察放大器输出电压波形（OUT点）和集电极电流波形（E点）。可发现，随着输入信号幅度的增大，在一定范围内，放大器的输出电压振幅和集电极电流脉冲幅度亦随之增大，说明放大器工作于欠压状态。

③ 当输入信号幅度增大到一定程度时，放大器的输出电压振幅增长缓慢，而集电极电流脉冲则出现凹陷，说明放大器已进入到过压状态。

⑵ 集电极负载电阻对谐振功率放大器工作的影响 ① VIp-p(AS1637输出信号)为100mV时的测量 (ⅰ) 取R12=120?(接通K1，断开K2、K3) 时的测量

用示波器观察功放级的输入、输出电压波形（B点、OUT点），并测量输入、输出电压峰-峰值Vbp-p、Vcp-p；用万用表测量集电极直流电流值IC0，并把结果填入表3.1中。测量IC0的方法是：在C、D两点间串入万用表（直流电流，200mA档），再断开K4，便可读得IC0值，然后接通K4，取走表笔。

(ⅱ) 取R12=75?时的测量：接通K2，断开K1、K3，重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻减小对谐振功率放大器工作的影响。

(ⅲ)取R12=50?时的测量：接通K3，断开K1、K2，再重做(ⅰ)，观察集电极负载电阻进一步减小对谐振功率放大器工作的影响。

② VIp-p为200mV时的测量：重复①。

⑶集电极直流电源电压对谐振功率放大器工作的影响

实验板2右上方的电源开关（K5）拨到最下面，就接通了+5V电源（相应指示灯点亮），重做⑵，以观察集电极直流电源电压的减小对谐振功率放大器工作的影响，并把相应数据也填入表3.1。

说明：① 表中“计算”列内各符号的含义如下：Ic1m ——集电极电流基波振幅；Po——集电极输出功率；PD——集电极直流电源供给功率；Pc——集电极耗散功率；?c——集电极效率。 ② 作计算时应注意：在本实验的实测中常用(电压)峰-峰值，而在教材的计算公式中则常用振幅值，两者相差一倍。

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表3.1

实测 测试条件 Vbp-p (V) Vcp-p (V) Ic0 (mA) Ic1m (mA) Po (mW) 计算 PD (mW) Pc ?c (mW) R12=120? VIp-p= 100mV VCC= 12V VIp-p= 200mV R12=75? R12=50? R12=120? R12=75? R12=50? R12=120? VIp-p= 100mV VCC= 5V VIp-p= 200mV R12=75? R12=50? R12=75? R12=50? R12=120?

六、实验报告要求

1．根据实验测量数据，计算各种情况下的Ic1m、Po、PD、Pc、?c。

2．对实验结果进行分析，说明输入信号振幅Vbm、集电极电源电压VCC、集电极负载对谐振功率放大器工作的影响（工作状态，电压、电流波形，功率、效率）。 3．倘若实验结果与理论学习时的结论不一，请分析其可能存在的原因。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验四电容三点式LC振荡器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?三点式LC振荡器

?克拉泼电路

?静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ?实验板1（LC振荡器电路单元） ?双踪示波器 ?频率计 ?万用表 二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能。

3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。

4．熟悉不同反馈系数时，静态工作点变化对振荡器振荡幅度的影响。 三、实验内容

1．用万用表进行静态工作点测量，用示波器观察振荡器的停振、起振现象。

2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。

3．观察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响。

四、基本原理

1．电容三点式LC振荡器原理

电容三点式LC振荡器的交流通路如图4-1所示。由图可见，这是一种克拉泼电路，C5是耦合电容，通常应满足C5＜C3、C4。若把C5与L1、R5互换位置，则与一般克拉泼电路画法相同。 ⑴振荡频率fosc

BG1C3L1R5R4C4C5图4-1 LC电容反馈三点式振荡器交流通路

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fosc?令C = C3∥C4∥C5，则有若取

12?L1C。

L1?10μF,C3?100pF,C4?1000pF,C5?51pF，则可算得fosc?8.8MHz。 C3?680pF,C4?120pF,C5?150pF，则可算得fosc?6.46MHz。

T0?gmReF?1。

若取

⑵起振条件：

gm?①

1IEQ?re26，是晶体管跨导。显然，静态工作点电流IEQ会影响gm。 ?C3C3?C4，是电压反馈系数。

F?②

VfVo③Re是等效到晶体管C（集电极）、B（基极）两端的总（谐振）电阻。

C3,4若令

?C5?C3C4?R?R5???5??C3?C4，则R等效到C、B两端的电阻为?C5?C3,4?， 5

R4??22又，R4等效到C、B两端的电阻为

1R42F，

?C5?1R5??R4?C?C?253,4??于是，Re = R5′∥R4′=∥F。

④根据以上分析，总结各

参数如何影响起振条件的。 2．电容三点式LC振荡器电路

电容三点式LC振荡器实验电路如图4-2所示。图中，C1是旁路电容，C2是隔直流电容。显然，若把C1、C2短路，并在此基础上画出交流通路，则就是图4-1所示的电路。图4-2中，W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）；K1、K2、K3用来改变C3，

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图4-2 电容三点式LC振荡器实验电路

K4、K5、K6用来改变C4，从而改变电压反馈系数；K7、K8、K9用来改变R5，从而改变回路谐振电阻；K10、K11、K12用来改变C5，从而改变振荡频率，亦改变耦合程度。当然，它们都会影响起振条件。

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板1右下方单元（LC振荡器电路单元）的电源开关（K13）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

2．静态工作点测量

⑴先不接反馈电容C3（即把 K1～K3均置OFF位置），并取C4=1000pF（K4置ON位置），用示波器探头接本单元OUT端，观察振荡器停振时的情形。

⑵改变电位器W1可改变BG1的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。记下VE的最大值，并计算相应的IE值（R4=1kΩ）：

IE?VER4。

3．静态工作点变化对振荡器工作的影响

⑴实验初始条件：IEQ=2.5mA（调W1达到），C3=100pF（接通K1，断开K2、K3），C4=1000pF（接通K4，断开K5、K6），R5=110kΩ（接通K7，断开K8、K9），C5=51pF（接通K10，断开K11、K12）。

⑵调节电位器W1以改变晶体管静态工作点IEQ，使其分别为表4.1所示各值，且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。

表4.1

IEQ(mA) f(MHz) Vp-p(V) 0.8 1,0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4,5 5.0 4．耦合电容C5变化对振荡器工作的影响 ⑴实验初始条件：同3⑴。

⑵改变耦合电容C5，使其分别为51pF、100pF、150pF（分别单独接通K10、K11、K12），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的

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表4.2 C5(pF) Vp-p(V) f(MHz) 51 100 150 振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.2。 5．电压反馈系数(分压比) 变化对振荡器工作的影响

①实验初始条件：同3⑴。

表4.3 C3/C4(pF) 100/1000 120/680 680/120 Vp-p(V) ②同步改变C3/C4，使其分别为

f(MHz) 100/1000pF，120/680pF，680/120pF（分别

单独同步地接通开关K1/K4、K2/K5、K3/K6），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.3。

6．等效Q值变化（负载电阻变化）对振荡器工作的影响

⑴实验初始条件：同3⑴。根据具体情况，亦可把接通K10改为接通K11，即把耦合电容C5加大。

⑵改变负载电阻R（亦就改变了等效Q值），5

使其分别为110kΩ、10kΩ、1kΩ（分别单独接通K7、K8、K9），且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.4。 需注意：频率计读数的后几位跳动变化的情况。

7．不同反馈系数时静态工作点变化对振荡幅度的影响

⑴实验初始条件：同3⑴。此后在做本实验时，需保持C5 = 51pF（单独接通K10）、R5 = 110 kΩ（单独接通K7）不变，但令C3、C4同步变化，即开关K1/K4、K2/K5、K3/K6应同步地接通或断开。

