五、实验步骤
1、 根据图2-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2、 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。
1)将开关S1拨为“01”,S2拨为“00”,构成LC振荡器。 2)改变上偏置电位器W1,记下N1发射极电流Ieo ( =
Ve,R11=1KΩ)(将万用表红表笔接TP2,黑表R11笔接地测量Ve),并用示波测量对应点TP4(探头用×10档)的振荡幅度VTP4 P-P,填于表2-1中,分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。
振荡状态 起振 停振 振荡幅度最大 0 表2-1 起振条件测试表
分析思路:静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm,而增益和gm是有关系的。在饱和状态下(ICQ过大),管子电压增益AV会下降,一般取ICQ=(1~5mA)为宜。
3、 测量振荡器输出频率范围
将频率计接于P1处,改变CC1,用示波器从TP8观察波形及输出频率的变化情况,记录最高频率和最低频率填于2-2表中。
fmax fmin 表2-2 频率数据记载表
4、
温度对两种振荡器谐振频率的影响。
VTP4 P-P Ieo 1) 电路接成LC振荡器,在室温下记下振荡频率(频率计接于P1处)。 2) 将加热的电烙铁靠近振荡管N1,每隔1分钟记下频率的变化值。
3) 开关S1交替设为“01”(LC振荡器)和“10”(晶体振荡器),并将数据记于表2-3。
温度时间变化 LC振荡器(f1) 晶体振荡器(f2) 室温 1分钟 2分钟 3分钟 4分钟 5分钟 表2-3 振荡器数据对比记载表
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5、 两种压控振荡器的频率变化范围比较
1) 将电路连接成LC压控振荡器(S1设为“01”),频率计接于P1,直流电压表接于TP7。
2) 将W2调节从低阻值、中阻值、高阻值位置(即从左→中间→右顺时针旋转),分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频率记于下表中。
3) 将电路连接成晶体压控振荡器,重复步骤2),将测试结果填于下表。
W2电阻值 VD1(VD2) 振荡 频率 LC压控振荡器(f1) 晶体压控振荡器 (f2) W2低阻值 W2中阻值 W2高阻值 表2-4 阻值变化对振荡器的影响数据记载表
六、实验报告要求
1. 分析静态工作点、反馈系数F对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响。 2. 计算实验电路的振荡频率fo,并与实测结果比较。 3、 比较所测数据结果,结合新学理论进行分析。
4、 晶体压控振荡器的缺点是频率控制范围很窄,如何扩大其频率控制范围?
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实验三 模拟乘法器调幅(AM、DSB、SSB)
一、实验目的
1、掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑制载波双边带调幅和音频信号单边带调幅的方法。 2、研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。 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、抑制载波双边带调幅和单边带调幅的波形。 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。
二、实验内容
1、 实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。 2、 实现抑制载波的双边带调幅波。 3、 实现单边带调幅。
三、实验仪器
1、 信号源模块 1块 2、 频率计模块 1块 3、 4 号板 1块 4、 双踪示波器 1台 5、 万用表 1块
四、实验原理及实验电路说明
幅度调制就是载波的振幅(包络)随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由高频信号源产生的465KHz高频信号,1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
a) 集成模拟乘法器的内部结构
集成模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件。在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能,比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多,而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
1)MC1496的内部结构
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。MC1496是四象限模拟乘法器,其内部电路图和引脚图如图3-1所示。其中Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器,以反极性方式相连接,而且两组差分
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对的恒流源Q5与Q6又组成一对差分电路,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。Q7、Q8为差分放大器Q5与Q6的恒流源。
(a)内部结构图
图3-1 MC1496的内部电路及引脚图
2)静态工作点的设定 (1)静态偏置电压的设置
静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态,即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V,小于或等于最大允许工作电压。
(2)静态偏置电流的确定
静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。
当器件为单电源工作时,引脚14接地,5脚通过一电阻R接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流,所以改变R可以调节I0的大小,即
I0?I5?VCC?0.7V
R?500当器件为双电源工作时,引脚14接负电源-Vee,5脚通过一电阻R接地,所以改变R可以调节I0的大小,即
I0?I5?Vee?0.7V
R?500根据MC1496的性能参数,器件的静态电流应小于4mA,一般取I0?I5?1mA。在本实验电路中R用6.8KΩ的电阻R15代替。 2、实验电路说明
用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图3-2(见本实验后)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
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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C5从1脚输入。2、3脚外接1KΩ电阻,以扩大调制信号动态范围。当电阻增大,线性范围增大,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。
五、实验步骤
1、连线框图如图3-3所示
源端口 信号源:RF OUT1 4号板:P1 (VH(P-P) = 600mV f = 465KHz) 信号源:低频输出(VL(P-P) =100mV f = 1KHz) 4号板:P3 表3-1 实验连线表
模拟乘法器调幅(4号板)信号源低频输出P3音频输入P1载波输入目的端口 连线说明 载波输入 音频输入 RF OUT1模拟乘法器调幅放大电路P4AM,DSB调幅输出示波器陶瓷滤波器隔离电路P5SSB调幅输出
图3-3 模拟乘法器调幅连线框图
注:4号模块上由于丝印空间的局限省略了“放大电路”部分。
抑制载波振幅调制:
1)P1端输入载波信号,调节平衡电位器W1,使输出信号MC1496的1、4脚电压相等)。
2)再从P3端输入音频信号(正弦波),逐渐增加输入音频信号频率,观察TP6处最后出现如图3-4所示的抑制载波的调幅信号。(将音频信号频率调至最大,即可测得清晰的抑制载波调幅波)
vO(t)(TP6)中载波输出幅度最小(此时
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