电路CAD实验报告Word格式.docx
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C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci和Co对频率稳定度的影响，且使频率可调。
（3）并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器
电路如图2-4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。
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，其交流等效电路如图2-5所示。
四、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。
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╳-╳”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接K101、K102、K1032-3，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。
在调整LC振荡电路静态工作点时，应短接电感L102（即短接K1042-3）。
三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。
本实验中LC振荡器的输出频率约为1.5MHz，晶体振荡器的输出频率为6MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。
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．调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流电压（Ue、Ueq）和直流电流（Ie、Ieq）：
（1）组成LC西勒振荡器：
短接K1011-2、K1021-2、K1031-2、K1041-2，并
在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了与图1-4完全相同的LC西勒振荡器电路。
用示波器（探头衰减10）在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。
（2）调整静态工作点：
短接K1042-3（即短接电感L102），使振荡器停振，并测量三极管BG101的发射极电压Ueq；
然后调整电阻R101的值，使Ueq=0.5V，并计算出电流Ieq（=0.5V/1K=0.5mA）。
（3）量发射极电压和电流：
短接K1041-2，使西勒振荡器恢复工作，测量BG102的发射极电压Ue和Ie。
（4）调整振荡器的输出：
改变电容C110和电阻R110值，使LC振荡器的输出频率f0为1.5MHz，输出幅度VLo为1.5VP-P。
2．观察反馈系数F对振荡电压的影响：
由原理可知反馈系数Kfu=C106/C107。
按下表改变电容C107的值，在TP102处测量振荡器的输出幅度VL（保持Ueq=0.5V），记录相应的数据，并绘制VL=f（C）曲线。
C107（pf）
500
1000
1500
2000
2500
VL（p-p）
1.85
1.60
1.45
1.30
1.00
3．测量振荡电压VL与振荡频率f之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数fmax/fmin：
选择测试点TP102，改变C110值，测量VL随f的变化规律，并找出振荡器的最高频率fmax和最低频率fmin
f（KHz）
1335
1385
1435
1485
1535
1554
1.95
2.00
2.05
2.15
2.20
Fmax=1554KHz和Fmin=1335KHz，Fmax/Fmin=1.16
4．观察振荡器直流工作点Ieq对振荡电压VL的影响：
保持C107=1000p，fo=1.5MHz不变，然后按以上调整静态工作点的方法改变Ieq，并测量相应的VL，且把数据记入下表。
5．比较两类振荡器的频率稳定度：
Ieq（mA）
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
1.1
1.35
1.55
1.75
2.25
（1）LC振荡器
保持C107=1000p，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不变，分别测量f1在TP101处和f2在TP102处的频率，观察有何变化？
（2）晶体振荡器
短接K101、K102、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。
波形：
（正弦波）幅度VL=（1.4VP-P）频率f0=（5.9993MHz）。
然后将测试点移至TP101处，测得频率f1=（5.9992MHz）。
根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度△f/f0：
模拟乘法器调幅（AM、DSB）
1、掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅方法。
2、研究已调波与调制信号以与载波信号的关系。
3、掌握调幅系数的测量与计算方法。
4、通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅波形。
5、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。
6、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。
二、实验原理
调幅与检波原理简述：
调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅按调制信号的规律变化；
而检波则是从调幅波中取出低频信号。
本实验中载波是465KHz高频信号，10KHz的低频信号为调制信号。
集成四象限模拟乘法器MC1496简介：
