高频实验指导书正文
实验一小信号调谐放大器
一、实验目的
1．熟悉电子元器件和通信电子电路。
2．掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。
3．掌握信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。
4．了解放大器的动态范围及测试方法。
二、实验仪器
1．双踪示波器
2．扫频仪
3．高频信号发生器
4．毫伏表、万用表
5．稳压电源或WD990A微机电源(使用时黑按钮不能按下.GP-3实验箱红线接+5V，黄线接+12V，白线接-12V,黑线接地。)
6. 用万用表检查各组输出电压是否正常。
三、实验原理
小信号谐振放大器是通信机收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图3-1所示。该电路由输入回路CP1、放大器T1、选频回路CP2三部分组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频
图3-1小信号谐振放大器电原理图
作用。本实验中输入信号的频率fs＝9MHz。R1、R2和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关S1改变回路并联电阻，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带，拨码开关S2改变射极电阻，从而改变放大器的增益。
四、实验内容及步骤
单调谐回路谐振放大器单元电路实验：中心频率f
=9MHz，谐振电压放大倍
数A
VO ≥20dB，通频带BW=1MHz，矩形系数Kr
0.1
5左右。小信号谐振放大器（位于下
板-左上方框）熟悉实验板电路和各元件的作用,选用BT3频率特性仪调试,实验初调:
①电源取12V正端接下板P3+12V负端接GND地,确认无误后接通电源.
②将J4短接,开关S2-4置ON，S1-(1-4)置下端.调节电位器R54电阻为470.
③用BT3频率特性仪调回路谐振曲线。(中心频率9MHz) 频率特性仪的RF输出、Y输入端相应与被测电路输入、输出端连接，MARKER IN 接YM8177输出端.
④频率特性仪零dB校正:a. 频标方式选择外标或10/1MHZ，扫频方式选择窄扫,
b. Y增益旋钮左上中键位dB衰减置X1、dB衰减LED显示00. 衰减键全弹出.
c.将RF输出、Y输入端与被测电路输入、输出端连，出现双平行线，调Y增益旋钮，并读0dB校正线高度：H= 5格。完成0dB校正后,Y增益旋钮在以后的实验步骤里不要再调动.
⑤频率特性仪RF输出端接XXH.IN,Y输入端接XXH.OUT, 中心频率9MHz,适当调节中心频率旋钮使频标居中,调电感磁芯使曲线幅度最大波形对称，频标置于波峰，改变衰减使幅度特性曲线在0dB高度(5格)附近.
选用LSW251扫频仪调试,实验初调:
①电源取12V正端接下板P3+12V负端接GND地,
②将J4短接,开关S2-4置ON，S1-(1-4)置下端.调节电位器R54电阻为470.
③用扫频仪调回路谐振曲线。(中心频率9MHz)扫频仪SCOPE的“H”、“V”分别与示波器的CH1、CH2连接，SWEEP OUT接扫频仪信号输出线，FROM T.P.接检波线，BAND置A.MARKER FREQ 9MHz位。
④扫频仪零dB校正,连接扫频仪与示波器，示波器DTME/DIV置“XY”
方式。ATTENUATIO置0dB, 0dB衰减键全弹出.调整示波器CH1、CH2的幅度，使
CH1=500mV ，CH2=5mV 。将“SWEEP OUT ”线与“FROM T.P ”检波头短接，出现双平行线，调节Y 增益旋钮微调，并读0dB 校正线高度：F=___5___格。
⑤ 电路总增益的测量,接通扫频仪、示波器、电路，FROM.T.P 端接XXH.OUT, 适当调节中心频率旋钮使频标居中,调电感磁芯使曲线幅度最大波形对称，频标置于波峰，改变衰减使幅度特性曲线在0dB 高度附近. 1．静态测量
将开关S2-1置ON ，S1-(1-4)置下端.调节电位器R54电阻为470,测量各静态工作点，计算并填表1-1.将短路插座J4断开，用直流电流表接在C.DL 两端，记录对应Ic 值.
表4-1 三极管静态工作点
原因分析：∵晶体管的三种工作状态为： 饱和区：V CE 很 ，V Ce =0.2V —0.3V
截止区：I C =0，V Ce =V CC
放大区：I C =βI B ，V CE =V CC -I C R C - I e R e
本实验测得V Ce =_____，而0.2V —0.3V ≤V CE 区。 2．静态工作点（直流等效电路如图所示） 现取R E =440Ω，已知β=60，V CC =+12V ， V BE =0.7V =?+= CC B V R R R V 2 12 =-= E BE B C R V V I 图4-1直流等效电路 Ω=440E R ∴=-=E C CC CE R I V V B C I I β= 3. 测量放大器的动态范围Vi －Vo （在谐振点） 将开关S1-(1-4)置下端,开关S2-4置 ON, S2-(1-3) 置下端。高频信号发生器左边表头下三键全按下指示灯全灭(后面的实验均处在此状态),80dB μV, f 为9MHz ，接到电路输入端J24（XXH.IN ）.电路输出端J28接毫伏表或接示波器，选择正常放大区的输入电压Vi ，调节Ct 及中周磁芯使回路谐振，即输出电压为最大。此时调节高频信号发生器输出Vop-p 由0.02V 变到0.3V ，接入J24（XXH.IN ）,作为放大器的Vi,逐点记录Vo 电压，填入表4-2。Vi 的各点测量值可根据各自实测情况来确定。 表4-2 放大器的动态范围Vi －Vo （画出曲线） 当Re 分别为500Ω、1K Ω、2K 时，将结果填入表4-2。在同一坐标纸上画出Ic 不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析（此时也可在J4两端测Ic 值）。 比较和分析如下： 当R E =500Ω，1k Ω，2k Ω时，V O 均随着V I 的 而 。 当V I 的值相同时，V O 的大小随R E 的 而 。 放大器的动态范围曲线V I —V O 总体呈 的趋势。 4.用频率特性仪调回路谐振曲线。(中心频率9MHz) (1) 实验方框图 频率特性仪的 RF 输出、Y 输入端与被测电路输入、输出端连接，MARKER IN 接YM8177输出端. (2) 频率特性仪零 dB 校正 a. 频标方式选择外标或10/1MHZ ，扫频方式选 择窄扫, 图4-3频率特性仪调回路谐振曲线方框图 b. dB 衰置X1、dB 衰减键全弹出. c.将RF 输出、Y 输入端与被测电路输入、输出端连，出现双平行线，调Y 增益旋钮，并读0dB 校正线高度：H= 5格。完成0dB 校正后,Y 增益旋钮在以后的实验步骤里不要再调动. (3) 电路总增益的测量 频率特性仪RF 输出端接XXH.IN,Y 输入端接XXH.OUT, 中心频率9MHz,适当调节中心频率旋钮使频标居中,调电感磁芯使曲线幅度最大波形对称，频标置于波峰，改变衰减使幅度特性曲线在0dB 高度(5格)附近，读出： 增益______dB,即为被测电路总增益. (4)通频带测量 a.外接频标法： 被测电路断开电源，频率特性仪频标方式选择外标，调节频标幅度旋钮至最右,MARKER(面板或背板标注)与YM8177A 输出端相连，YM8177输出电平99dB μV ，调频率从9MHz 到8MHz ，适当调节扫频宽度旋钮使波峰频宽适中,频标移动小格数T=______小格，则每小格的频宽Δf=1000KHz/T=_______KHz/T,中心频率f 0=______MHz. 完成该步骤之后, 扫频宽度旋钮在以后的实验步骤里不要再调动. 接通被测电路电源,频率特性仪波峰高度H=___5___大格, 中心频率9MHz. b.内接频标法： BT3D MARKER IN RF 输出 Y 输入 YM8177A ○ ○ ○ ○ ○ ○ 输入 输出 被测电路 被测电路断开电源，频率特性仪频标方式选择10/1 MHz ，调节频标幅度旋钮至最右,适当调节扫频宽度旋钮使波峰频宽适中, 小频标间1 MHz 频宽的小格数T=______小格，则每小格的频宽Δf=1000KHz/T=_______KHz/T,中心频率f 0=______MHz. 完成该步骤之后, 扫频宽度旋钮在以后的实验步骤里不要再调动. 接通被测电路电源,频率特性仪波峰高度H=___5___大格, 中心频率9MHz. c. 频率特性仪测带通,以波峰高度满5大格为1计算读出其幅频曲线0.707高的频带宽度T 0.7=______小格，则0.707通频带宽度Δf 0.7=ΔfT 0.7=______MHz 。同理，可测0.1高的频带宽度T 0.1=_____小格, 则0.1通频带宽度Δf 0.1=Δf ×T 0.1=______MHz 。计算出此电路的矩形系数K r0.1=Δf 0.1/Δf 0.7=______. 5.用扫频仪调回路谐振曲线。(中心频率9MHz) (1) 实验方框图 扫频仪SCOPE 的 “H ”、“V ”分别与示波器的CH1、CH2连接，SWEEP OUT 接扫频仪信号输出线，FROM T.P.