高频电路实验

院    校：    信息科学与技术学院  

专业班级：    电信 2010 级 1 班  

姓    名：       段  维  俊         

学    号：       2010508072         

指导教师：         刘   巧          

实验一 高频小信号放大器

一、单调谐高频小信号放大器

图1.1  高频小信号放大器

1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp；

2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。

    4.325

图1.2  高频小信号放大器输入波形

图1.3  高频小信号放大器输出波形

3、利用软件中的波特图仪观察通频带。

图1.4  高频小信号放大器波特图

4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av相应的图，根据图粗略计算出通频带。

二、下图为双调谐高频小信号放大器

图1.5  双调谐高频小信号放大器

1、通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益Av0

图1.6  双调谐高频小信号放大器输入端波形

图1.7  双调谐高频小信号放大器输出端波形

    4.

2、利用软件中的波特图仪观察通频带。

图1.8  双调谐高频小信号放大器波特图

实验二 高频功率放大器

一、高频功率放大器原理仿真，电路如图所示：(Q1选用元件Transistors中的  BJT_NPN_VIRTUAL)

图2.1  高频功率放大器原理图

1、集电极电流ic

（1）设输入信号的振幅为0.7V，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。要设置起始时间与终止时间，和输出变量。

图2.2  高频功率放大器集电极电流ic波形

（2）将输入信号的振幅修改为1V，用同样的设置，观察ic的波形。

图2.3  高频功率放大器集电极电流ic波形

（3）根据原理图中的元件参数，计算负载中的选频网络的谐振频率ω0，以及该网络的品质因数QL。根据各个电压值，计算此时的导通角θc。（提示根据余弦值查表得出）。

　　　　　＝

2、线性输出

（1）要求将输入信号V1的振幅调至1.414V。

注意：此时要改基极的反向偏置电压V2=1V，使功率管工作在临界状态。同时为了提高选频能力，修改R1=30KΩ。

图2.4  输入的波形

（2）正确连接示波器后，单击“仿真”按钮，观察输入与输出的波形；

图2.5  输出的波形

（3）读出输出电压的值，并根据电路所给的参数值，计算输出功率P0，PDηC；

由图可知输入电压＝=12 V

二、外部特性

1、 调谐特性，将负载选频网络中的电容C1修改为可变电容（400pF），在电路中的输出端加一直流电流表。当回路谐振时，记下电流表的读数，修改可变电容百分比，使回路处于失谐状态，通过示波器观察输出波形，并记下此时电流表的读数；

图2.6  C1修改后输出波形

当电位器的百分比为30%时，通过瞬态分析方法，观察ic的波形。波形如下：

图2.7  仿真波形

3、负载特性，将负载R1改为电位器（60k），在输出端并联一万用表。根据原理中电路图知道，当R1=30k，单击仿真，记下读数U01，修改电位器的百分比为70%，重新仿真，记下电压表的读数U02。修改电位器的百分比为30%，重新仿真，记下电压表的读数U03。

（1）比较三个数据，说明当前电路各处于什么工作状态？

答：在以上三种情况下，当前电路都工作在放大状态

4、振幅特性，在原理图中的输出端修改R1=30KΩ并连接上一直流电流表。将原理图中的输入信号振幅分别修改为1.06V， 0.5V，并记下两次的电流表的值，比较数据的变化，说明原因。

5、倍频特性，将原理图中的信号源频率改为500KHz，谐振网络元件参数不变，使电路成为2倍频器，观察并记录输入与输出波形，并与第2个实验结果比较，说明什么问题？通过傅里叶分析，观察结果。

图2.8  输入与输出波形

通过傅里叶分析，观察结果如下图所示：

图2.9  傅里叶分析

实验三  正弦波振荡器

一、正反馈LC振荡器

1）电感三端式振荡器

通过示波器观察其输出波形，并说明该电路的不足

图3.1 电感三端式振荡器

图3.2 电感三端式振荡器输出波形

2）电容三端式振荡器

分别画出（a）（b）的交流等效图，计算其反馈系数

图3.2.1   （a）的交流等效图

图3.2.2   （b）的交流等效图

通过示波器观察输出波形，与电感三端式振荡器比较

图3.3 电容三端式振荡器（a）

图3.4 电容三端式振荡器（a）输出波形

图3.5 电容三端式振荡器（b）

图3.6 电容三端式振荡器（b）输出波形

从图中可以看出b图的波形比a图的更光滑一些，a图的波形有些失真。

3）克拉泼振荡器

图3.7  克拉泼振荡器

（1）通过示波器观察输出

图3.8  克拉泼振荡器输出波形

（2）在该电路的基础上，将其修改为西勒振荡器，并通过示波器观察波形

图3.9  希勒振荡器

图3.10  希勒振荡器输出波形

二、晶体振荡器

（a）

(b)