⑵取C3=l00pF、C4=1000pF（K1、K4置“ON”位置），此时分压比C3/C4=0.1，反馈系数F=0.091。调电位器W1使静态工作点电流IE分别为表4.5所标各值，用示波器观察振荡波形，测量输出振荡幅度Vp-p，并填入表4.5。

⑶取C3=120pF、C4=680pF（K2、K5置“ON”位置），此时分压比C3/C4=0.176，反馈系数F=0.15，重复做⑵的内容。

⑷取C3=680pF、C4=120pF（K3、K6置“ON”位置），此时分压比C3/C4=5.67，反馈系数F=0.85，重复做⑵的内容。

表4.5

表4.4 R5(kΩ) Vp-p(V) f (MHz) 110 10 1 IEQ(mA) C3=100pF,C4=1200pF C3=120pF,C4=680pF C3=680pF,C4=120pF Vp-p (V) Vp-p (V) Vp-p (V) 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 - 18 -

最后指出：做本实验时，可能发生振荡器输出波形失真或停振现象，此时可先把该现象记下来。必要时，可改变其他参数，使振荡器重新起振。

六、实验报告要求

1．根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对振荡器起振条件的影响。

2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。 3．总结由本实验所获得的体会。

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实验五石英晶体振荡器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?石英晶体振荡器

?串联型晶体振荡器

?静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器：

?实验板1（石英晶体振荡器电路单元） ?双踪示波器 ?频率计 ?万用表 二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3．熟悉静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响

4．感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。 三、实验内容

1．用万用表进行静态工作点测量。

2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。

3．观察并测量静态工作点、微调电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响。 四、基本原理

1．晶体振荡器工作原理

C3C4BG1C5一种晶体振荡器的交流通路如图5-1所示。图

JTI中，若将晶体短路,则L1、C2、C3、C4就构成了典L1R5型的电容三点式振荡器(考毕兹电路)。因此，图5-1R4C2的电路是一种典型的串联型晶体振荡器电路（共基接法）。若取L1=4.3μH、C2=820pF、C3=180pF、

图5-1 晶体振荡器交流通路C4=20pF，则可算得LC并联谐振回路的谐振频率f0

≈6MHz，与晶体工作频率相同。图中，C4是微调

电容，用来微调振荡频率；C5是耦合（隔直流）电容，R5是负载电阻。很显然，R5越小，负载越重，输出振荡幅度将越小。

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2．晶体振荡器电路

晶体振荡器电路如图5-2所示。图中，R3、C6为去耦元件，C1为旁路电容，并构成共基接法。W1用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。K1、K2、K3用来改变R5，从而改变振荡器负载。C9为输出耦合电容。实际上，图5-2电路的交流通路即为图5-1所示的电路。

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。 ⑵ 把实验板1左下方单元（石英晶体振荡器电路单元)的电源开关（K4）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

图5-2 晶体振荡器实验电路

2．静态工作点测量

改变电位器W1可改变BG1的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。记下VE的最大、最小值，并计算相应的IEmax、IEmin值（R4=1.5kΩ）。

3．静态工作点变化对振荡器工作的影响

⑴实验初始条件：VEQ=2.5V（调W1达到），R5=110kΩ（接通K1，断开K2、K3）。 ⑵调节电位器W1以改变晶体管静态工作点IE，使其分别为表5.1所示各值，且把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表5.1。

表5.1

VEQ(V) f(MHz) Vp-p(V) 0.8 1,0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4,5 5.0 4．微调电容C4变化对振荡器工作的影响

⑴实验初始条件：同3⑴。

⑵用改锥（螺丝刀、起子）平缓地调节微调电容C4。与此同时，把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表5.2。

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表5.2 5．负载电阻变化对振荡器工作的影响 ⑴实验初始条件：同3⑴。

C4数值 Vp-p(V) 最小 较小 中间 较大 最大 f(MHz) ⑵改变负载电阻R5，使其分别为110kΩ、

10kΩ、1kΩ（分别单独接通K1、K2、K3），且

把示波器探头接到OUT端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表5.3。

表5.3 六、实验报告要求

1．根据实验测量数据，分析静态工作点(IEQ)对晶体振荡器工作的影响。

R5(kΩ) Vp-p(V) f (MHz) 110 10 1 2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、微调

电容、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。

3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验六 振幅调制器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?幅度调制

? MC1496四象限模拟相乘器 ?用模拟乘法器实现幅度调制 2．做本实验时所用到的仪器： ?万用表 ?双踪示波器

? AS1637函数信号发生器

?低频函数信号发生器（用作调制信号源） ?实验板3（幅度调制电路单元） 二、实验目的

1．掌握在示波器上测量调幅系数的方法。

2．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

3．掌握用MC1496来实现AM和DSB-SC的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间的关系。 三、实验内容

1．由MC1496组成的模拟相乘调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测量。

2．用双踪示波器观察DSB-SC波形。

3．用双踪示波器观察AM波形，测量调幅系数。 4．用双踪示波器观察调制信号为方波时的调幅波。

四、基本原理 1．MC1496简介

MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图1所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：

⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1），⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8kΩ。⒁脚接负电源?8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1内部电路及外部连接、v2的极性皆可取正或负，图1 MC1496 因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明：

vo??v?2Rcv2?th?1?Rt?2vT?，

因而，仅当上输入满足v1?VT (26mV)时，方有：

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vo?Rcv1?v2RtvT，

才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。

2．1496组成的调幅器

图 6-2 1496组成的调幅器实验电路

用1496组成的调幅器实验电路如图2所示。图中，与图1相对应之处是：R8对应于Rt，R9对应于RB，R3、R10对应于RC。此外，W1用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用W1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端加入调制信号时即可产生AM波。晶体管BG1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。 五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板3。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板3上幅度调制电路单元右上方的电源开关（K1）拨到ON位置，就接通了?12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

⑶调制信号源：采用低频函数发生信号发生器，其参数调节如下（示波器监测）： ?频率范围：1kHz ?波形选择：～ ?幅度衰减：?20dB ?输出峰-峰值：100mV

⑷载波源：采用AS1637函数信号发生器，其参数调节如下：

?工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗，此时才用作为信号源） ?函数波形选择(FUNCTION)：～ ?工作频率：100kHz

?输出幅度（峰-峰值）：10mV 2．静态测量

⑴载波输入端（IN1）输入失调电压调节

把调制信号源输出的调制信号加到输入端IN2（载波源不加），并用示波器CH2监测输

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出端（OUT）的输出波形。调节电位器W2使此时输出端（OUT）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小（电压峰-峰值为0）。然后断开调制信号源。

⑵调制输入端（IN2）输入失调电压调节

把载波源输出的载波加到输入端IN1（调制信号源不加），并用示波器CH2监测输出端（OUT）的输出波形。调节电位器W1使此时输出端（OUT）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小（电压峰-峰值为0）。

⑶直流调制特性测量

仍然不加调制信号，仍用示波器CH2监测输出端（OUT）的输出波形，并用万用表测量A、B之间的电压VAB。改变W1以改变VAB，记录VAB值（由表6.1给出）以及对应的输出电压峰-峰值Vo（可用示波器CH1监测输入载波，并观察它与输出波形之间的相位关系）。再根据公式vo＝kVABVcp-p计算出相乘系数k值（Vcp-p=10mV），并填入表1。

表1

VAB(V) Vo(V) k(1/V)