接检波线，BAND 置A.MARKER FREQ 9MHz 位。 图4-2扫频仪调回路谐振曲线方框图 (2) 扫频仪零dB 校正 a.连接扫频仪与示波器，示波器DTME/DIV 置“XY ” 方式。 b.ATTENUATIO 置0dB, 0dB 衰减键全弹出. c.调整示波器CH1、CH2的幅度，使CH1=500mV ，CH2=5mV 。 d.将“SWEEP OUT ”线与“FROM T.P ”检波头短接，出现双平行线，调节Y 增益旋钮微调，并读0dB 校正线高度：F=______格。 (3) 电路总增益的测量 接通扫频仪、示波器、电路，FROM.T.P 端接XXH.OUT, 适当调节中心频率 LSW-251 V-252 FROM T.P SWEEP CH1 CH2 H V （REC VR ） OUT ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 输入 输出 电路 旋钮使频标居中,调电感磁芯使曲线幅度最大波形对称，频标置于波峰，改变衰减使幅度特性曲线在0dB 高度附近，读出： 输出衰减值： Al=______dB 被测电路总增益：A= A1+20lg （H/F ）=_____dB(估算值) (4)通频带测量 a.用外接频标法： 断开电源，频标外接，SIZE 旋钮旋至最右，“MARKER OUT/IN ”与“YM8177A ”相连，输出电平99dB μV ，调频率从9MHz 到8MHz ，频标移动小格数T=______小格，则每小格的频宽Δf=1000KHz/T=_______KHz/T,中心频率f 0=______MHz. 接通被测电路电源, 扫频仪波峰高度H=___5___大格, 中心频率9MHz. a.用外接频标法： 断开电源，频标外接，SIZE 旋钮旋至最右，“MARKER OUT/IN ”与“YM8177A ”相连，输出电平99dB μV ，调频率从9MHz 到8MHz ，频标移动小格数T=______小格，则每小格的频宽Δf=1000KHz/T=_______KHz/T,中心频率f 0=______MHz. 接通被测电路电源, 扫频仪波峰高度H=___5___大格, 中心频率9MHz. b.接通被测电路电源，以波峰高度满5大格为1计算读出其幅频曲线0.707高的频带宽度T 0.7=______小格，则0.707通频带宽度Δf 0.7=Δf ×T 0.7=______MHz 。同理，可测0.1高的频带宽度T 0.1=_____小格, 则0.1通频带宽度Δf 0.1=Δf ×T 0.1=______MHz 。计算出此电路的矩形系数K r0.1=Δf 0.1/Δf 0.7=______. 6. 用逐点法测量放大器的频率特性当回路电阻R ＝10K 时（S1-2置 ON,S2-1置 ON, 其余置下端）,选择正常放大区的输入电压Vi ，当输出波形不好时，适当减少Vi 。将高频信号发生器输出端接至电路输入端， 调节频率f 使其为9MHz ，调节Ct 和电感磁心使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率fo ＝9MHz 、Vi=80dbuV ，然后保持输入电压Vi 不变，改变频率f 由中心频率向两边逐点偏离，测的偏离范围可根据各自实测的情况来确定。在坐标纸画出放大器频率特性曲线图. 表4-3 放大器的频率特性（画出曲线） 7. 当f 0=9MHz 时,计算电压放大倍数A V ，回路通频带BW 和Q 值。 解：当V IP-P =0.02V ，f 0=9MHz 时 (1) R=10K Ω，V OP-P =0.27V ，BW 1=2Δf 0.7= A V ==--P IP P OP V V Q= =1 BW f O (2) R=2K Ω，V OP-P =0.21V ，BW 2=2Δf 0.7= A V = =--P IP P OP V V Q= =2 BW f O (3) R=470Ω，V OP-P =0.12V ，BW 3=2Δf 0.7= A V = =--P IP P OP V V Q= =2BW f O (4) R 开路，V OP-P =0.28V ，BW 4=2Δf 0.7= A V = =--P IP P OP V V Q= =2 BW f O 由频率特性曲线图可估算出： =?7.02f (5）相对误差：%100%100?-= ??=o o o χχχχχ γ =Vb γ =Ic γ =Vce γ =Vbe γ =Ib γ (6) 电压增益A V 静态测量时理论计算值A V = 实测值A V ： 当R 开路时，A V = 相对误差：=Av γ 动态研究时理论计算值A V = 实测值A V = 相对误差：=Av γ (7) 误差产生的原因 六、实验分析与研究 1．影响静态工作点的因素 在本实验中，R1、R2和射极电阻R E 决定晶体管T1（3DG6）的静态工作点。当R1、R2固定不变时，可通过改变射极电阻R E 来改变静态工作点Q ，公式如下： E B E BE B E C R V R V V I I = -= =， βC B I I =， )(C E C CC CE R R I V V +-= ∴当R E 增大时， 。 2．影响回路Q 值的因素 因为R Q ρ = ，当回路发生谐振时L 、C 均固定不变，则ρ也不变。晶体管R C 改变回路并联电阻，即改变回路Q 值，所以当R 增大时，Q 。 3．影响放大器的增益和通频带的因素 改变回路并联电阻，改变回路Q值，从而改变放大器的。改变射极电阻R E 也可以改变的增益。 七、实验总结 1． 2． 3． 八、实验报告要求 1．写明实验目的。 2．画出实验电路的直流和交流等效电路。 3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。 4．写明实验所用仪器、设备及名称、型号。 5．整理实验数据，并画出幅频特性。 6．假定Ct和回路电容C总和为30PF，根据工作频率计算回路电感L值。九、工程估算(参考) 参照《高频电子线路》教材和《电子线路设计·实验·测试》一书 1．设置静态工作点 取V CC =+12V，I EQ =I CQ =1mA，V CEQ =9V，V BE =0.7V，β=50，则 R E =EQ EQ I V , BQ =V BE +V EQ = R B2= =I 6β V = I 6V CQ BQ BQ BQ R B1= =R V V V 2B BQ BQ CC 取R B1= ，R B2= 2．计算谐振回路参数 (1）假设ct 和回路电容C 总和为30pF ，根据工作频率计算回路电感L 值： LC f π21= , MHz 10=f 0 =C f π41 = L ∴2 2 (2)取晶体管参数：g ie =2ms ，g oe =250us ，|y fe |=40ms ，|y re |=350us ，回路参数：L=4uH ，Q o =100，β=50，fo=9MHz ，则 谐振电阻： Rp=Q 0ω0L=Q 02πf 0L= 回路总电导： P P R G 1= =g +g +G =g ∴ie oe P ∑ (3）单级单调谐回路： 电压增益： A VO = =g | y |∑ fe 回路有载品质因数： Q L = =Lg f π21 =Lg ω1∑ 0∑0 通频带：2Δf 0.7== Q f L 2Δf 0.1== Q f 1 10 L 2 矩形系数：K r0.1== fΔ 2 fΔ 2 7.0 1.0 (4）二级单调谐回路放大器 （2Δf 0.7）== fΔ 2 1 2 7.0 2 1 （2Δf 0.1）== fΔ 2 1 100 7.0 2 1 K r0.1 == ) fΔ 2( ) fΔ 2( 2 7.0 2 1.0 实验二高频功率放大器 一、实验目的 1．了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载变时的动态特性。 2．了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压Vc变化时对功率放大器工作状态的影响。 3．比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率。 二、实验仪器 1．双踪示波器 2．稳压电源或WD990A微机电源(使用时黑按钮不能按下.GP-3实验箱红线接+5V，黄线接+12V，白线接-12V,黑线接地。) 3．高频信号发生器 4．万用表 5．实验箱 三、实验原理： 丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。本实验单元模块电路如图2－1所示。该实验电路由两级功率放大器组成。其中VT2、XQ1与C35组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R4、VR7、VR8、R13组成静态偏置电阻，调节VR7、VR8可改变放大器的增益。XQ2与C7、C6组成的负载回路与VT3组成丙类功率放大器，甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号（由短路块J3连通）。VR3为射极反馈电阻，调节VR3可改变丙放增益，与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S4的位置即改变并联电阻值，即改变回路Q值。