CN206628168U - 一种新型整体式高频电子实验教学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型整体式高频电子实验教学系统，包括发射部分和接收部分，发射部分和接收部分之间通过天线通信；所述的发射部分包括振荡器模块、第一高频放大模块、调制模块和高频功放模块；所述的接收部分包括第二高频放大模块、混频模块和检波模块。本实验教学系统采用模块化的结构，每个模块下又包含多种具体实现电路，每种实现电路可独立完成一个小实验，且可统一级联组成一个较完整的高频通信系统。本实验教学系统主要有以下优点：（1）采用短路子连接，关键点设置测试端子，测试方便；（2）电源使用市电，安全易得；（3）可满足日常教学、课程设计和大学生科研等实验需求，减轻了实验员负担，方便学生实验和设备维护。

Description

一种新型整体式高频电子实验教学系统

技术领域

本实用新型属于高频电子线路领域，尤其涉及高频电子线路实验教学领域，具体为一种新型整体式高频电子实验教学系统。

背景技术

高频电子线路（又称通信电子线路，或称非线性电子线路）是通信工程和电子信息工程等专业的一门重要专业基础课，它主要涉及高频电子线路的工作原理和单元电路以及分析方法，是一门实践性很强的课程，为了巩固学生对理论知识的理解，提高对高频电子线路基本单元电路的初步设计、安装和调试能力，很多高校同时开设了与之配套的高频电子线路实验课程，高频电子线路实验系统是国内大部分高校广泛采用的实验平台。

通信系统的功能模块实现方式多种多样，各有优缺。当前高校使用的高频电子线路实验指导书虽然内容丰富，涵盖的实现方式多种多样。但市面上大多实验箱电路种类简单，各功能模块实现电路形式单一，这限制了学生对应用的理解和动手积极性。

目前市面上流行的的高频电子线路实验系统大多采用“底板+功能板”架构，外带示波器、万用表、信号发生器以及一些辅助工具。这种“底板+功能板” 架构虽然能够满足日常实验的要求，但也存在着诸多不足。其中最突出的问题体现在两个方面：一是“底板+功能板” 架构的先天结构性缺陷；实验高峰期，实验员要在有限的时间内大量更换功能板，工作量繁重。二是损耗严重；频繁的插拔导致接插件容易损坏，故障率居高不下，给实验设备的维护带来很大的维护成本和困难，严重影响实验效果和实验进度。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种整体式架构的教学用高频电子线路实验系统，通过采用模块化结构来模拟通信系统各部分结构，大多模块包含多种实现电路，每种实现电路可独立完成一个小实验，又可统一级联组成一个较完整的高频通信系统，让学生通过各种类型的电路，加深理解高频电子线路的原理和使用。同时也解决“底板+功能板” 架构存在先天结构性缺陷，损耗严重等技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种新型整体式高频电子实验教学系统，包括发射部分和接收部分，发射部分和接收部分之间通过天线通信；

所述的发射部分包括振荡器模块、第一高频放大模块、调制模块和高频功放模块，振荡器模块与第一高频放大模块连接，第一高频放大模块与调制模块连接，调制模块与高频功放模块连接；

所述的接收部分包括第二高频放大模块、混频模块和检波模块，第二高频放大模块与混频模块连接，混频模块与检波模块连接。

同时各功能模块下又包括多个具体实现电路：

所述的振荡器模块包括三点式振荡器、晶体振荡器；三点式振荡器利用三极管9018和三个电抗构成正反馈并联谐振回路；晶体振荡器采用石英晶体谐振器作选频网络。

所述的第一高频放大模块包括小信号单调谐放大器；

所述的调制模块包括第一模拟乘法调幅器、集电极调幅器、变容二极管调频器、集成电抗管调频器；第一模拟乘法调幅器模拟乘法器MC1496实现调制信号和载波的相乘；变容二极管调频器将变容二极管结合到电容三点式振荡器中，从而达到调频的目的；集成电抗管调频器利用单片集成FM低功率发射器MC2833，通过其内部的可变电抗器和外接电路实现调频。

所述的高频功放模块包括功放与倍频器；

所述的第二高频放大模块包括小信号双调谐放大器；

所述的混频模块包括：三极管混频器、集成混频器、第二模拟乘法混频器；三极管混频器利用晶体三极管9018实现混频；集成混频器使用集成芯片MC3362实现混频；第二模拟乘法混频器利用模拟乘法器MC1496实现两信号相乘，再经带通滤波器得到所需的混频信号。

所述的检波模块包括：二极管检波器、模拟乘法同步检波器。模拟乘法同步检波器利用模拟乘法器MC1496完成鉴频。

本实用新型的有益效果是：

本实验系统采用整体式架构的设计思想，实验项目集成在一块长方形印制电路板上；采用模块化的结构，整个系统分为多个功能模块；每个模块均配有小开关，可独立控制每个小单元的供电，安全易得；每个模块可独立完成一个小实验，关键点设置测试端子，测试方便；且各模块可级联组成一个较完整的高频电路系统。本实用新型可满足日常教学、课程设计和大学生科研等实验需求，减轻了实验员负担，方便了学生实验和设备维护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种新型整体式高频实验教学系统，包括发射部分和接收部分；发射部分包括振荡器模块、第一高频放大模块、调制模块和高频功放模块，振荡器模块与第一高频放大模块连接，第一高频放大模块与调制模块连接，调制模块与高频功放模块连接；接收部分包括第二高频放大模块、混频模块和检波模块，第二高频放大模块与混频模块连接，混频模块与检波模块连接。