?0.4 ?0.3 ?0.2 ?0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 需要指出，对相乘器，有z=kxy，在这里有vo＝kvcv?（vo、vc、v?相应地是OUT、IN1、IN2端电压）。因此，当v?=0时，即使vc≠0，仍应有vo=0。若vo≠0，则说明MC1496的⑴、⑷输入端失调。于是应借由调节W1来达到平衡，这就是上面实验（2⑵）的做法（2⑴相同）。另一方面，在下面的实验中，又要利用对W1的调节来获得直流电压，把它先与v?相加后再与 vc相乘，便可获得AM调制。这与“失调”是两个完全不同的概念，请勿混淆。

3．DSB-SC（抑制载波双边带调幅）波形观察

在IN1、IN2端已进行输入失调电压调节（对应于W2、W1的调节）的基础上，可进行DSB-SC测量。

⑴DSB-SC信号波形观察

示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到IN2端旁的接线上），示波器CH2接OUT端，即可观察到调制信号及其对应的DSB-SC信号波形。

⑵DSB-SC信号反相点观察

增大示波器X轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB-SC信号，能否观察到反相点？

⑶DSB-SC信号波形与载波波形的相位比较

将示波器CH1改接IN1点，把调制器的输入载波波形与输出DSB-SC波形的相位进行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相（建议用DSB-SC波形（CH2）触发，X轴扫描用50μs档）。

4．AM（常规调幅）波形测量 ⑴AM正常波形观察

在保持W2已进行载波输入端（IN1）输入失调电压调节的基础上，改变W1，并观察当VAB

从?0.4V变化到+0.4V时的AM波形（示波器CH1接IN2， CH2接OUT）。可发现：当|VAB|增大时，载波振幅增大，因而调制度m减小；而当VAB的极性改变时，AM波的包络亦会有相应的改变。当VAB= 0时，则为DSB-SC波。记录任一m<1时VAB值和AM波形，最后再返回到VAB= 0.1V的情形。

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⑵不对称调制度的AM波形观察

在保持W1已调节到VAB= 0.1V的基础上，观察改变W2时的AM波形（示波器CH1接IN2， CH2接OUT）。可观察到调制度不对称的情形。最后仍调整到调制度对称的情形。

⑶ 100％调制度观察

在上述实验的基础上（示波器CH1仍接IN2， CH2仍接OUT），逐步增大调制信号源输出的调制信号幅度，可观察到100％调制时的AM波形。增大示波器X轴扫描速率，可仔细观察到包络零点附近时的波形（建议用AM波形（CH2）触发，X轴扫描用0.1ms档；待波形稳定后，再按下“m×10 MAG”按钮扩展）。

⑷过调制时的AM波形观察

①继续增大调制信号源输出的调制信号幅度，可观察到过调制时的AM波形，并与调制信号波形作比较。

②调W1使VAB= 0.1V逐步变化为?0.1V（用万用表监测），观察在此期间AM波形的变化，并把VAB为?0.1V时的AM波形与VAB为0.1V时的AM波形作比较。当VAB=0时是什么波形？

③最后调到m<1时的AM波形。 5．上输入为大载波时的调幅波观察

保持下输入不变，逐步增大载波源输出的载波幅度，观察输出已调波的变化情况，并回答思考题。最后把载波幅度复原（10mV）。

6．调制信号为方波时的调幅波观察

保持载波源输出的载波保持不变，但把调制信号源输出的调制信号改为方波（峰-峰值为100mV），观察当VAB从0.1V变化到?0.1V时的（已）调幅波波形。最后仍把VAB调节到0.1V。当VAB= 0时是什么波形？ 7．调制信号为三角波时的调幅波观察

同上，把调制信号源输出的调制信号改为三角波。 六、思考题

1．由本实验得出DSB-SC波形与调制信号、载波间的关系。 2．画出DSB-SC波形及m=100％时的AM波形，比较两者的区别。 3．解释在1496组成的调幅器中，把载波作为上输入的理由。

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实验七 振幅解调器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?振幅解调

?二极管包络检波 ?模拟乘法器实现同步检波 2．做本实验时所用到的仪器： ?万用表 ?双踪示波器

?低频函数发生器（用作调制信号源）

? AS1637函数信号发生器（用作载波源、恢复载波源） 二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调的影响。 3．了解包络检波器和同步检波器对m?100％的AM波、m＞100％的AM波和DSB-SC波的解调情况.

4．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB-SC波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB-SC波解调的影响。

三、实验内容

1．用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB-SC波时的性能。

2．用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB-SC波时的性能。

3．用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM波解调的影响。

4．用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB-SC波解调的影响。 四、基本原理

振幅解调即是从已调幅波中提取调制信号的过程，亦称为检波。通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。

1．包络检波

二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为0.5V以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管BG2和RC低通滤波器，如图1所示。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波。因此，选择合适的时间常数RC就显得很重要。

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图 1 二极管包络检波器电路

2．同步检波

同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图2所示。图中，恢复载波vc先加到输入端IN1上，再经过电容C1加在⑻、⑽脚之间。已调幅波vamp先加到输入端IN2上，再经过电容C2加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由⑿脚输出，再经过由C4、C5、R6组成的?型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（OUT）提取出调制信号。

需要指出的是，在图2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板3。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵把实验板3上幅度调制电路单元的电源开关（K1）拨到ON位置，就接通了?12V电源（相应指示灯亮）；把幅度解调电路单元的电源开关（K3）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

注意：做本实验时仍需重复振幅调制实验中的部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。

2．二极管包络检波器

二极管包络检波器的实验电路如图1所示，开关K4置OFF位置。 ⑴ AM波的解调

①m<100％的AM波的解调 (ⅰ) AM波的获得

与振幅调制实验中的五、4．⑴中的实验内容相同，以实验箱上的函数发生器作为调制信号源（输出60mVp-p的1kHz正弦波），以AS1637作为载波源（输出60mVp-p的100kHz正弦波），再调节W1使VAB= 0.2V左右，便可从幅度调制电路单元上输出约m=30％的AM波，其输出幅度（峰-峰值）至少应为0.8V。

(ⅱ) AM波的包络检波器解调

把上面得到的AM波加到包络检波器输入端（IN），即可用示波器在OUT端观察到包络检波器的输出（提示：用“DC”档），并记录输出波形。为了更好地观察包络检波器的解调

图 2 MC1496 组成的解调器实验电路

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性能，可将示波器CH1接包络检波器的输入，而将示波器CH2接包络检波器的输出（下同）。若增大调制信号幅度，则解调输出信号幅度亦会相应增大。

(ⅲ) 加大滤波电容的影响

把开关K4置ON位置，便可观察到加大滤波电容的影响（输出减小，且有失真），然后把K4重置OFF位置。顺便指出：R15=4.7kΩ，C9=0.022μF，C10=0.1μF。

②m=100％的AM波的解调

加大调制信号幅度，使m=100％，观察并记录检波器输出波形。 ③m＞100％的AM波的解调

继续加大调制信号幅度，使m＞100％，观察并记录检波器输出波形。 在做上述实验时，亦可用改变W1（VAB）的方法来获得各种不同类型的调幅波。 ⑵ DSB-SC波的解调

保持载波信号的峰-峰值不变，将调制信号源输出的调制信号峰-峰值增大到80mV，并调节Wl，使得在调制器输出端产生DSB-SC信号。然后把它加到二极管包络检波器的输入端，观察并记录检波器的输出波形，并与调制信号作比较。 3．同步检波器

同步检波器的实验电路如图2所示。 ⑴ AM波的解调

①输出端接上?型低通滤波器时的解调

先将幅度解调电路单元中的开关K1、K2置“ON”位置（即输出端接上?型低通滤波器），然后将三通连接器直接插在1637的输出端插座上。三通连接器的一路输出用作为AM调制的载波，并采用与振幅调制实验中相同的方法来获得调制度分别为m<100％、m=100％、m＞100％的三种AM波，将它们依次加入到幅度解调电路的IN2输入端。三通连接器的另一路输出接到解调器的IN1端上（用作为恢复载波）。示波器CH1接调制信号，CH2接同步检波器的输出（幅度解调电路单元的“OUT”端），分别观察并记录三种AM波的解调输出波形，并与调制信号作比较。