当S4－4拨向ON时则负载为50Ω天线。当短路块J3置于短路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管VT3截止，只有当甲放输出信号大于丙放管VT3 be间的负偏压值时，VT3才导通工作。 图3－1 功率放大器电原理图 四、各元器件的作用 VT2、XQ1与C35——组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态 R4、VR7、VR8、R13——组成静态偏置电阻，调节VR7、VR8可改变放大器的增益XQ2与C7、C6——组成负载回路 VT3——丙放管 VR3——射极反馈电阻，调节VR3可改变丙放增益 R28、R29、R30——负载回路外接电阻，改变S4的位置即改变并联电阻值，即改变回路Q值 五、实验内容及步骤 1.了解丙类工作状态的特点 实验初调高频谐振放大（功率放大，前置放大）（位于上板-右上角方框） ①电源取12V正端接上板上中方框P3（+12V），负端接GND地，电源取12V 正端接上板右上角J 16 E+12V(+12V)负端接GND地, 确认无误后接通电源. ②左上J 2置左，J 3 置左，C.D.L置右，J 28 置右. ③J 29 接YM8177A，输出99dB，f=10MHz，高频信号发生器左边表头下三键全按下指示灯全灭(后面的实验均处在此状态),S4-1置ON,S4-（2-4）置下，输出负载 电阻50Ω，T 接示波器输出，反复调节VR9，VR8 ,VR20,调节YM8177A输出频率, 14 6-10V).用万用表测量VT3 be间的电压(即J6、J7间电 使输出电压最大(约V 9-P 压)，该电压为负偏压，改变高频信号发生器输出电压，该偏压随之变化。当此高 频信号发生器输出电压为0时，末级激励信号Ub＝0，则Uo为0，此时偏压也为 0，由此可看出丙类工作状态的特点。 2．测试调谐特性 在1的基础上,S4-(1-4) 全部拨下开路,保持J14空载，改变输入信号频率从 8MHz－11MHz，记下输出电压值。 3．测试负载特性 (1)在以上实验的基础上,J16E=5V,S4仍全部拨下开路。 调整回路电容C6使回路调谐,调整J16E或输入信号频率.（以示波器显示J7 处波形为对称的双峰为调谐的标准,若出不了双峰,可适当调低电源电压或将FDIN J29输入信号去掉,或将J28短路块置左,用本机LC振荡器输出信号作为FDIN输 入）。然后将负载电阻转换开关S4分别从1－4拨ON，用示波器测量相应的 J14Uc值和J7Ve波形，描绘相应的ie波形，分析负载对工作状态的影响。 表5-2功率放大器负载特性（画出曲线） S4-(1-4) 全部拨下开路，从大至小改变高频信号源输出电平，用示波器观 察ie波形的变化。 表5-3 激励电平变化对工作状态的影响（画出曲线） 状态的影响 表5-4 电源电压Vcc(J16E)变化对工作状态的影响（画出曲线） (4) 实测功率、效率计算： 将Vcc(J16E)调为12V ，测量甲放和丙放各参量，填表并进行功率、效率计算。(测VT2发射极电阻时要先关掉所有电源) 其中： Io ：发射极直流电压÷发射极电阻值 P =：电源给出直流功率（P = = Vcc*Io ） Pc ：为管子损耗功率（Pc ＝IcVce ） Po ：输出功率 六、实验分析与研究 1. 高频功率放大器的负载特性 当RL从51Ω变化到680Ω，电路处于区，此时Vc随着RL的而。当RL从680Ω变化到∞，电路处于区，此时Vc随着RL的而进一步，但幅度变化。 2. 激励电压变化对工作状态的影响 当Vcc、V BB 与Rp不变时，只改变激励电压Vbm对工作状态的影响。当Vbm增加时，如果原来工作与临界状态，那么这时放大器进入状态。反之，当Vbm减小时，放大器将转入状态。 3. 电源电压Vcc变化对工作状态的影响 当Rp、V BB 、 、 Vbm不变时，只改变电源电压Vcc对工作状态的影响。当Vcc增加 时，Q点向移动，放大器进入区；反之，当Vcc减小时，Q点向移动，放大器将进入区。 4. 高频功率放大器的调谐特性 输出电压Vc随频率f的增加先，当增大到一定值后，逐渐。当f较低时，失真，而当f较高时，失真，整个电路对高端频率有利，而输出电压Uc与有关。 5.实验中，采用回路；而在工程估算时，则采用。采用单调谐回路的缺点是。 七、实验总结 1. 2. 3. 八、工程估算(参考) 参照《高频电子线路》教材和《电子线路设计·实验·测试》一书 1. 丙类功率放大器设计 1）确定放大器的工作状态 =P 2)V V (=P 2)V V (= R o 2 ces cc c 2ces cc q 得集电极基波电流振幅≈R P 2= I q c m 1c =) °70(αI = I 1m 1c cm =)°70(αI =I 0cm co 电源供给的直流功率=I V =P o cc D 集电极耗散功率=P P ='P c D c 集电极功率≈ P P =ηD c 若本级功率增益dB A p 15=（32倍），则输入功率为 =A P =A P =P p c p o i 基极余弦脉冲电流的最大值为（设晶体管3DG12的β=20） =β I = I cm BM 基极基波电流的振幅为=)°70(αI =I 1Bm m 1B 输入电压的振幅为≈I P 2=V Bm i Bm 1）计算谐振回路及耦合电路的参数： 丙类功放的输入输出耦合回路均为高频变压器耦合方式，其输入阻抗： =)θ(α)θcos 1(r =Z 1b 'b i 输出变压器线圈匝数比为 =N 2=N ≈V P P 2=N N 13m 1c L c 1 3 ，取 若取集电极并联谐振回路的电容C=100pF ，回路电容为 ≈}c {)}f ({10×53.2=L pF 2 MHz o 4 若采用10005610—的NX mm mm mm ??φφ铁氧体磁环来绕制输出耦合变压器，则变压器初级线圈的总匝数N 2为： 14 310}{}{}{4232 22/2 ≈????=-N H N l A u L cm cm m H μπ 3）基极偏置电路参数计算 基极直流偏置电压=θcos V V =V Bm j B 射极电阻≈I ÷V =R co B 2E 取高频旁路电容C E2=0.01F μ 2、功率放大器设计 1）计算电路参数 =Z =P mW 3=P =P i H i H ， 设高频变压器的效率=ηP = P 8.0=ηT H c T ，即 若取功放的静态电流mA I I cm cQ 3=≈，则： 集电极电压振幅cm c cm I P 2=V 等效负载电阻≈ P 2V ='R 2cm H 射极直流负反馈电阻=I V V V = R CQ cEs cm cc 1E 高频变压器匝数比 ≈R ' R η=' N ' N H H T 21 若取次级匝数N 2’=2，则初级匝数N 1’= 设 ，则：倍，若取功率增益)32(1520dB A p ==β 输入功率=A P = P p c i 功放输入阻抗=R β+R ≈R 3b 'b i 若取交流负反馈电阻=R Ω10=R i 3，则 本级输入电压振幅=P R 2=V i i im 2）计算静态工作点 静态时（V i =0）晶体管的射极电位V R I V E CQ EQ 1.81=?= 则 m A I I V V V V CQ BQ EQ BQ 15.08.87.0== =+=β若取基极偏置电路BQ I I 51=，则=I 5V = R BQ BQ 2 =R V V V =R 2BQ BQ cc 1 数控仿真实验指导书 机电一体化机械设计制造自动化专业 2008年实训中心编制 目录 实验一数控车床仿真软件操作学习 (2) 实验二数控车编程及仿真加工实例 (5) 实验三数控铣床仿真软件操作学习 (7) 实验四数控铣床编程及仿真加工实例 (10) 实验五数控机床(加工中心)仿真软件操作学习 (12) 实验六广州数控系统车床操作学习 (15) 实验一数控车床仿真操作学习 一、实验目的 通过使用数控模拟仿真软件，使学生从计算机上直观的学习包括法那克、西门子、华中数控等系统的数控车床的基本操作方法，同时可输入程序进行仿真加工实验，达到对学生理论课巩固和理解以及提高学生操作技能的目的。 二、实验内容 1、 FANUC Oimate数控系统车床操作界面及仿真加工过程 2、华中数控HNC21T、西门子802d操作界面 三、实验步骤 1、进入仿真系统 （1）在桌面上找到“机电国贸CZK系列软件”的文件夹，双击进入,找到“数控车床系列”,双击进入,然后选择CZK-Fanuc0iMate。 （2）出现重新选择主机提示框，选择确定（主机名是服务端的计算机名，已经设定好了，学生无须改动）。登录窗口出现后，选择训练模式。 （3）整个仿真软件主要由机床操作面板、仿真机床窗口组成。 2、仿真机床操作面板按键说明（以FANUC Oimate为例） 一>MDI键盘 （1）常用功能键 POS 当前机床位置显示 PROGRAM 程序显示 OFSET 偏置量显示 （2）常用的编辑键 RESET 复位键：终止当前一切操作、CNC复位、解除报警。 