振荡器模块包括三点式振荡器、晶体振荡器。三点式振荡器利用三极管9018和三个电抗构成正反馈并联谐振回路，产生的振荡频率由三个电抗值决定；晶体振荡器采用石英晶体谐振器作选频网络，其产生的振荡信号频率稳定性高。实验中：可在振荡模块中通过跳线帽选择其中一种方式进行操作。

第一高频放大模块包括小信号单调谐放大器。小信号单调谐放大器利用三极管9018及单调谐网络放大高频小信号，同时进行一定的选频。实验操作中：可通过调节可变电容进行调谐；可通过跳线帽的设置，分别接入不同阻值的发射极电阻，来调节放大器增益。

调制模块包括第一模拟乘法调幅器、集电极调幅器、变容二极管调频器、集成电抗管调频器。第一模拟乘法调幅器使用模拟乘法器MC1496实现调制信号和载波的相乘，电路较为简单，可进行直流调幅、全载波调幅和抑制载波的观测；集电极调幅器利用低频调制信号控制受调级的集电极电源电压，从而使载波信号的振幅随调制信号规律变化；变容二极管调频器利用变容管容值受调制信号影响的特点，将变容二极管结合到电容三点式振荡器中，从而达到调频的目的；集成电抗管调频器利用单片集成FM低功率发射器MC2833，通过其内部的可变电抗器和外接电路实现调频。实验中：可在调制模块中通过跳线帽选择相应的电路来实现不同调制的功能。

高频功放模块包括功放与倍频器。本新型整体式高频实验教学系统高频功放模块的功放与倍频器将高频振荡电路、甲乙类谐振放大电路、丙类谐振功率放大以及倍频电路融合在一起，可以通过跳线帽断开前后级电路之间的连接，来进行逐级测量和调试。

第二高频放大模块包括小信号双调谐放大器。小信号双调谐放大器利用三极管9018及双调谐网络放大高频小信号，同时进行一定的选频。

混频模块包括：三极管混频器、集成混频器、第二模拟乘法混频器。三极管混频器选用晶体三极管9018，可通过跳线帽选择基极或者发射极注入方式；集成混频器使用集成芯片MC3362，将输入信号和本振信号接到第一混频器，混频后信号由外接放大电路输出；第二模拟乘法混频器利用模拟乘法器MC1496实现两信号相乘，再经带通滤波器得到所需的混频信号。为实现混频功能，学生可以选择模块内的三种不同电路。

检波模块包括：二极管检波器、模拟乘法器同步检波器。二极管检波器基于二极管的单向导电性，在电容放电速度远小于充电速度的条件下，实现对全载波调幅信号的包络检波，通过跳线帽的选择可以观察到负峰切割失真和对角线切割失真；模拟乘法同步检波器将已调频波和经过线性相移网络的已调频波一同接入到模拟乘法器MC1496，相乘得到的信号经过外接的低通滤波器和线性放大器，最终得到调频信号。为实现鉴频功能，学生可以选择模块内的两种不同电路进行实验。

本实用新型是对硬件系统进行的改进及创新，其中涉及到的软件或者处理方法（过程）均属于现有技术，不属于本实用新型的创新内容；本实用新型未做详细阐述的内容均属于现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于，包括发射部分和接收部分，发射部分和接收部分之间通过天线通信；

所述的发射部分包括振荡器模块、第一高频放大模块、调制模块和高频功放模块，振荡器模块与第一高频放大模块连接，第一高频放大模块与调制模块连接，调制模块与高频功放模块连接；

所述的接收部分包括第二高频放大模块、混频模块和检波模块，第二高频放大模块与混频模块连接，混频模块与检波模块连接。

2.如权利要求1所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述振荡器模块包括三点式振荡器、晶体振荡器；三点式振荡器利用三极管9018和三个电抗构成正反馈并联谐振回路；晶体振荡器采用石英晶体谐振器作选频网络。

3.如权利要求2所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述第一高频放大模块包括小信号单调谐放大器。

4.如权利要求3所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述调制模块包括第一模拟乘法调幅器、集电极调幅器、变容二极管调频器、集成电抗管调频器；第一模拟乘法调幅器模拟乘法器MC1496实现调制信号和载波的相乘；变容二极管调频器将变容二极管结合到电容三点式振荡器中，从而达到调频的目的；集成电抗管调频器利用单片集成FM低功率发射器MC2833，通过其内部的可变电抗器和外接电路实现调频。

5.如权利要求4所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述高频功放模块包括功放与倍频器。

6.如权利要求5所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述第二高频放大模块包括小信号双调谐放大器。

7.如权利要求6所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述混频模块包括三极管混频器、集成混频器、第二模拟乘法混频器；三极管混频器利用晶体三极管9018实现混频；集成混频器使用集成芯片MC3362实现混频；第二模拟乘法混频器利用模拟乘法器MC1496实现两信号相乘，再经带通滤波器得到所需的混频信号。

8.如权利要求1所述的一种新型整体式高频电子实验教学系统，其特征在于：所述检波模块包括二极管检波器、模拟乘法同步检波器；模拟乘法同步检波器利用模拟乘法器MC1496完成鉴频。