②输出端不接?型低通滤波器时的解调

开关K1、K2置“OFF”位置（即不用?型低通滤波器），观察并记录m<100％的AM波输入时的解调器输出波形，与调制信号相比较。然后把开关K1、K2重置“ON”位置。 ⑵ DSB-SC波的解调

①输出端接上?型低通滤波器时的解调

采用振幅调制实验中的五、3中相同的方法来获得DSB-SC波，并加入到幅度解调电路的IN2输入端，而其它连线均保持不变（K1、K2置“ON”），观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比较。

②输出端不接?型低通滤波器时的解调

K1、K2置“OFF”位置，观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比较。 六、思考题

1．由本实验归纳出包络检波器和同步检波器的解调性能，以“能否正确解调”填入表1中，并作必要说明。

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表7.1

调幅波 能否正确解调 包络检波 同步检波 AM m =30％ m =100％ m ＞100％ DSB-SC 2．由本实验知：在图1中的并联电容C10对AM波的解调有何影响？由此可以得出什么结论？

3．由本实验知：在图2中的?型低通滤波器对AM波、DSB-SC波的解调有何影响？由此可以得出什么结论？

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实验八 变容二极管调频器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?频率调制

?变容二极管调频

?静态调制特性、动态调制特性 2．做本实验时所用到的仪器：

? 实验板4（变容二极管调频振荡器单元，相位鉴频器单元） ?低频函数发生器（用作调制信号源） ? 双踪示波器 ?频率计 ? 万用表

二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法。

3．了解变容二极管串接电容的数值对FM波产生的影响。

4．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。

三、实验内容

1．用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响。

2．变容二极管调频器静态调制特性测量（不接C3与接入C3两种情况）。 3．变容二极管调频器动态调制特性测量（不接C3与接入C3两种情况）。

四、基本原理

1．变容二极管调频器实验电路

变容二极管调频器实验电路如图8-1所示。图中，BG2本身为电容三点式振荡器级，它与BG1（变容二极管）一起组成了直接调频器。BG3为共射放大器，BG4为射极跟随器。W1

图8-1变容二极管调频器实验电路

用来调节变容二极管偏压，W2用来调节BG2级的静态工作点，它们都会影响FM波载波频率。W3用来调节输出（OUT）电压幅度。

2．变容二极管调频器工作原理

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变容二极管调频器的直流通路如图8-2(a)所示，高频通路如图8-2(b)所示（已设K1断开）。由图8-2 (a)可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由R3、W1分压后，从W1滑动端上取出的电压，因而调节W1即可调整偏压。由图8-2 (b)可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共集接法），变容二极管经由C4（或C3+C4）再加到回路的L2上，因而是属于变容二极管取部分接入的电路。接通K1可增大接入系数。显然，振荡频率fosc为：

fosc?12?L2C?，式中，CΣ=(C2∥Cj∥C4)+( C5∥C6∥C7)（若接通K1，则用C3+C4取代C4）。

对输入音频信号而言，C1、L1短路，C2开路，从而音频信号可加到变容二极管BG1上。只要改变Cj，即可改变CΣ，从而改变振荡频率，这就是变容二极管调频器的工作原理。

R3+12VCjW1R2BG1C2R4C4C5BG2C8L2C6R6R7C7(a)(b)图8-2 变容二极管调频器的直流、高频通路

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板4。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板4上变容二极管调频振荡器单元（简称调频器单元）的电源开关（K2）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

2．静态调制特性测量

输入IN端先不接音频信号，将频率计接到调频器单元OUT端的C点（在本单元最右边中部）。调节W2使得BG2射极到地之间的电压为4V（即集电极电流Ic0=1mA，因为R7=1kΩ），此后应保持不变。

⑴ 电容C3(=100pF)不接（开关K1置OFF）时的测量

调整Wl使得振荡频率f0=6.5MHz（用频率计测量），用万用表测量此时A点（在调频器单元最左边中部）电位值，填入表8.1中。然后重新调节电位器Wl，使A点电位在0.5～8V范围内变化，并把相应的频率值填入表8.1。最后仍需将振荡频率调回到6.5MHz。

⑵ 电容C3接入（开关K1置ON）时的测量：同上，将对应的频率填入表8.1。最后仍需将振荡频率调回到6.5MHz。

⑶ 调节W2以改变BG2级工作点电压，观测它对于调频器输出波形的影响。最后仍需将BG2射极到地之间的电压调回到4V

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⑷ 调节W3以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于调频器输出波形的影响。

表8.1

VA(V) f0(MHz) 不接C3 接入C3 6.5 空格 空格 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 6.5 3．动态调制特性测量 ⑴ 实验准备

① 先把相位鉴频器单元（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（开关K7置ON，相应指示灯亮），再把鉴频器单元电路中的K2、K3、K5置ON位置，K1、K4、K6置OFF位置（此时三个固定电容C5、C9、C10接通，三个可变电容C4、C11、C12断开，从而鉴频器工作于正常状态，即鉴频特性是：中心频率为6.5MHz、上下频偏及幅度对称的S形曲线）。

②以实验箱上的函数发生器作为音频调制信号源，输出频率f=1kHz、峰-峰值Vp-p=0.4V（用示波器监测）的正弦波。

⑵ 电容C3(=100pF)不接（开关K1置OFF）时的测量 ① 调整Wl使得振荡频率f0=6.5MHz。

② 把实验箱上的函数发生器输出的音频调制信号加入到调频器单元的IN 端，便可在调频器单元的OUT端上观察到FM波。

③ 把调频器单元的OUT端连接到鉴频器单元的IN端上，便可在鉴频器单元的OUT端上观察到经解调后的音频信号。

④ 调节调制信号源输出峰-峰值Vip-p，使之按表8.2的要求变化，并将对应的解调信号输出（鉴频器单元OUT端）峰-峰值Vop-p填入表8.2中。

需要指出的是，动态调制特性（实为调频特性）的本义是：调频器的输出频偏与输入电压之间的关系曲线。这里，用相位鉴频器作为频偏仪。只要相位鉴频器的鉴频线性足够好，就可以鉴频器的输出电压代替鉴频器输入频偏（两者之间相差一个系数），本实验即为此。

⑶ 电容C3接入（开关K1置ON）时的测量：同上，将对应的频率填入表8.2。

⑷ 调节W2以改变BG2级工作点电压，观测它对于鉴频器解调输出波形的影响。 ⑸ 调节W3以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于鉴频器解调输出波形的影响。

表8.2

Vip-p(V) 不接C3 接入C3

Vop-p (V) Vop-p (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 六、实验报告要求

1．根据实验数据，在同一坐标纸上画出电容C3不接和电容C3接入两种情况下的静态调制特性曲线，分别求出其调频灵敏度，说明曲线斜率受哪些因素的影响，并进行比较。

2．在坐标纸上画出电容C3不接和电容C3接入两种情况下的动态调制特性曲线，并进行比较。

3．由本实验总结出：在图8-1中的并联电容C3对FM波的产生有何影响？由此可以得出什么结论？

4．说明W2、W3对于调频器工作的影响。 5．总结由本实验所获得的体会。

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实验九 电容耦合回路相位鉴频器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? FM波的解调

?电容耦合回路相位鉴频器 ?S形鉴频特性

2．做本实验时所用到的仪器：

? 实验板4（变容二极管调频振荡器单元，相位鉴频器单元） ?实验板6（宽带检波器）

? 低频函数发生器（用作调制信号源） ? 双踪示波器

? AS1634函数信号发生器（用作为扫频仪） ? 万用表

二、实验目的

1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念。 2．了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。 3．了解鉴频特性（S形曲线）的正确调试方法。