INPUT 用于参数、偏置量的输入 地址/数字键用于字母、数字等的输入 CAN取消输入键用于删除已输入到缓冲器的文字或符号 ↑↓光标的移动键 R F I D实验指导书 Revised final draft November 26, 2020 RFID实验指导书 适用所有对无线射频传感器感兴趣的学生 xxx 编写 概述 一、课程目的 《RFID无线射频实验》是一门实践性很强的实验课程，为了学好这门课，每个学生须完成一定的实验实践作业。通过本实验的实践操作训练，可以更好的了解RFID的基本功能和基本的使用方法，为以后深入的研究学习打下良好的基础。 本课程实验的目的是旨在使学生进一步扩展对无线射频方向理论知识的了解；培养学生的学习新技术的能力以及提高学生对该方向的兴趣与动手能力。 二、实验名称与学时分配 三、实验要求 1. 问题分析 充分地分析和理解问题本身，弄清要求做什么，包括功能要求、性能要求、设计要求和约束。 2. 原理理解 在按照教程执行过程当中，需要弄清楚每一个步骤为什么这样做，原理是什么。 3. 实践测试 按照要求执行每一步命令，仔细观察返回值，了解每项返回值表达什么意思，为什么有的卡片可以破解有的不可以。 三、实验考核 实验报告应包括如下内容： 1、实验原理描述：简述进行实验的原理是什么。 2、实验的操作过程：包括实验器材、实验流程的描述。 3、分析报告：实验过程中遇到的问题以及问题是否有解决方案。如果有，请写明如何解决的；如果没有，请说明已经做过什么尝试，依旧没有结果导致失败。最后简述产生问题的原因。 4、实验的体会以及可以讲该功能可以如何在其他地方发挥更强大的功能。 注：最后实验结果须附命令行回显截图 四、实验时间 总学时：6学时。 实验一高低频卡鉴别 一、实验目的 1、掌握RFID驱动等环境安装设置。 2、掌握如何通过读取电压高低来区分高低频。 二、实验要求 1、认真阅读和掌握本实验的程序。 2、实际操作命令程序。 3、保存回显结果，并结合原理进行分析。 4、按照原理最后得出结果。 三、注意事项： 命令在实行时，如果想停止，不能用平时的Ctrl+C或者ESC等常规结束按键（可能会造成未知损坏），只需要按下Promxmark3上的黑色按钮。 方形的为高频天线（Proxmark3 HF Antenna ）； 圆形的为低频天线（Proxmark3 LF Antenna 125KHz/134KHz） 四、实验内容 1．安装驱动 打开我的电脑》右键--属性—设备管理器》人体学输入设备 这个“HID-compliant device”就是我们的proxmark3设备，选择“USB 人体学输入设备”一般是最下面那个，注意：不是“HID-compliant device”，更新驱动程序。 然后选择：Proxmark-Driver-2012-01-15\proxmark_driver\ 下一步继续安装完成。安装完成之后在设备管理器里面可以看到proxmark3的新驱动。 2．软件使用 所需要的软件已经打包好，直接在命令行中运行 D: \pm3-bin-r486\Win32\ 这样就算成功安装好各种环境，并可以在该命令窗口中执行命令了。 3．高低频卡的判别 本部分介绍利用高频天线判别卡片的高低频，可自行利用低频天线测试，原理类似。 命令：hw tune，这个命令大概需要几秒钟等待回显。 当你输入完hw tune之后，窗口所显示的HF antenna后面的数值就是现在非工作状态下的电压，当你把相关的卡放在高频天线上面/下面的时候，电压就会所变化了（依然是非工作状态下）。 从图中我们可以看到，当卡没有放到天线的情况下电压为，而卡放在天线之后电压将为，现在的电压依然是为非工作电压，但是从这个现象当中我们会得到很多非常有意义的数据。 变化出来了！第三张hw tune的结果为，是因为我把一张125kHZ的门禁卡放在了高频天线上面，所以其电压的降幅很低，但是如果我把一张的卡放 高频电子线路实验 说明书 实验要求(电信111班) l.实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。预习要求如下： 1)认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。 2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。 3)熟悉实验任务。 4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。 2.使用仪器和学习机前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守。 3.实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。 4.高频电路实验注意： 1)将实验板插入主机插座后,即已接通地线,但实验板所需的正负电源则要另外使用导线进行连接。 2)由于高频电路频率较高,分布参数及相互感应的影响较大。因此在接线时连接线要尽可能短。接地点必须接触良好。以减少干扰。 3)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点设置是否正确,或输入信号是否过大。 5.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应即关断电源,保持现场,报告指导教师。找出原因、排除故障,经指导教师同意再继续实验。 6.实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。 7.实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据、波形、现象)。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。 8.实验结束后,必须关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。 9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。 实验一调谐放大器 一、实验目的 1、熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2、熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与选择性。 3、熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。 4、熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、扫频仪 3、高频信号发生器 4、毫伏表 5、万用表 6、实验板1 三、预习要求 1、复习谐振回路的工作原理。 2、了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。 3、实验电路中，若电感量L＝1uh，回路总电容C＝220pf （分布电容包括在内），计算回路中心频率 f 0 。图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图 四、实验内容及步骤 （一）单调谐回路谐振放大器 《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院 实验一电力电子器件 仿真过程： 进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境，如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程： 第一步：打开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。 提取出来的器件模型如图所示： 图 第二步，元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1”，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。 第三步，把元件的位置调整好，准备进行连接线，具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个器件的连接点上，放开左键，这样线就连好了，如果想要连接分支线，可以要在需要分支的地方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子，这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候，有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线，这时可以选中要改变方向的模块，使用Format菜单下的Flip block 和Rotate 实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。 2、学会小信号调谐放大器的设计方法。 二、实验内容 1、调节谐振回路使谐振放大器谐振在10.7MHz。 2、测量谐振放大器的电压增益。 3、测量谐振放大器的通频带。 4、判断谐振放大器选择性的优劣。 