文档介绍：《非线性电子电路》
实验指导书
王宝忠编写
适用专业:通信工程
电子信息工程
电子信息科学与技术
南徐学院电子信息工程
电工电子实验中心
2007年7月
前言
非线性电子电路实验是与《非线性电子电路》理论课相配的独立实验课,也是电子信息各专业的主要专业技术基础课,其目的是通过本实验,使学生巩固、深化非线性电子电路的理论知识,培养学生的通信电子线路实验研究能力,提高学生分析和解决问题的能力。本实验教学的基本要求可归纳为以下几个方面:
熟练使用常用高频电子仪器,如高频信号发生器、模拟示波器、频率特性测试仪等。
根据实验要求,能拟定实验方案、测试方法。掌握电路调试的基本技能,能正确测量、读取、处理实验数据,解决实验中出现的异常现象,并能准确分析原因。
根据课题要求,设计并实现基本非线性电子电路,测试其性能指标达到课题的要求。培养学生善于把理论和实际问题相结合的能力。
正确撰写实验报告。实验报告的要求在指导书中给出。
在本实验箱中设置了十个实验,它们是:高频小信号调谐放大器实验、二极管开关混频器实验、高频谐振功率放大器实验、正弦波振荡器实验、集电极调幅及大信号检波实验、变容二极管调频实验、集成模拟乘法器应用实验、模拟锁相环应用实验、小功率调频发射机设计和调频接收机设计。其中前八个实验是为配合课程而设计的,主要帮助学生理解和加深课堂所学的内容。后两个实验是系统实验,是让学生了解每个复杂的无线收发系统都是由一个个单元电路组成的。
目录
实验一高频小信号调谐放大器 3
实验二二极管开关混频器实验 12
实验三高频谐振功率放大器 19
实验四正弦振荡实验 30
实验五集电极调幅与大信号检波 39
实验六变容二极管调频 47
实验七集成电路模拟乘法器的应用 56
实验八模拟锁相环应用实验 72
实验九小功率调频发射机设计 80
实验十调频接收机设计 84
附录一:高频电子线路简易调试说明书 87
附录二:高频C4电子实验箱总体介绍 97
附录三:实验电路原理图 99
实验一高频小信号调谐放大器
实验学时: 2学时
实验类型: 验证
实验要求: 必修
一、实验目的
小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。在本实验中,通过对谐振回路的调试,对放大器处于谐振时各项技术指标的测试(电压放大倍数,通频带,矩形系数),进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。学会小信号调谐放大器的设计方法。
二、实验内容
。
测量谐振放大器的电压增益。
测量谐振放大器的通频带。
判断谐振放大器选择性的优劣。
三、实验原理
1、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和相位。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
放大器在高频情况下的等效电路如图1-2所示,晶体管的4个y参数yie,yoe,yfe及yre分别为
输入导纳(1-1)
输出导纳(1-2)
正向传输导纳(1-3)
反向传输导纳(1-4)
图1-2 放大器的高频等效回路
式中,gm——晶体管的跨导,与发射极电流的关系为
(1-5)
gb’e——发射结电导,与晶体管的电流放大系数β及IE有关,
其关系为(1-6)
rb’b——基极体电阻,一般为几十欧姆;
Cb’c——集电极电容,一般为几皮法;
Cb’e——发射结电容,一般为几十皮法至几百皮法。
由此可见,晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流IE,电流放大系数β有关外,还与工作频率ω有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在f0=30MHz,IE=2mA,UCE=8V条件下测得3DG6C的y参数为:
如果工作条件发生变化,上述参数则有所变动。因此,高频电路的设计计算一般采用工程估算的方法。
图1-2中所示的等效电路中,p1为晶体管的集电极接入系数,即
(1-7)
式中,N2为电感L线圈的总匝数。
P2为输出变压器T的副边与原边的匝数比,即
(1-8)
式中,N3为副边(次级)的总匝数。
gL为调谐放大器输出负载的电导,gL=1/RL。通常小信号调谐放大器的下一级仍为晶体管调谐放大器,则gL将是下一级晶体管的输入导纳gie2。
由图1-2可见,并联谐振回路的总电导的表达式为
(1-9)
式中,G为LC