4．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。

三、实验内容

1．调频-鉴频过程观察：用示波器观测调频器输入、出波形，鉴频器输入、出波形。

2．鉴频特性（S形曲线）观察。

3．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对S形特性曲线的影响。 4．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响。

四、基本原理

电容耦合回路相位鉴频器实验电路如图9-1所示。图中，BG1、BG2组成差分放大器，用来对输入FM波进行放大。BG2集电极输出经电容C8隔直流后加到鉴频器上。尽管有时亦称为耦合电容，但它对信号频率呈现短路(C8=1000pF)。真正的耦合电容是C10(或C12)+C14，由于它们的电容量较小（C10=15pF，C14=33pF，C12=7/27pF），就会产生相移接近于90°的容性

图9-1 电容耦合回路相位鉴频器实验电路

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电流，从而实现90°的附加相移。由此可见，这是一个电容耦合回路相位鉴频器电路。

在本实验中，开关K2/K3/K5和开关K1/K4/K6是两组对应的“同步”开关，即每组的三个开关必须同步地接通或断开（另一组相反）。例如，当开关K2/K3/K5置ON（开关K1/K4/K6置OFF）时，三个固定电容C5、C9、C10接通。此时的鉴频器工作在正常状态下，即鉴频特性是：中心频率为6.5MHz、上下频偏及幅度对称的S形曲线。而当开关K1/K4/K6置ON（开关K2/K3/K5置OFF）时，三个可变电容C4、C11、C12接通，就可对鉴频特性进行调整。具体说来，调节C4可改变初级回路的谐振频率，调节C11可改变次级回路的谐振频率，调节C12可改变初、次级回路之间的耦合程度。

五、实验步骤 1．实验准备

⑴ 在箱体右下方插上实验板4。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

⑵ 把实验板4上变容二极管调频振荡器单元（简称调频器单元）的电源开关（K2）以及相位鉴频器单元（简称鉴频器单元）的电源开关（K7）都拨到ON位置，就接通了这两个单元的+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

2．调频-鉴频过程观察（该实验与实验八中的内容有部分重复）

⑴ 以实验八中的方法产生FM波（示波器监视），并将调频器单元的输出（OUT）连接到鉴频器单元的输入（IN）上。

⑵ 把鉴频器单元上的开关K2/K3/K5置ON，开关K1/K4/K6置OFF（此时三个固定电容C5、C9、C10接通），便可在鉴频器单元的输出（OUT）端观察到鉴频输出波形，即频率为1kHz的正弦波。建议采用示波器作双线观察：CH1接调频器输入端，CH2接鉴频器输出端，并作比较。

⑶ 若增大低频函数发生器输出的调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会相应增大（在一定范围内）。

3．三个电容变化对FM波解调的影响

与实验2相同，但是把开关K1/K4/K6接通（置ON），把开关K2/K3/K5断开（置OFF），然后再观察可变电容C4、C11、C12变化对于鉴频器输出端解调波形的影响。

4．鉴频特性（S形曲线）观察 ⑴ 1634频率定标

在实验一中已经对1634进行过频率定标，这里的方法相同，只是两者的中心频率不同而已。

1) 准备工作

① 频率范围：2MHz～16MHz；

② 工作方式：内计数（按键左边5个指示灯皆暗）； ③ 函数波形：正弦波。

2) 把4.0、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、9.0MHz频率分别存入第0～7单元中 ① 第0单元频率定标与存储

ⅰ) 调频率调谐旋钮，使频率显示为4000（同时“kHz”灯亮，标明为4.0MHz）； ⅱ) 按STO键，相应指示灯亮；再调频率调谐旋钮，使存储单元编号显示为“0”； ⅲ) 再按STO键，相应指示灯暗，表明已把4.0MHz频率存入第0单元中。 ② 第1单元频率定标与存储

ⅰ) 调频率调谐旋钮，使频率显示为5000（同时“kHz”灯亮，标明为5.0MHz）；

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ⅱ) 按STO键，相应指示灯亮；再调频率调谐旋钮，使存储单元编号显示为“1”； ⅲ) 再按STO键，相应指示灯暗，表明已把5.0MHz频率存入第1单元中。

③ 依此类推，直到把9.0MHz频率存入第7单元中为止。 3) 其他参数设置

① 扫描时间：20ms。设置方法为：按“工作方式”键，使TIME灯点亮；再调“频率调谐（扫描时间）”旋钮，使扫描时间显示为0.020s；

② 工作方式：线性扫描。设置方法为：再按“工作方式”键，使INT LINEAR灯点亮；

③ 输出幅度：50mV。设置方法为：使“﹣40dB”衰减器工作，并调“输出幅度调节（AMPL）”旋钮，使输出为50mVp-p。

⑵ S形曲线观察 先用5根线作如下连接：

? AS1634的输出端（OUTPUT 50?）连接到鉴频器的IN端；

? 鉴频器的输出端（OUT）连接到实验板6的混合输入端（注意：不是“信号输入端”）； ? AS1634背面板上的频标输出端（MARKER OUT）连接到实验板6的频标输入端； ? 实验板6的混合输出端连接到双踪示波器CH2（Y）端； ? AS1634背面板上的锯齿输出端（SAWTOOTH OUT）连接到双踪示波器CH1（X）端。此时需把示波器水平扫描调节旋钮置于“X-Y”档，该CH1输入即用作为外同步信号，便可在示波器上观测到带频标刻度的S形鉴频特性，其中心频率为6.5MHz，

如图9-2所示。

图9-2 S形鉴频特性

5．三个电容变化对S形特性曲线的影响 ⑴ 接通K1，断开K2，调节C4可改变S形曲线的对称性。 ⑵ 接通K4，断开K3，调节C11可改变S形曲线的中心频率。

⑶ 接通K6，断开K5，调节C12可改变S形曲线的线性度。

调节电容时要注意观察S形曲线的变化，最终应尽量把曲线调得对称。

⑷ 耦合电容C12最小、最大时的鉴频宽度和鉴频跨导测量 ① 鉴频宽度BW和鉴频跨导S的定义

鉴频宽度BW=fmax﹣fmin，鉴频跨导S=(Vmax﹣Vmin)／BW。式中，fmax、fmin分别是S形曲线的上、下峰点对应的频率；Vmax、Vmin分别是S形曲线的上、下峰点对应的幅度（纵坐标）值。

② 先把C12调到最小的位置，再微调C4、C11使S曲线为最佳，记下曲线中心频率f0以及fmax、fmin，Vmax、Vmin，便可进行计算。

③ 再把C12调到最大的位置，重新微调C4、C11使S曲线为最佳，记下相应参数值：f0’、fmax’、fmin’、Vmax’、Vmin’，再进行计算。

④ 对上述两种情况进行比较。

六、实验报告要求

1．画出调频-鉴频系统正常工作时的调频器输入、输出波形和鉴频器输入、输出波形。 2．画出从示波器上观测到的带频标刻度的S形鉴频特性，标出其中心频率、鉴频范围。 3．根据实验数据，说明可变电容C4、C11、C12变化对于S形鉴频特性形状的影响；着重说明耦合电容C12对于鉴频宽度和鉴频跨导的影响。

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4．根据实验数据，说明可变电容C4、C11、C12变化对于鉴频器输出解调波形的影响。 5．总结由本实验所获得的体会。

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实验十 LM566组成的频率调制器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? LM566单片集成压控振荡器

?LM566组成的频率调制器工作原理 2．做本实验时所用到的仪器： ? 万用表 ? 双踪示波器

? AS1637函数信号发生器

? 低频函数发生器（用作调制信号源）

? 实验板5（集成电路组成的频率调制器单元） 二、实验目的

1．熟悉LM566单片集成电路的组成和应用。

2．掌握用LM566单片集成电路实现频率调制的原理和方法。

3．了解调频方波、调频三角波的基本概念。

三、实验内容

1．定时元件RT、CT对LM566集成电路调频器工作的影响。 2．输入调制信号为直流时的调频方波、调频三角波观测。 3．输入调制信号为正弦波时的调频方波、调频三角波观测