本器件的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频动态增益控制等。
它有两个输入端VX、VY和一个输出端VO。
一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为：
VO=K（VX+VXOS）（VY+VYOS）+VZOX。
为了得到好的精度，必须消除VXOS、VYOS与VZOX三项失调电压。
集成模拟乘法器MC1496是目前常用的平衡调制/解调器，内部电路含有8个有源晶体管。
MC1496的内部原理图和管脚功能如下图所示：
MC1496各引脚功能如下：
1）、SIG+信号输入正端2）、GADJ增益调节端
3）、GADJ增益调节端4）、SIG-信号输入负端
5）、BIAS偏置端6）、OUT+正电流输出端
7）、NC空脚8）、CAR+载波信号输入正端
9）、NC空脚10）、CAR-载波信号输入负端
11）、NC空脚12）、OUT-负电流输出端
13）、NC空脚14）、V-负电源
实验电路说明
用MC1496集成电路构成的调幅器电路如下图所示。
图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（＋12V，－8V），所以5脚偏置电阻R15接地。
电阻R1、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。
载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚8、10之间；
载波信号Vc经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接地。
调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间，调制信号VΩ经低频偶合电容E1从1脚输入。
2、3脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态X围。
当电阻增大，线性X围增大，但乘法器的增益随之减小。
已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚6、12之间）输出。
三、实验仪器与设备
高频电子线路综合实验箱；
高频信号发生器；
双踪示波器；
万用表。
1、静态工作点调测：
使调制信号VΩ=0,载波VC=0，调节W1使各引脚偏置电压接近下列参考值：
管脚
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
电压V
-0.74
-7.16
8.7
5.93
-8.2
R11、R12、R13、R14与电位器W1组成平衡调节电路，改变W1可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。
为了使MCl496各管脚的电压接近上表，只需要调节W1使1、4脚的电压差接近0V即可，方法是用万用表表笔分别接1、4脚，使得万用表读数接近于0V。
2、抑止载波振幅调制：
J1端输入载波信号VC（t）,其频率fC=465KHz,峰－峰值VCP－P＝500mV。
J5端输入调制信号VΩ（t），其频率fΩ＝10KHz，先使峰－峰值VΩP－P＝0，调节W1，使输出VO=0（此时ν4＝ν1），再逐渐增加VΩP－P，则输出信号VO（t）的幅度逐渐增大，于TH3测得。
最后出现抑止载波的调幅信号。
3、全载波振幅调制，J1端输入载波信号Vc（t）,fc=465KHz,VCP－P＝500mV，调节平衡电位器W1，使输出信号VO（t）中有载波输出（此时V1与V4不相等）。
再从J5端输入调制信号，其fΩ＝10KHz，当VΩP－P由零逐渐增大时，则输出信号VO（t）的幅度发生变化，最后出现有载波调幅信号的波形,如下图所示，记下AM波对应Vmmax和Vmmin，并计算调幅度m。
分别得到m=30%;
m=50%和m=100%的AM。
4、加大VΩ，观察波形变化，比较全载波调幅、抑止载波双边带调幅的波形.集成电路（乘法器）构成解调器
解调全载波信号：
按调幅实验中实验内容获得调制度分别为30％，50%、100％与>
100％的调幅波。
将它们依次加至解调器调制信号输入端J11，并在解调器的载波输入端J8加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。
解调抑制载波的双边带调幅信号：
按调幅实验中实验内容的条件获得抑制载波调幅波，加至的调制信号输入端J11，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
五、实验数据
（1）全载波振幅调制
m
30％
50％
100％
Vmmax/mV
180
240
268
Vmmin/mV
97
68
波形如下：
m=30%:
m=50%
m=100%
m＞100%
该波形已过调幅，这时调制信号振幅过大，即大于载波振幅的一般。
（2）解调全载波信号
＞100%
解调前Vp-p/mV
76
135
235
解调后Vp-p/mV
42
36
69
210
实验三频率调制与解调电路
一、设计任务与要求
1．了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。
2．掌握调频器的调制特性与其测量方法。
3．观察寄生调幅现象，了解其产生的原因与其消除方法。
4．了解第二伴音中频的性质。
5．了解集成宽带放大器工作原理。
6．了解斜率鉴频器的基本原理。
二、主要元器件、仪器、仪表
THKGP系列高频电子线路踪合实验箱；
扫频仪1台；
1台；
低频信号发生器1台；
双踪示波器1台；
频率计1台
万用表1只；
短路线：
3根。
1．变容二极管直接调频电路
变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。
当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图6-1所示。
直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。
若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。
因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。