三、实验仪器 1、BT-3（G）型频率特性测试仪（选项）一台 2、20MHz模拟示波器一台 3、数字万用表一块 4、调试工具一套 四、实验原理 图1-1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1，RB2及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。 图1-1 小信号调谐放大器 五、实验步骤 本实验中，用到BT-3频率特性测试仪和频谱仪的地方可选做。 参考所附电路原理图G2。先调静态工作点，然后再调谐振回路。 1、按下开关KA1，则LEDA1亮。 2、调整晶体管QA1的静态工作点： 不加输入信号（u i =0），即将TTA1接地，用万用表直流电压档（20V 档）测量三极管QA1发射极对地的电压u EQ （即测P6与G 两焊点之间的电压），调节WA1使u EQ =3V 左右，根据实验参考电路计算此时的u BQ ，u CEQ ，u EQ 及I EQ 。 3、使放大器的谐振回路谐振在10.7MHz 方法是：BT-3频率特性测试仪的扫频电压输出端和检波探头，分别接电路的信号输入端INA1及测试端TTA2，通过调节y 轴，放大器的“增益”旋钮和“输出衰减”旋钮于合适位置，调节中心频率刻度盘，使荧光屏上显示出放大器的“幅频谐振特性曲线”，根据频标指示用绝缘起子慢慢旋动变压器的磁芯，使中心频率o f =10.7MHz 所对应的幅值最大。 如果没有频率特性测试仪，可用示波器来观察调谐过程，方法是：在TTA1处输入由高频信号源提供的频率为10.7MHz ，峰峰值Vp-p-=20～100mV 的信号，用示波器在TTA2处观察输出波形，调节TA1使TTA2处信号幅度最大。 4、电压增益A V0 使用BT-3频率特性测试仪测0v A 的方法如下： 在测量前，先要对测试仪的y 轴放大器进行校正，即零分贝校正，调节“输出衰减”和“y 轴增益”旋钮，使屏幕上显示的方框占有一定的高度，记下此时的高度和此时“输出衰减”的读数N 1dB ，然后接入被测放大器，在保持y 轴增益不变的前提下，改变扫频信号的“输出衰减”旋钮，使谐振曲线清晰可见。记下此时的“输出衰减”的值N 2dB ，则电压增益为 A V0=(N1-N2)dB 若用示波器测量，则为输出信号幅度大小与输入信号幅度大小之比。方法如下： 用示波器测输入信号的峰峰值，记为U i 。测输出信号的峰峰值记为U 0。则小信号放大的电压放大倍数A V0=U 0/U i 。如果A V0较小，可以通过调节静态工作点来改善。 5、测量通频带BW 用BT-3频率特性测试仪测量BW ： 先调节“频率偏移”（扫频宽度）旋钮，使相邻两个频标在横轴上占有适当的格数，然后接入被测放大器，调节“输出衰减”和y 轴增益，使谐振特性曲线在纵轴占有一定高度，测出其曲线下降3dB 处两对称点在横轴上占有的宽度（记为BW1），根据内频标就可以近似算出放大器的通频带BW= BW1=B 0.7。 6、放大器的选择性 放大器选择性的优劣可用放大器谐振曲线的矩形系数K r0.1表示 用步骤5中同样的方法测出B 0.1即可得： 7 .01.07.01.01.022f f B B K r ??== 由于处于高频区，存在分布参数的影响，放大器的各项技术指标满足设计要求后的元件参数值与设计计算值有一定的偏差，所以在调试时要反复仔细调整才能使谐振回路处于谐振状态。在测试要保证接地良好。 THCGP-1型高频电子线路实验教学系统 实验指导书 大连科技学院电气工程系 实验注意事项 1.每次安装实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。 2.安装实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四角的螺孔和母板上的铜支 柱对齐，然后用螺丝固定。确保四个接线柱均拧紧，以免造成实验模块与电源或地接触 不良。经检查确认无误后方可通电实验。 3.各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编 码器均为磨损件，请勿频繁按动或旋转。 4.请勿直接用手触摸芯片、电解电容器等元件，以免造成损坏。 5.各模块中的3362电位器（蓝色正方形封装）是出厂前调试使用的。出厂后的各实验模 块功能已调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成影响。 6.在关闭各模块电源之后，方可进行连线。连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻 放，检查无误后方可通电实验。拆线时若遇到连线与孔连接过紧，应用手捏住线端得金属外壳轻轻摇晃，直至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。 7.实验前，应首先熟悉实验模块的电路原理以及内置仪器的性能和使用方法。 8.按动开关或旋动电位器以及调节电感线圈磁芯时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。 9.做综合实验时，应通过联调确保各部分电路处于最佳工作状态。 10.用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以免影响后续实验的 正常进行。 11.在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机箱的零部件。 12.实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切断相应的电源开关。 13.测量模块在不用时,应保持电源处于切断状态,以免引起干扰。 前言 高频电子技术是一门实践性较强的课程，加强实践环节教学，提高实践教学环节的效果，对这门课的学习是至关重要的，应通过一个学期的实验教学，努力提高学生的实际动手能力，并以实践教学促进学生对教材理论知识的理解和应用。为保证每个实验项目的可操作性，编者经过了一个学期时间的准备，结合自身的实验环节教学，对每个实验项目进行了设计、验证、分析和修正。下面对于本系统的高频电子线路实验项目教学，做以下几点说明和建议： 一、本书所有实验项目所采用的信号源均为高频实验箱自带的高频信号源和低频信号 高频电子技术 实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院 目录 实验一、小信号调谐放大器 -------------------------------------- 2 实验二、通频带展宽----------------------------------------------5 实验三、LC与晶体振荡器 ---------------------------------------- 8 实验四、幅度调制与解调---------------------------------------- 18 实验五、集成乘法器混频实验 ----------------------------------- 19实验六、变容二极管调频器与相位鉴频器-------------------------22 实验一、小信号调谐放大器 一、实验目的 1）、了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。 2）、了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。 3）、掌握放大器的动态范围及其测试方法。 二、实验预习要求 实验前，预习教材选频网络、高频小信号放大器相应章节。 三、实验原理说明 1、小信号调谐放大器基本原理 高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大 信道中的高频小信号。为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。窄带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中心频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之几。因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。它主要由放大器与选频回路两部分构成。用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表面波滤波器等。本实验用三极管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器。在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。 单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC 回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。 中心频率为f0 带宽为Δf=f2-f1 图1-1. 单调谐放大电路 为了改善调谐电路的频率特性，通常采用双调谐放大电路，其电路如图12-2所示。双调谐放大电路是由两个彼此耦合的单调谐放大回路所组成。