4．输入调制信号为方波时的调频方波、调频三角波观测。

四、基本原理 1．LM566简介

LM566是一种积分-施密特触发电路型的单片集成VCO电路，其管脚排列和外部连接见图10-1。其中，⑧脚接正电源，①脚接负电源（或地），②脚悬空，③脚输出方波，④脚输出三角波，⑤脚接输入电压，⑥脚接定时电阻RT，⑦脚接定时电容CT。LM566的内部框图如图10-2所示。图中

图10-1 LM566管脚排列及外部连接

的幅度鉴别器实为施密特触发器，并设其正向触发电平为VSP，反向触发电平为VSM。当电容CT充电时，开关S1接通、S2断开，从而VCC经由RT、恒流源I0对CT形成恒流的充电回路。电容CT上电压V7线性上升，控制电压形成电路输出Vo为低电平。当V7达到VSP时，幅度鉴别器翻转，使控制电压形成电路输出Vo转换为高电平，引起开关S1断开、S2接通，从而恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0。由于电流转发器的特点，使得I7≡I6，因而I7=I0，该电流由CT提供。于是电容CT经由电流转发器而放电，V7线性下降， Vo保持高电平不变。当V7达到VSM时，又引起幅度鉴别器翻转，使Vo转换为低电平，引起开关S1接通、S2断开，重新对CT充电?，波形如图10-3所示。

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图10-2 566内部框图

图10-3 波形图

由于VCO的工作过程是用输入电压控制输出频率，因而其本质就是一个调频器。输入调制信号可加在⑤脚上，只是566输出的是调频方波或调频三角波（载波不是正弦波）而已。改变定时元件RT、CT可改变载波频率，其频率表达式为： f?2?V8?V5??Hz?RTCTV8，

式中，RT、CT如上所述，V5、V8是566管脚⑤、⑧的对地电压。

2．LM566组成的频率调制器 LM566组成的频率调制器实验电路如图10-4所示。图中采用了+5V、﹣5V两路直流电源，分别接到⑧脚、①脚上。C1是定时电容，由开关K4控制其接入与否。R3与W1一起组成了定时电阻，调节W1可改变定时电阻的数值。输入（⑤脚）有两种工作方式：一是静态工作（开关K3接通，K2断开），由⑤脚输入直流电压，输出为未调载波；调节W2可改变载波频率（周期）。二是动态工作（开关K1、K2接通，K3断开），

图10-4 566组成的频率调制器实验电路 BG0R0从IN端输入的调制信号，再与R6上分得的直流电压相叠加，一起加入到⑤脚上，从而输出-5VC4为已调波。根据需要，可在OUT1端输出方波，OUT2端输出三角波，因而本实验输出 C1LEDK4K5R3W1+5V-5V+5V的是调频非正弦波。

OUT1R1五、实验步骤

OUT21234LM5668765C5R2+5V1．实验准备

K1K2K3⑴ 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源指示灯点亮。

C3R5C2R6W2

INW4- 39 - ⑵把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元右上方的电源开关（K5）拨到ON位置，就接通了?5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

2．观察RT、CT对频率的影响（RT = R3+Wl、CT = C1） ⑴实验准备

① K4置ON位置，从而C1连接到566的管脚⑦上；

②开关K3接通，K1、K2断开，从而W2和C2连接到566的管脚⑤上； ③调W2使V5=3.5V（用万用表监测开关K3下面的测试点）；

④将OUT1端接至AS1637函数信号发生器的INPUT COUNTER来测频率。

⑵改变W1并观察输出方波信号频率，记录当W1为最小、最大（相应地RT为最小、最大）时的输出频率，并与理论计算值进行比较，给定：R3 =3kΩ，W1=1kΩ，C1=2200pF。

⑶用双踪示波器观察并记录当RT为最小时的输出方波、三角波波形。

⑷若断开K4，会发生什么情况？最后还是把K4接通（正常工作时不允许断开K4）。 3．观察输入电压对输出频率的影响

⑴直流电压控制（开关K3接通，K1、K2断开）

先把Wl调至最大（振荡频率最低），然后调节W2以改变输入电压，测量当V5在2.4V～4.8V变化（按0.2V递增）时的输出频率f，并将结果填入表1。

表1

V5(V) f(kHz)

2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 ⑵交流电压控制（开关K3断开，K1、K2接通，并仍将Wl调至最大）

①将低频函数发生器输出的正弦波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号加入到本实验单元的IN 端，用双踪示波器的两路输入同时观察输入的调制信号（IN端）以及输出的调频方波信号（OUT1端）。同样，亦可在OUT2端观察到调频三角波。

顺便指出：由于是调频，两路信号不可能同时稳定，因而只能采用“要观察谁，就由谁同步”的方法。此外，在观察调频方波时，宜在波形稳定后，按下“×10 MAG”按钮，并移动X位置把最前面的一个周期长度与最后面的一个周期长度作比较，发现两者不同，才表明是调频。

②将低频函数发生器输出的方波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号，用双踪示波器再作观察和记录。

六、思考题

1．根据实验测量到的，当RT为最小、最大（W1为最小、最大）时的输出频率，说明定时电阻RT的作用，并与理论计算值进行比较。

2．根据实验结果，说明定时电容CT的作用。 3．对表1的结果作简要说明。

4．整理实验结果，大致画出正弦波调制时的调频方波、调频三角波波形图，说明调频概念。再大致画出方波调制时的调频方波、调频三角波波形图，说明调频概念。

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实验十一 LM565组成的频率解调器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? LM565单片集成锁相环

?LM565组成的频率解调器工作原理 2．做本实验时所用到的仪器： ? 万用表

? 双踪示波器

? 低频函数发生器（用作调制信号源）

? 实验板5（集成电路组成的频率调制器单元，集成电路组成的频率解调器单元） 二、实验目的

1．掌握用LM565单片集成电路实现频率解调的原理，并熟悉其方法。 2．了解正弦波调制的调频方波的解调方法。

3．了解方波调制的调频方波的解调方法。 三、实验内容

1．无输入信号时（自激振荡产生）的输出方波观测。 2．正弦波调制的调频方波的解调。 3．方波调制的调频方波的解调。 四、基本原理

1．LM 565简介

LM 565是一种单片集成PLL电路，其框图和外部连接如图11-1所示。由图可见，它包括鉴相器（PD）、放大器（A）和压控振荡器（VCO）三个部分。鉴相器为双平衡模拟相乘电路。压控振荡器为积分-斯密特电路，与LM 566完全一致。鉴相器有两路输入：一路是外加的FM/RF差分输入（⑵、⑶脚），另一路是由⑸脚加入的PD输入。通常，它可直接来自于VCO输出（⑷脚）。

图11-1 565框图和外部连接

把两者分开的目的是便于插入分频器，以用于频率合成器。本实验中可将⑷、⑸两脚短接。鉴相器输出加到放大器（A）上。放大器的集电极负载R（典型值为3.6kΩ）与⑺脚的外接点容C一起组成了环路滤波器，其输出加到压控振荡器（VCO）上。如上所述，VCO的输出可由⑷脚取出。另一方面，接到⑻、⑼脚的定时电阻RT、定时电容CT则决定了VCO的输出振荡频率。⑹脚提供一个基准电压输出。正电源接到⑽脚，负电源接到⑴脚，⑾～⒁脚皆为空脚。