若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图4-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。
2．电容耦合双调谐回路相位鉴频器
相位鉴频器的组成方框图如6-3示。
图中的线性移相网络就是频—相变换网络，它将输入调频信号u1的瞬时频率变化转换为相位变化的信号u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。
图6-4的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。
这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。
为了扩大线性鉴频的X围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。
图6-5（a）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图，它是由调频—调相变换器和相位检波器两部分所组成。
调频—调相变换器实质上是一个电容耦合双调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电容Cc耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率fc上，二极管D1、D2和电阻R1、R2分别构成两个对称的包络检波器。
鉴频器输出电压u由C5两端取出，C5对高频短路而对低频开路，再考虑到L2、C2对低频分量的短路作用，因而鉴频器的输出电压uo等于两个检波器负载电阻上电压的变化之差。
电阻R3对输入信号频率呈现高阻抗，并为二极管提供直流通路。
图（a）中初次级回路之间仅通过Cp与Cm进行耦合，只要改变Cp和Cm的大小就可调节耦合的松紧程度。
由于Cp的容量远大于Cm，Cp对高频可视为短路。
基于上述，耦合回路部分的交流等效电路如图6-5（b）所示。
初级电压u1经Cm耦合，在次级回路产生电压u2，经L2中心抽头分成两个相等的电压221u。
由图可见，加到两个二极管上的信号电压分别为：
uD1=2121u+u和uD2=2121uu−，随着输入信号频率的变化。
u1和u2之间的相位也发生相应的变化，从而使它们的合成电压发生变化，由此可将调频波变成调幅—调频波，最后由包络检波器检出调制信号。
在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，然后按实验一的步骤接通实验箱的电源，并按下+12V总电源开关K1，-12V总电源开关K3，函数信号发生实验单元的电源开关K700和本单元电源开关K400，相对应的三个红色发光二极管和三个绿色二极管点亮。
1．振荡器输出的调整
（1）将切换开关K401的1-2接点短接，调整电位器W401使变容二极管D401的负极对地电压为+2V，并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。
（2）调整线圈L402的磁芯和可调电阻R404，使R407两端电压为1.7±
0.05V
（用直流电压表测量），使振荡器的输出频率为6.5±
0.02MHz。
（3）调整电位器W402，使输出振荡幅度为1.6VP-P。
2．变容二极管静态调制特性的测量
输入端J401无信号输入时，改变变容二极管的直流偏置电压，使反偏电压Ed在0~5.5VX围内变化，分两种情况测量输出频率，并填入下表。
Ed（v）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.5
f0MHz
不并C404
6.18
6.27
6.36
6.44
6.51
6.60
6.69
6.79
6.86
6.90
6.93
并C404
6.13
6.53
6.66
6.78
6.91
7.07
7.21
7.28
7.32
7.36
3．相位鉴频器鉴频特性的测试
（1）相位鉴频器的调整
扫频输出探头接TP403，扫频输出衰减30db，Y输入用开路探头接TP404，
Y衰减10（20db），Y增幅最大，扫频宽度控制在0.5格/MHz左右，使用内频标观察和调整6.5MHz鉴频S曲线，可调器件为L406，T401，C426，C428，C429五个元件。
其主要作用为：
T401、C428调中心6.5MHz至X轴线。
L406、C426调上下波形对称。
C429调中心6.5MHz附近的的线性。
（2）鉴频特性的测试
使高频信号发生器输出载波CW，频率6.5MHz,幅度0.4VP-P，接入输入端TP403，用直流电压表测量输出端TP405对地电压（若不为零，可略微调T401和C428，使其为零），然后在5.5MHz~7.5MHzX围内，以相距0.2MHz的点频，测得相应的直流输出电压，并填入下表。
f（MHz）
5.7
5.9
6.1
6.3
6.5
6.7
6.9
7.1
7.3
7.5
V0（mV）
-1150
-780
-570
-390
-200
290
710
1120
1220
1040
绘制f-VO曲线，并按最小误差画出鉴频特性的直线（用虚线表示）
（3）相位鉴频器的解调功能测量
使高频信号发生器输出FM调频信号，幅度为0.4VP-P，频率为6.5MHz，频偏最大，并接入电路输入端J403，在输出端TP405测量解调信号：
（正弦）波频率：
（1）K幅度：
（0.2）VP-P（允许略微调节T401）。
4．变容二极管动态调制特性的测量
在变容二极管调频器的输入端J401接入1K的音频调制信号Vi。
将K401的1-2短接，令Ed=2V，连接J402与J403。
用双踪示波器同时观察调制信号与解调信号，改变Vi的幅度，测量输出信号，结果填入下表。
V1（Vp-p）
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.4
1.6
1.8
2.2
2.4
2.6
V0（Vp-p）
0.0
0.03
0.07
0.1
0.13
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
0.36
0.4
0.42
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