它们的谐振C Ec 1 f 0.707 02 1 u 实验平台操作及注意事项 一、实验平台基本操作方法 在使用实验平台进行实验时，要按照标准的规范进行实验操作，一般的实验流程包含以下几个步骤： （1）将实验台面整理干净整洁，设备摆放到对应的位置开始进行实验； （2）打开实验箱箱盖，或取下箱盖放置到合适的位置；（不同的实验箱盖要注意不能混淆）； （3）简单检查实验箱是否有明显的损坏；如有损坏，需告知老师，以便判断是否可以进行正常实验； （4）根据当前需要进行的实验内容，由老师或自行更换实验模块；更换模块需要专用的钥匙，请妥善保管； （5）为实验箱加电，并开启电源；开启电源过程中，需要注意观察实验箱电源指示灯（每个模块均有电源指示），如果指示灯状态异常，需要关闭电源，检查原因； （6）实验箱开启过程需要大约20s时间，开启后可以开始进行实验； （7）实验内容等选择需用鼠标操作； （8）在实验过程中，可以打开置物槽，选择对应的配件完成实验； （9）实验完成后，关闭电源，整理实验配件并放置到置物槽中； （10）盖上箱盖，将实验箱还原到位。 二、实验平台系统功能介绍 实验平台系统分为八大功能板块，分别为实验入门、实验项目、低频信号源、高频信号源、频率计、扫频仪、高频故障（实验测评）、系统设置。 1.设备入门 设备入门分为四类，分别是平台基本操作、平台标识说明、实验注意事项、平台特点概述。 2.实验项目 实验项目是指实验箱支持的实验课程项目，可以完成的实验内容列表，分为高频原理实验和高频系统实验。 高频原理实验细分为八大实验分类,分别是小信号调谐放大电路实验、非线性丙类功率放大电路实验、振荡器实验、中频放大器实验、混频器实验、幅度解调实验、变容二极管调频实验、鉴频器实验。如下图所示。 HUNAN UNIVERSITY 高频电路实验 报告 学生姓名 学生学号 专业班级 指导老师黄生叶 2015 年10月20 日 实验二二极管双平衡混频器 一、实验目的 1.掌握二极管双平衡混频器频率变换的物理过程。 2.掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0和工作 电流I e对中频转出电压大小的影响。 3.掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。 4.比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。 二、实验内容 1. 研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺 点。 2.研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。 三、实验仪器 1、1号板1块 2、6号板1块 3、3 号板1块 4、7 号板1块 5、双踪示波器1台 四、实验原理与电路 1、二极管双平衡混频原理 图3-1 二极管双平衡混频器 二极管双平衡混频器的电路图示见图3-1。图中V S 为输入信号电压，V L 为本机振荡电压。在负载R L 上产生差频和合频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出） 二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。图3-1中的变压器一般为传输线变压器。 二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为 ?+?++=-=n T T T S S V v n V v V v I e I i T V v )(1)(21[ )1(2！！ 当加到二极管两端的电压v 为输入信号V S 和本振电压V L 之和时，V 2项产生差频与和频。其它项产生不需要的频率分量。由于上式中u 的阶次越高，系数越小。因此，对差频与和频构成干扰最严重的是v 的一次方项（因其系数比v 2项大一倍）产生的输入信号频率分量和本振频率分量。 实验一MATLAB的实验环境及基本命令 一实验目的： 1．学习了解MA TLAB的实验环境 2．在MA TLAB系统命令窗口练习有关MA TLAB命令的使用。 二实验步骤 1．学习了解MA TLAB的实验环境： 在Windows桌面上，用mouse双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口： 图1-1 MA TLAB系统命令窗口 ①在命令提示符”>>”位置键入命令: help 此时显示MA T ALAB 的功能目录， 其中有“Matlab\general ”，“toolbox\control ”等；阅读目录的内容； ② 键入命令： intro 此时显示MA TLAB 语言的基本介绍，如矩阵输入、数值计算、曲线绘图等。要求阅读命令平台上的注释内容，以尽快了解MA TLAB 语言的应用。 ③ 键入命令： help help 显示联机帮助查阅的功能，要求仔细阅读。 ④ 键入命令： into 显示工具箱中各种工具箱组件和开发商的联络信息。 ⑤ 键入命令： demo 显示MA TLAB 的各种功能演示。 2． 练习MA TLAB 系统命令的使用。 ① 表达式 MA TLAB 的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。实验前应掌握有关变量、数值、函数及操作符的有关内容及使用方法。 练习1-1: 计算下列表达式: 要求计算完毕后，键入相应的变量名，查看并记录变量的值。 ②．向量运算： ) 6 sin(/250π =d 2 /)101(+=a ) sin(3.2-=e c i b 53+= n 维向量是由n 个成员组成的行或列数组。在MA TLAB 中，由分号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；由逗号或空号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；同维的向量可进行加减运算，乘法须遵守特殊的原则。 练习1-2 已知：X=[2 ；-4；8] 求 ：Y=R ＇；P=5*R ；E=X .*Y ；S=X ＇* Y 练习1-3 ⑴产生每个元素为1的4维的行向量； ⑵产生每个元素为0的4维的列向量； ⑶产生一个从1到8的整数行向量，默认步长为1； ⑷产生一个从π到0，间隔为π/3的行向量； ③矩阵基本运算操作。 要求熟悉矩阵的输入方法及矩阵运算的有关命令。 练习1-4求出下列运算结果，并上机验证。已知矩阵： （1） A （：，1） （2）A （2，：） （3）A （：，2：3） （4）A （2：3，2：3） （5） A （：，1：2：3） （6）A （2：3） （7）A （：） （8）A （：，：） （9） ones(2,2) (10)eye(2) (11)[A,[ones(2,2);eye(2)]] (12)diag(A) (13)diag(A,1) (14)diag(A,-1) (15)diag(A,2) (16)fliplr(A) (17)flipud(A) (18)rot90(A) (19)tril(A) ] 5,9,4 [-=π tg R ????? ???????=4443 4241 343332312423222114131211 A 中北大学 高频电子线路实验报告 班级： 姓名： 学号： 时间： 实验一低电平振幅调制器(利用乘法器) 一、实验目的 1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与 过程，并研究已调波与二输入信号的关系。 2.掌握测量调幅系数的方法。 3.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。 二、预习要求 1.预习幅度调制器有关知识。 2.认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘 法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。 3.分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。 三、实验仪器设备 1.双踪示波器。 2.SP1461型高频信号发生器。 3.万用表。 4.TPE-GP4高频综合实验箱（实 验区域：乘法器调幅电路） 四、实验电路说明 图 幅度调制就是载波的振幅受 调制信号的控制作周期性的变化。 变化的周期与调制信号周期相同。 即振幅变化与调制信 号的振幅成正比。通常称高频信号为载波5-1 1496芯片内部电路图 信号，低频信号为调制信号，调幅器即为 产生调幅信号的装置。 本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，图5-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1-V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1-V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接 1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集 “自动控制理论”仿真软件简介 “自动控制理论”仿真软件是在MATLAB6.5的平台上进行开发的，其内容与构成该课程核心的一些基本概念、基本理论和基本方法相关联。 