2． LM 565组成的频率解调器电路

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LM565组成的频率解调器实验电路如图11-2所示。其中，LM565部分如前所述，C7是定时电容，R6+W1是定时电阻。LM311是一个电压比较器，用来把LM565的⑺脚输出的三角波变换为方波。为此，把LM 565的⑺脚输出加到LM 311的一个输入端（⑶脚）上，又把LM 565的⑹脚输出的基准电压加到LM 311的另一输入端（⑵脚）上（用作比较电平），便可在LM311输出端（OUT）得到已解调的方波信号。调节W1可改变LM311的比较电平，从而可调节OUT端输出方波的占空比。

五、实验步骤 1．实验准备 指示灯点亮。

⑵把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元（简称566

调频单元）的电源开关（K5）和集成电路组成的频率解调器单元（简称565鉴频单元）的电源开关（K1）都拨到ON位置，就接通了这两个单元的?5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。

2．自激振荡观察

在565鉴频单元的IN端先不接输入信号，把示波器探头接到A点，便可观察到VCO自激振荡产生的方波（峰-峰值4.5V左右）。

3．调制信号为正弦波时的解调

⑴先按实验十的实验内容获得正弦调制的调频方波（566调频单元上开关K1、K2接通，K3断开，K4接通）。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择—正弦波，频率—1kHz，峰-峰值—0.4V，便可在566调频单元的OUT1端上获得正弦调制的调频方波信号。

⑵把566调频单元OUT1端上的调频方波信号接入到565鉴频单元的IN端，并把566调频单元的Wl调节到最大（从而定时电阻RT最大），便可用双踪示波器的CH1观察并记录输入调制信号（566调频单元IN端），CH2观察并记录565鉴频单元上的A点波形（峰-峰值为4.5V左右的调频方波）、B点波形（峰-峰值为40mV左右的1kHz正弦波）和OUT端波形（需仔细调节565鉴频单元上的W1，可观察到峰-峰值为4.5V左右的1kHz方波）。

⑶调节565鉴频单元上的W1，可改变565鉴频单元OUT端解调输出方波的占空比。 4．调制信号为方波时的解调

当调制信号为方波时，则上述的模拟调制/解调就成为数字调制/解调。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择—方波，频率—100Hz，峰-峰值—0.4V。然后把它作为调制信号加入到566调频单元的IN端上，并把566调频单元的OUT1端与565

图11-2 LM565组成的频率解调器实验电路

⑴ 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上?12V、?5V电源

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鉴频单元的IN端相连，便可分别观察566调频单元OUT1端上的方波调制的调频方波信号，565鉴频单元上的解调输出信号（B点）以及565鉴频单元上的比较器31l的输出信号（OUT）。

六、思考题

1．整理实验结果，大致画出无输入信号时（自激振荡产生）的输出方波波形，并作必要说明。

2．整理实验结果，大致画出调制信号为正弦波时的调频方波的解调输出波形，并作必要说明。

3．整理实验结果，大致画出调制信号为方波时的调频方波的解调输出波形，并作必要说明。

4．总结由本实验所获得的体会。

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实验十二 正弦波振荡电路设计

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ?石英晶体振荡器

?串联型晶体振荡器 ?三点式LC振荡器

?克拉泼电路 ?RC振荡电路

?静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ?直流稳压电源 ?双踪示波器 ?频率计 ?万用表 二、实验目的

1. 加深对振荡电路原理的理解。

2. 学习RC振荡电路、晶体振荡电路的设计方法。

3. 掌握RC振荡电路、晶体振荡电路的安装调试及测试方法。 三、实验内容

设计一个振荡电路（RC振荡电路或晶体振荡电路），电路自行设计，要求频率范围：500HZ------10MHZ，单峰输出幅度?100mV。 四、实验步骤

1. 根据设计任务书要求以及自己的情况选择振荡电路的模式（即RC振荡电路或晶体振荡电路）

RC振荡电路是一种采用RC网络作为反馈网络，并运用晶体管或集成运算放大器作为放大的电路。RC网络常用移相式和串并联式两种形式。一般应用在振荡频率比较低的场合。它的特点是：电路简单，起振容易，便于调整振荡频率。

晶体振荡电路是一种采用石英晶体作为LC三点式振荡电路的电感元件或作为正反馈放大器中串联谐振器件的电路。有并联型和串联型，一般应用在振荡频率比较高的场合。它的

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特点是：振荡频率稳定度高，正弦波形好，但电路较复杂，不易起振，调整振荡频率难。 2. 设计电路，画出电路图。

在振荡电路模式确定的条件下，根据电路的复杂程度、元器件价格、振荡频率高低选择振荡电路形式，设计电路参数。除这些电路参数外，还要考虑滤波电路的参数设计，以有效消除干扰，保证电路稳定工作。

元器件参数的设计，要考虑当前常用的元器件类型，便于购买；还要考虑元器件的参数差异，保证有足够的容差范围。

在设计过程中，要将元器件参数理论计算值转换为元器件参数的标称值，这也是工程设计的一个重要环节。列出常用电阻、电容的标称值于后：

1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 2.4 2.7 3.0 3.6 3.9 4.3 4.7 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 （×1，×10，×100，×1K，×10K，×100K，×1M?）pf,μf. 3. 元器件选购：

根据前面设计的电路参数选购相对应的元器件是保证本项目是否成功的关键，因此，必须掌握元器件特性，应用范围，电路特点。电阻的种类有：碳腊电阻，金属氧化膜电阻，直插电阻，贴片电阻。电容的种类有：瓷片电容，聚脂电容，聚炳烯电容，电解电容，等等。 实验室根据学生提供的电路参数，购进元器件供同学选取。 4. 元器件安装：

由于本项目的学时数有限，仅为4学时，要在这样短的时间内完成整个项目设计和调试是不可能的，因此，要求同学抽空闲时间，在万能板上焊接安装好元器件。 5. 电路调试和性能测试：

首先将已安装好元器件的万能板进行检查，核对元器件是否与设计相符，连接是否正确，是否短路或开路现象。

第二步是调整直流电源电压，保证输出晓以大义是你电路所需的值。 第三步是加电测试以下参数值：

静态测试：Vcc，VCEQ，VEQ，ICQ 等。 用万用表直流档测量以上各电压值，并列表记录下来 性能测试：

用示波器观察振荡电路产生的正弦波波形，测出正弦波的幅度值。改变有关元器件参数，保证正弦波失真最小，保证正弦波幅度值达到设计任务书所规定的最小值。记录正弦波波形图及其最大不失真峰峰值。用频率计测量正弦波的频率，记录下来。

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在实际的性能测试中，往往是振荡电路没有正弦波输出，其原因是多种多样的。解决问题主要从以下几方面考虑（但不局限于此）： ? ? ? ? ?

