物理与电子信息学院学生实验报告
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电容反馈三点式振荡实验项目 所属课程 高频电子线路 成绩评定 器 20 年 月 专业 级 班 实验地点 3 实验日期 日 指导教师 学生姓名 郭洋 同 组 人 一、实验目的：1、了解和熟悉GP-3型高频实验箱的结构和使用操作方法； 2、通过实验理解电容反馈三点式振荡器的电路结构、元件作用和工作原理； 物理与电子信息学院学生实验报告 五、实验结果（实验最终结果及其分析处理） 1、将R4两端电压调到3V，利用示波器分别测量出TP3和TP2处振荡信号的周期，计算出对应的频率如下： 频率计测示波器测 波 形 量频率 量频率 uTPm 6.65MH6.65MHTP0 T(μ 3、研究静态工作点对起振条件、振幅和振荡波形的影响； 4、学习使用高频双踪示波器和频率计测量高频振荡频率的方法； 5、观察电源电压和负载变化对振幅和振荡频率的影响 二、实验原理1（实验主要内容及原理、设计思想、系统结构等）2 基于电容反馈振荡和射极跟随输出电路，如下图： 100KWL247uHC9+12V R3C8R60.01uF0.01uF100K 2KC4C6D1 R1Q2LED06.8K2N9013R9 20PF3.3PF2KK2K3 Q11X2XC5L1TP3TP1 2N9013C27/25P10uHC7 C2X1X2XR7 K1180P1X180P0.22uF1KTP2 2XR5R8R2C1R410K510 5.1K0.22uF1KC3C3X 220P470P 图7-1电容反馈三点式振荡器 三、实验环境（实验所需的主要仪器、材料及特殊环境要求） 1、 双踪示波器：YB4360 2、 频率计：YB3371 3、 数字万用表：GDM-8135 4、 高频实验箱：EL-GP-III 5、 LC振荡、石英晶体振荡模块 四、实验操作（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、异常或错误处理等） 1、研究静态工作点对振荡器输出幅度和振荡波形的影响 （1）将K1、K2拨至1X挡，负载R5断开，接通＋12V电源，用解刀调整W使振荡器起振，用高频示波器在 观察不失真正弦振荡波形； （2）调整W，用数字万用表检测R4(=1K)两端的电压，分别为0.5V、1V、2V、3V、4V，对应的Ieq分别 为0.5mA、1 mA、2 mA、3 mA、4 mA时，用示波器测量并记录TP1振荡信号的振幅和波形的变化情况。 2、研究外界条件变化对振荡频率的影响以及振荡频率的正确测量方法 （1）将R4两端电压调到3V，利用示波器分别测量出TP3和TP2处振荡信号的周期，计算出对应的频率； （2）用频率计重测TP2、TP3处的振荡信号频率，并与示波器测量结果比较有何不同； （3）将K3拨至ON接通R5，用频率计在TP3测量振荡频率f的变化，每隔10S记录一次频率。 （4）将K3拨至ON/OFF挡，比较R5接不接入，用示波器在TP1观察记录振荡信号振幅和波形的变化。 3、研究反馈系数对振荡器的影响 将K1、K2均拨至2X挡，在保持Ieq=3mA时，比较选择不同反馈电容C2、C3 和2X、C3X时振荡幅 度和波形的变化。 uTPm TP6.68MH6.68MH0 3 4T(μ5 2、将K3拨至ON接通R5，用频率计在TP3测量振荡频率f的变化 K3位置 f1 f2 f3 f4 f5 接通R5 6.7119 6.7119 6.7118 6.7118 6.7118 下接：实验总结的问题讨论 （３） 用同一种仪器在TP2 、TP3测量的频率为何不同？那点测量频率更准确？ 答：因为在TP3测量时，相当于把仪器测量传输线并联到了振荡回路两端，分布参数将使振荡频率略微降低；TP2经Q2射随器隔离输出，大大减少了测量仪器对振荡回路的影响，显然TP2处测量频率更准确。 DCB120
K1K2 K1、K2置1X K1、K2置2X 3、将K1、K2拨至1X挡，负载R5断开，调节W，TP1的振荡波形参数记录： V R4 Ie TP1测量的波形 振幅 周期 频率 说明 0.3V 0.3V 0.123 8.133 电路起振, 0.5V 0.5mA μS. MHz 振幅极小 V 1V 1mA 0.76V 0.124 电路起振 0 振幅增大 T(μS) μS. V 电路正常 2V 2mA 8.333 0 T(μS) 1.6V 0.124 μS. MHz 振荡 V 8.333 0 T(μS) 2.5V 0.124 电路仍可 3V 3mA μS. MHz 振荡 V 0V 4mA 0 0V 电路停止 T(μS) 振荡 4、将K1、K2均拨至2X挡，在保持Ieq=3mA时，比较选择不同反馈电容C2、C3 和2X、C3X时振荡幅度和波形的变化。 将K3拨至ON/OFF挡，比较R5接不接入，用示波器在TP1观察记录振荡信号振幅和波形的变化。