将光盘中的MATLAB程序（不能是文件夹）拷贝到当前工作路径中（默认路径一般为MATLAB6p5/Work目录）。双击桌面MATLAB6.5图标打开主界面，在命令窗口中输入“kzllfz”并按回车键，启动仿真软件后，将MATLAB主界面最小化至任务栏，出现第一个界面如图0-1所示。 图0-1“自动控制理论仿真”进入界面 用鼠标点击“简介”按钮，打开一个文本窗口，如图0-2所示，它对本仿真内容作一简介。图0-2窗口下部有一个“返回”按钮，点击后将回到图0-1界面。 图0-2“自动控制理论仿真”简介界面 点击图0-1“退出”按钮，将关闭窗口，退出本仿真。点击图0-1“进入”按钮，进入目录界面，如图0-3所示。仿真内容各部分之间是相互独立的。点击仿真名称左侧的相应按钮，即可进入每个仿真环境。 图0-3“自动控制理论仿真”目录界面 仿真一 线性连续控制系统的仿真 一、仿真目的 1．掌握用数字仿真的方法，求取控制系统输出响应曲线； 2．观察分析在阶跃、斜坡等信号输入下给定系统的响应曲线； 3．掌握由阶跃响应曲线求取系统相关性能指标的方法； 4．了解仿真参数（特别是仿真步长）的设置对仿真结果的影响。 二、仿真原理 已知单位负反馈控制系统的方框图如图1-1所示。 图1-1 单位负反馈控制系统方框图 由图6-1求得该系统的闭环传递函数为 ) (1) ()()(s G s G s R s C += 当系统输入为单位阶跃信号时，即s s R 1 )(=，则系统的输出为 s s G s G s C 1 )(1)()(?+= 对上式取拉氏反变换，即可求得系统的单位阶跃响应表达式。 同理，可求得系统在单位斜坡输入[21)(s s R =]、单位抛物波输入[3 1 )(s s R =]下的响应表达 式。 三、仿真内容 （1）某单位负反馈系统的开环传递函数为 1 10 )(+=s s G 求其在单位阶跃输入下的响应曲线及其性能指标； （2）某单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 828.2(4 )(+=s s s G 求其在单位阶跃输入下的响应曲线及其性能指标； （3）某单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 15)(4(10 )(++=s s s s G 求其在单位斜坡、单位抛物线函数输入下的响应曲线。 四、仿真步骤 点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮,进入图1-2。 目录 实验一调谐放大器 (1) 实验二丙类高频功率放大器 (5) 实验三 LC电容反馈式三点式振荡器 (7) 实验四石英晶体振荡器 (10) 实验一 调谐放大器 一、 实验目的 1、熟悉电子元器件和高频电路试验箱。 2、熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。 3、熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。 4、熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。 二、 实验仪器 1、双踪示波器 2、扫描仪 3、高频信号发生器 4、毫伏表 5、万用表 6、实验箱 三、 预习要求 1、复习谐振回路的 工作原理。 2、了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。 3、试验电路中，若 电感量L=1uh ，回路总 电容C=220pf （分布电容包括在内），计算回路中心频率f0。 四、 实验内容及步骤 （一） 单调谐回路谐振放大器。 1． 试验电路见图1-1 （1）、按图1-1所示连接电路（注意接线前先测量+12V 电源电压，无误后，关断电源再接线）。 （2）、接线后仔细检查，确认无误后连接电源。 图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图 IN 2．静态测量 试验电路中选R e=1K，R=10K。 测量各静态工作点，计算并填表1.1 *V B,V E是三极管的基极和发射极对地电压。 3. 动态研究 (1)测放大器的动态范围Vi～V0（在谐振点） 选R=10K，Re=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接毫伏表， 选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路 谐振，使输入电压幅度最大。此时调节Vi由0.05伏变到0.8伏，逐点记录 V o电压，并填入表1.2。Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。 表1.2 (2)当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐 标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线。 (3)用扫描仪调回路谐振曲线。 仍选R=10K，Re=500。将扫描仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频 仪检波器输入端。观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来 选择适当位置），调回路电容点C T，使f0=10.7MHz。 (4)测量放大器的频率特性 当回路电阻R=10K时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输 出200mV接至电路输入端，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振， 使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0=10.7MHz为中心频率，然后 保持输入电压Vi不变，改变频率发由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同 频率f时对应的输出电压V0，将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据 （各自）实测情况来确定。 电子电路调试与应用 高频仿真实验指导书 卢敦陆编写 广东科学技术职业学院机电工程学院 二OO八年九月 高频仿真实验一LC串并联谐振回路的特性分析 一、实验目的 1．理解LC串并联调谐回路的谐振特性； 3．掌握谐振回路特性参数的计算和测量方法 二、实验过程和数据分析 （一）LC串联调谐回路的谐振特性 1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图： 2．若要求以上回路的谐振频率为1MHZ，那么回路电感L= uH， 3．谐振时回路的阻抗最（大或小），阻抗R= 4．回路的品质因数Q=ωL/R1= 。 5．通频带理论值BW= ，实际测量值BW= 。 6．请画出谐振特性曲线。(即对3点作交流分析，如下图) （二）LC并联调谐回路的谐振特性 1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图： 2．若要求以上回路的谐振频率为30MHZ，那么回路电容C= PF。3．谐振时回路的阻抗最（大或小），阻抗R= 。 4．回路的品质因数Q= R1/ωL = 。 5．通频带理论值BW= ，实际测量值BW= 。 6．请画出谐振特性曲线（即对4点作交流分析，如下图所示）。 高频仿真实验二单调谐振回路小信号高频放大器 一、实验目的 1．复习multisim2001的使用方法 2．了解单调谐回路小信号高频放大器的工作原理和调谐方法 3．学习测量单调谐回路小信号高频放大器的带宽 二、实验过程和数据分析 1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图： 2．分析三极管的直流工作点，其中Vb= V，V e= V ，Vc= V。 3．用示波器观察输出信号的幅度，V omax= V，放大倍数Avmax= 。 4．调节可变电容C6的容量，观察输出信号幅度的变化，当增大或减小C6时，输出信号幅度变（大或小）了。 5．用波特图仪确定放大器的带宽。如下图所示： 实验一、常用仪器的使用及常用器件的认识、检测一、实验目的 1．学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的技术指标、性能及正确使用方法。 2．初步掌握双踪示波器观察正弦信号波形和读书波形参数的方法。 3．认识常见的电子元器件及其检测方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等。它们和万用电表在一起，可以完成对模拟电子电路的静态与动态工作情况的测试。 