元器件安装错误

元器件参数不符合设计要求 电路连接不对，从而改变了电路结构 电路中有虚焊，假焊，漏焊 振荡电路设计的合理性

五、实验报告要求：

本实验不同于其它的验证性实验，而属于设计性实验，因此，在写实验报告时应有更高的要求，至少应包括以下几方面： 1、 设计思路及设计方案介绍。

2、 详细的电路设计阐述（电路形式，电路原理图，参数选取）。

3、 设计电路性能分析（关键元器件参数对正弦波信号幅度和振荡频率的影响）。 4、 设计、安装和测试过程所遇到的问题。

5、 记录电路的实际波形和参数值，分析实验结果；若电路不能起振，分析失败的原因。 6、 总结完成本设计性实验项目的收获。

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附录 通信原理与高频电路实验室仪器操作规程

模拟示波器

注意：示波器的按键长按（－）和短按（--）分别代表不同的功能，使用时注意按键旁边的标示。

型号为：HM404-2示波器操作指南

1. 通道选择：CHI 和 CHII 轻按，即可交替输入，在CHI （或CHII）情况下，轻按DUAL

即可同时显示两个信道。 2. I/II 按钮功能

（1）长按△V与△t 之间切换，并且测量光标线相应转换成水平或垂直； （2）轻按I/II测量光标线在I和II之间切换，方便移动。

（3）若同时按I/II与CHI/II两按钮，在一条光标测量线可移动，还是两条光标测量线一起移动之间切换。

3. CHI/II按钮功能：在出现△t（f）时，按该按钮可以相互切换

型号为：HM504-2示波器操作指南

1. 通道选择：CHI 和 CHII 轻按，即可交替输入，在CHI （或CHII）情况下，轻按DUAL

即可同时显示两个信道。

2. 在有光标的前提下（其中CUR灯亮）

（1）轻按SELECT，测量光标线在（I，II）与（I，I）之间转换。I测量光标线用Y-POS/CURS.1旋钮控制移动，II测量光标线用Y-POS/CURS.II旋钮控制移动。 轻按MEASURE出现菜单CURSOR MEASURE进行手动测量。

（2）重按SELECT完成光标线消失情况下，轻按MEASURE出现AUTO MEASURE菜单，可以

信号发生器（AS1637）

函数信号发生器开机预热15分钟后，即能进入稳定的工作状态，仪器开机后将进入上次关机时的工作状态。

（1） 需要选择不同的信号波型，请按功能键（FUNCTION）

（2） 信号在调节频率时，首先应将工作方式选择在内计数状态。先按频段选择键选择一

个所需的工作频段，然后再调节频率调节旋钮至所需的信号频率。

（3） 信号输出幅度的调节。

直流稳压源SS3323 独立输出操作模式：

1） 打开电源，OUTPUT开关置于关断状态

2） 同时将两个TRACKING选择按键按出，将电源供应器设定在独立操作模式。 3） 调整电压和电流旋钮至所需电压和电流值 4） 将红色测试导线插入输出端的正极 5） 将黑色测试导线插入输出端的负极 6） 连接负载后，打开OUTPUT开关 CH3输出操作

CH3输出端可提供3－6V直流输出电压及3A的输出电流，为电子电路实验提供电源，非常方便实用。

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1） 打开电源，OUTPUT开关置于关断状态。

2） 根据电路的需要调整CH3的调压旋钮，将CHI/CH3按下，使电压表显示值为所需电压。 3） 将负载的正极连接到电源供应器的CH3输出端的正极（红色端子）。 4） 将负载的负极连接到电源供应器的CH3输出端的负极（黑色端子）。 5） 连接负载后，打开OUTPUT开关。 6） 假如前面板的电流表指示值达到3A，电压表指示值降低则表示已超过最大额定电流（过

载），此时输出电压及电流将渐渐降低以执行保护功能。若要恢复CH3输出，则必须减轻负载量。

低频信号发生器（AS101E）

函数信号发生器开机预热15分钟后，即能进入稳定的工作状态，仪器开机后将进入上次关机时的工作状态。

（1）需要选择不同的信号波型，请按波型选择键，即可得到所需输出波型。 （2）信号的频率：在调节信号频率时，先按频率选择键（低高），选择一个所需的工作频段，然后财调节带有慢转机构旋钮至所需的信号频率。

（3）座号输出幅度的调节：如果你要求信号幅度在10倍（20dB）以内变化时，你可调节信号幅度电位器，如需更大的衰减时，请按下按键（-60dB），每按一次，衰减量增加20dB，依次为20dB，40dB，60dB，如需减小衰减量时，请按下按键（0dB），每按一次，衰减量减小20dB，依次40dB，20dB，0dB。

高频交流毫伏表AS2272 1） 测量准备

a. 把探头接到探头插座上

b. 接通电源，仪器预热15分钟

c. 探头插入本仪器提供的T型接头内，并接上终端负载

d. 切换合适的量程对应的被测电压进行测量，如不了解被测电压的大概范围，建议使用自

动档。

2）操作注意事项

a. 探头应尽量离开发热体，以免引起探头升温

b. 探头测量电压，直流电压应不大于100V，交流电压不大于15Vrms。在测量小信号时，应避免周围环境强电磁场干扰。

c. 探头是本仪器的主要部件，若使用不当，极易损坏探针及连线，因此在使用时需格外小心谨慎。

d. 为了精确测量小信号，应先观察一下仪器的零位，如果零位不在平衡（即屏上没有显示bal），建议再一次校零，使其到达平衡点。 3）测放大器增益

a. 设置信号源的输出频率为被测放大器的工作频率。 b. 设置信号源的输出电平为放大器正常工作电平。

c. 将AS2272的探头置于被测放大器的输入端U1处，测得输入电压或输入电平，并按下△dB按钮，此时显示的是0dBm，即以输入电平为基准。

d. 再将AS2272的探头置于被测放大器的输出端U2处，此时显示的数值即为被测放大器的输出与输入的，亦即被测放大器的增益。 4）放大器的幅频特性（频响）

a. 设置信号源的输出电平为放大器正常工作的电平。

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b. 将AS2272的探头置于被测放大器的输出端U2处，同时按下△dB按钮。 c. 改变信号源不同的输出频率，并保持输入到放大器的电平为定值。

d. 测得不同的输出频率时的△dB差值，其变化即为该放大器的幅频特性。 Q表QBG-3D/AS2853 1. 测试注意事项

a. 本仪器应水平安放，校准Q值指示的电表机械零点。

b. 如果你需要较测量，请接通电源后，预热30分钟，再进行测试。

c. 调节主调电容量时，特别注意当刻度调到最大或最小值 时，不要用力继续再调。

d. 被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短，足够粗，并应接触良好，可靠，以减少因

接线的电阻和分布参数所带来的测量误差。

e. 被测件不要直接搁在面板顶部，离顶部一公分以上，必要时可用低耗损的绝缘材料如聚

苯乙烯做成的衬垫物衬垫。

f. 手不得靠近试件，以免人体感应影响造成测量误差，有屏蔽的试件，屏蔽罩应连接在低

电位端的接线柱。 2. 高频线圈电感值的测量

a. 将被测线圈接在“Lx”接线柱上，接触要良好。

b. 根据线圈大约电感值，在面板对照表上选择一标准频率，然后将讯号发生器调节到这一

点标准频率上。

c. 微调电容刻度放在“0”上，调节主设电容到谐振，这时刻度盘所指的电容数为C1，度

盘上所指电感值，乘以对照表上所指的倍数，就是线圈有效电感值 （L）。 d. 如果得到真实电感数（LT），必须先测得电感颁电容量C0，如颁电容的话，在调到谐振

点后，记下主调电容C1，然后再将主调电容量调在“C1+C0”值 上，这时度盘的电感计数乘以对应的倍数，就是所示真实电感计数，也可按以下公式计算求得：

C1 L＝LTeC?C12

e. 被测电感小于uH时，按上法测得电感值还应减去仪器中测试回路本身剩余电感“L0”

（QBG-3D L0＝27nH，AS2853 L0=7nH）。

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参考文献

1．上海爱仪电子设备有限公司编．《ASGP-1高频电子线路实验系统实验指导书．2003》 2．《实用电子电路手册(模拟电路分册)》编写组编．《实用电子电路手册(模拟电路分册)》．北京：高等教育出版社，1991

3．[日]横井与次郎著，陈挺译．《线性集成电路实用电路手册》．北京：国防工业出版社，1984

4．张厥盛，郑继禹，万心平．《锁相技术》．西安：西安电子科技大学出版社，1994 5．谢嘉奎主编．《电子线路 非线性部分(第四版)》．北京：高等教育出版社，2000 6．张肃文，陆兆熊编．《高频电子线路(第三版)》．北京：高等教育出版社，1993 7．沙济彰，陆曼如编．《非线性电子线路．西安：西安电子科技大学出版社，1993

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