K3 K3置R5 K3置OFF mV K3置R5 mV K3置OFF mV mV TP1 波形 0 0 T(μS) T(μS) 0 T(μS) 0 T(μS) 振幅 840mV 3.04V 0.76V 3.29V 6.80M6.70MHz 6.68MHz 6.65MHZ 六、实验总结（实验中所遇问题的原因分析及解决措施；本实验未解决的问题；对实验的改进；个人的收获等） 1、振幅随静态电流变化的实验曲线 振幅(V) 7 6 5 K1、K2接1X 4 3 K1、K2接1X 2 1 0 Ieq(mA) 1 3 3 4 5 a) 问题讨论： （１）为何静态工作点不合适会影响振荡器起振？ 答:晶体管起振必须相位条件?A??F?2n? 和振幅起振条件A?F??1，在此电路中，F??C2C 或 3F??C2X?C ；A??R?L；当Ieq<0.5mA时，晶体管的Ube太小，工作在截止区，没有真正形成正反馈，3Xrbe所以电路停止振荡；当3.5mA＞Ieq＞mA时，晶体管工作在输入特性曲线的非线性部分，且满足A?F??1的振幅条件，经正反馈后容易产生各种新频率，所以电路正常振荡；当Ieq＞ 3.5mA时，晶体管的Ube太大，晶体管工作点在输入特性的线性部分，输出接近饱和区，很难形成正常正反馈并产生各种新频率，所以电路也停止振荡。 （２） 何负载变化引起振幅和频率变化？ 答：负载R5的接入，根据A???R?Lr可知R?L 将减小，所有A?也减小，同时R5的接入将大大减小振荡回be路的Q值，故振幅减小。 121
物理与电子信息学院学生实验报告 实验项目 2 5三、实验环境（实验所需的主要仪器、材料及特殊环境要求） 1、双踪示波器：YB4360 2、频率计：YB3371 3、数字万用表：GDM-8135 6幅度调制器实验 所属课程 3高频电子线路 成绩评定 4 专业 级 班 实验地点 5 实验日期 20 年 月 日 指导教师 学生姓名 郭洋 同 组 人 一、实验目的： a) 掌握集成模拟乘法器的基本工作原理； 2、熟悉集成模拟乘法器的振幅调制原理及特点； 3、学习理解m<1、m=1、m>1时调幅波的波形特点； 4、掌握调幅波的调制系数m及调制特性m~uΩm的测量方法 二、实验原理（实验主要内容及原理、设计思想、系统结构等） 基于MC1496集成模拟乘法器的非线性幅度调制电路原理，电路如下图： R81KL3+12VC3R91KC947UHC10R10R12104104LED3.9K110K+12VGND0.1UGNDGND2KR551C4C6Q1R43DG651R3调制输入0.1U0.1UGND1KR11C2233.9K0.1UGNDU1C7TP3GNDR1R2GADJGADJ8UOUT 7575CAR+载波输入1060.1UF9R541CAR-OUT+6R1351051L21CMSIG+OUT-1220UHC14SIG-BIAS5C5L1VEE5/20P0.1UW51KGND41R76.8KGND47UH2KC11104104100U+8VINLED-8VGND 图7-5幅度调制器 在MC1496的1、4脚外加R1、R2、R4、R5、W用于调节输入馈电电压，偏调W引入补偿直流电压，与调制信号uΩ串联后，通过模拟乘法器与载波信号相乘，即可完成普通调幅。调节W可改变调幅度m的大小，R3用来扩展uΩ的输入动态范围，载波于8脚输入。L1、C5构成带通滤波器。 4、高频实验箱：EL-GP-III 5、高频信号发生器：YB1052B 6、幅度调制、解调模块 四、实验操作（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、异常或错误处理等） 1、接通高频实验箱的－8V和+12V电源； 2、调节高频信号发生器，使其输出fC=10MHz、振幅为200mV的高频正弦信号接地TP1端作载波信号；从高频信号发生器左下端或高频实验箱的左边的音频信号发生器输出fΩ=1KHz、振幅为600mVpp的正弦调制信号到将双踪示波器的CH1接通Tp2，Ch2D接通Tp3； 3、仔细调节uΩ的振幅以及W和C5，适当调节示波器的Y轴灵敏度和X轴扫描时间（mS级），使示波出现m<1 的调幅波，观察并测量调制系数m（注意m的测量计算方法）； 4、轻轻仔细调节uΩ的振幅以及W和C5，仔细适当调节示波器的Y轴灵敏度和X轴扫描时间（mS级），示波观察并记录m<1、m=1、m>1时调幅波的波形； 5、保持fC=10MHz、振幅为200mV的高频正弦载波信号， fΩ=1KHz的音频信号不变，调节uΩ的大小，用示波器测量和计算m~uΩm曲线 五、实验结果（实验最终结果及其分析处理） 1、调幅波调制系数的测量记录计算 u Ωpp C uCpp T 在测量的调幅波中，高频信号发生器产生的载波频率BfC=10MHz，振幅uC=200mV, 音频信号 fΩ=1KHz ，经MC1496最佳调制后，将双踪示波器水平扫描开关置0.2mS/dev、垂直控制开关置0.2mV/dev时，在显示屏测定调制波图形如图P-2所示。 u?0.4mVpp m?u?pp0.4mVppCpp?0.8mVpp u?ppu??0.5 Cpp0.8mV 122
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