实验中要对各中电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，一连先简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，个仪器与被册实验装置之间的布局与连线如图1——1所示。接线是应注意，为了防止外界的干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流伏安表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 1．示波器 在本书实验附录中已对常用的GOS-620型双踪示波器的原理和使用做了较详细的说明，先着重指出下列几点： 1）寻找扫描光迹点 在开机半分钟后，如还找不到光点，可调节亮度旋钮，并按下“寻迹”键，从中判断光点的位置，然后适当调节垂直（↑↓）和水平（）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。 2）为了显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速率”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源的选择”开关（内、外）——通常选为内触发。 c、“内触发源的选择”开关（拉YB）——通常至于常态（推进位置）。此时对单一从 YA或YB输入的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB ）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对YB输入的信号同 高频电路（仿真）实验指导书 电子信息系 2016年3月 实验一、共射级单级交流放大器性能分析 一、实验目的 1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。 2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。 3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。 二、实验原理 如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证U B>5～10U BE， I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。 U B=V CC I C I E 由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。 当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。 调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。 图1-1 分压式单级放大电路 如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数 A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。 当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥[]。输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。 高频电子线路实验箱简介 THCGP-1型 仪器介绍 ●信号源： 本实验箱提供的信号源由高频信号源和音频信号源两部分组成，两种信号源的参数如下： 1）高频信号源输出频率范围：0.4MHz~45MHz(连续可调)； 频率稳定度：10E–4；输出波形：正弦波； 输出幅度：1Vp-p 输出阻抗：75?。 2）低频信号源： 输出频率范围：0.2kHz~20 kHz（连续可调）； 频率稳定度：10E–4；输出波形：正弦波、方波、三角波； 输出幅度：5Vp-p；输出阻抗：100Ω。 信号源面板如图所示 使用时,首先按下“POWER”按钮，电源指示灯亮。 高频信号源的输出为RF1、RF2，频率调节步进有四个档位：1kHz、20kHz、500kHz、1MHz档。 按频率调节选择按钮可在各档位间切换，为1kHz、20kHz、500kHz档时相对应的LED 亮，当三灯齐亮时，即为1MHz档。旋转高频频率调节旋钮可以改变输出高频信号的频率。另外可通过调节高频信号幅度旋钮来改变高频信号的输出幅度。 音频信号源可以同时输出正弦波、三角波、方波三种波形，各波形的频率调节共用一个频率调节旋钮，共有2个档位：2kHz、20kHz档。按频率档位选择可在两个档位间切换，并且相应的指示灯亮。调节音频信号频率调节旋钮可以改变信号的频率。分别改变三种波形的幅度调节旋钮可以调节输出的幅度。 本信号源有内调制功能，“FM”按钮按下时，对应上方的指示灯亮，在RF1和RF2输出调频波，RF2可以外接频率计显示输出频率。调频波的音频信号为正弦波，载波为信号源内的高频信号。改变“FM频偏”旋钮调节输出的调频信号的调制指数。按下“AM”按钮时，RF1、RF2输出为调幅波，同样可以在RF2端接频率计观测输出频率。调节“AM调幅度”可以改变调幅波的幅度。面板下方为5个射频线插座。“RF1”和“RF2”插孔为400kHz ——45MHz的正弦波输出信号，在做实验时将RF1作为信号输出，RF2接配套的频率计观测频率。另外3个射频线插座为音频信号3种波形的输出：正弦波、三角波、方波，频率范围为0.2k至20kHz。 ●等精度频率计 （1）等精度频率计面板示意图： （2）等精度频率计参数如下： 频率测量范围：20Hz——100MHz 输入电平范围：100mV——5V 测量误差：5×10-5±1个字 输入阻抗：1MΩ//40pF （3）使用说明： 频率显示窗口由五位数码管组成，在整个频率测量范围内都显示5位有效位数。按下‘电源’开关，电源指示灯亮，此时频率显示窗口的五位数码管全显示8.，且三档频率指示灯同时亮，约两秒后五位数码全显示0，再进入测量状态。 高频电路原理与分析 实验指导书 闽江学院物理学与电子信息工程系 2013年10月 实验一单调谐回路谐振放大器实验 一、实验目的 1．掌握单调谐回路谐振放大器的组成及电路中各元件的作用； 2．通过对谐振回路的调试，对放大器处于谐振时的技术指标进行测试，包括电压放大倍数，通频带，矩形系数等； 3．进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。 二、实验原理 实验电路如图1-1所示。电路采用共发射极接法，晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路，该电路同时完成放大高频信号和选频作用。晶体管的静态工作点由电阻WA1、RA2，RA3及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。 图1-1 单调谐回路谐振放大器 三、调谐放大器的性能指标及测量方法 高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率 f，谐振电压放大倍数 0v A ，放大器的通频带BW 和选择性。指标的测量方法如下： 1、谐振频率0f 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率0f 称为放大器的谐振频率，其值为 LC f π21 0= 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；C 为调谐回路的总电容，即 ie oe C P C P C C 22211++= 式中， Coe 为晶体管的输出电容；Cie 为晶体管的输入电容。 测量方法：采用函数信号发生器输出不同频率的等幅正弦波信号，测量输出端电压，找出输出幅值最大的频率点既为谐振频率点0f 。 2、电压放大倍数0v A 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量电路输出电压0u 和输入电压u i 的大小，然后通过下面的公式计算得到A V0。 i v u u A 00=（或dB u u A i v )lg(2000=） 3、通频带 当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带B W ，其表达式为 BW = 2△f 0.7 = fo/Q L 其中，Q L 为谐振回路的有载品质因数。 通频带BW 的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带，这里采用逐点法来测量：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f 0及电压放大倍数A V0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压u S 不变），并测出对应的电压放大倍数A V0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，数控仿真软件实验指导书
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