图3.11  晶体振荡器

1.（a）（b）分别是什么形式的振荡器？

（a）是并联型型晶体振荡器，（b）是串联型单管晶体振荡器电路。

2.通过示波器观察波形，电路的振荡频率是多少？

（b）图的波形图如下：

图3.12  整体趋势

图3.13  部分趋势

3.振荡器的电路特点？电路组成？

答：振荡器的电路特点：不需要输入信号控制就能自动的将直流电源转变为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。

电路由振荡回路和直流信号源以及晶体管引入正反馈网络组成。

4.并联型和串联型晶体振荡器中的晶体分别起什么作用？

答：在并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用，和其他电抗元件组成决定频率的并联谐振回路与晶体相连。

在串联型晶体振荡器中，晶体起到控制频率的作用，晶体管相当于导线，短路。

实验四  调制

一、AM调制

1、低电平调制

1）二极管平衡调制电路

图4.1  二极管平衡调制AM电路

（1）观察电路的特点，V1，V2中哪一个是载波，哪一个是调制信号？

答：V3是载波，V1（V2）调制信号。

（2）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

图4.2  二极管平衡调制AM电路输出波形

图4.3  二极管平衡调制AM电路输出局部波形

2）模拟乘法器调制电路

图4.4  模拟乘法器调制AM电路

（1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

图4.5  模拟乘法器调制AM电路整体趋势

图4.6  模拟乘法器调制AM电路局部试图1

（2）乘法器原则上只能实现DSB调制，该电路为什么可以实现AM调制？

3）集电极调幅电路

图4.7  集电极调幅AM电路

（1）通过示波器观察电路波形；

图4.8  集电极调幅AM电路输出波形

（2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？（注意：在设置输出变量时，选择vv3#branch即可）

答：工作在过电压状态。

图4.9  修改后输出波形

图4.10  瞬态分析

4）基极调幅电路

图4.11  基极调幅AM电路

（1）通过示波器观察电路波形；

图4.12  基极调幅AM电路输出波形

（2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，并通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？

工作在欠电压状态

二、DSB调制

1）二极管平衡调制

图4.13  二极管平衡调制DSB电路

（1）通过示波器观察波形

图4.14  二极管平衡调制DSB电路输出波形

2）乘法器调制

图4.15  乘法器调制DSB电路

（1）通过示波器观察波形

图4.16  乘法器调制DSB电路输出波形

实验五  检波

一、包络检波器

1、二极管峰值包络检波器电路

图5.1  二极管包络检波电路

（1）通过示波器观察输入输出的波形

图5.2  二极管包络检波电路输入波形

图5.3  二极管包络检波电路输出波形

图5.4  输入输出在同一窗体中显示：

（2）修改检波电路中的C1=0.5μF，R1=500KΩ，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；

图5.5  改变后输入波形

图5.5  改变后输出波形

图5.6  输入输出在同一窗体中显示

图5.7  输入输出在同一窗体中显示

（3）在图5.1中修改输入调制信号V1的调制系数ma=0.8，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；

图5.8  改变调制系数后输入波形

图5.9  改变调制系数后输出波形

2、同步检波

1）模拟乘法器同步检波

图5.10  乘法器解调DSB电路

（1）通过示波器观察7和9节点的波形

图5.11  乘法器解调DSB电路7和9节点的波形

2）二极管平衡电路同步解调

图5.12  二极管平衡电路解调DSB

（1）通过示波器观察节点9和3的波形，并说明是什么信号？

图5.13  输入输出波形

（2）将图5.3中的A1，V3，V4去掉，换成AM信号源，振幅为0.35V,载频为50kHz，调制信号频率为0.5 kHz，调制系数为0.5。再通过示波器观察两个节点的波形。同步检波是否可以解调AM波？

图5.14   输入输出波形