实验十三变容二极管调频实验

《实验十三变容二极管调频实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、实验十三变容二极管调频实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的原理。2.了解调频调制特性及测量方法。3.观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。二、实验内容1.测试变容二极管的静态调制特性。2.观察调频波波形。3.观察调制信号振幅时对频偏的影响。4.观察寄生调幅现象。三、实验原理及电路1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。变容二极管调频电路如图13-1所示。从J2处加入调制信号，使变容二图13-1变容二极管调频极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基

2、础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频7474波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。图13-2示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a）中，U0是加到二极管的直流电压，当u＝U0时，电容值为C0。uΩ是调制电压，当uΩ为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当uΩ为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b

3、）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C0，此时振荡频率为f0。因为，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a）中可以看到，由于C-u曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于，f和C的关系也是非线性。不难看出，C-u和f-C的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u的关系趋于线性（见图（c））。1.变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L，回路的电容是变容二极管的电容C（暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为。为了获得线性调制，频率振荡应该与调

4、制电压成线性关系，用数学表示为，式中A是一个常数。由以上二式可得，将上式两边平方并移项可得，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。这就是说，当电容C与电压u的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。2.调频灵敏度调频灵敏度定义为每单位调制电压所产生的频偏。设回路电容的C-u曲线可表示为，式中B为一管子结构即电路串、并固定电容有关的参数。将上式代入振荡频率的表示式中，可得74调制灵敏度当n＝2时设变容二极管在调制电压为零时的直流电压为U0,相应的回路电容量为C0,振荡频率为，就有则有上式表明，在n＝2的条件下，调制灵敏度与调制电压无关（这

5、就是线性调制的条件），而与中心振荡频率成正比，与变容二极管的直流偏压成反比。后者给我们一个启示，为了提高调制灵敏度，在不影响线性的条件下，直流偏压应该尽可能低些，当某一变容二极管能使总电容C-u特性曲线的n＝2的直线段愈靠近偏压小的区域时，那么，采用该变容二极管所能得到的调制灵敏度就愈高。当我们采用串和并联固定电容以及控制高频振荡电压等方法来获得C-u特性n＝2的线性段时，如果能使该线性段尽可能移向电压低的区域，那么对提高调制灵敏度是有利的。由74可以看出，当回路电容C-u特性曲线的n值（即斜率的绝对值）愈大，调制灵敏度越高。因此，如果对调频

6、器的调制线性没有要求，则不外接串联或并联固定电容，并选用n值大的变容管，就可以获得较高的调制灵敏度。一、实验步骤1.静态调制特性测量将电路接成压控振荡器，J2端不接音频信号，将频率计接于J1处，调节电位器W1，记下变容二极管D1、D2两端电压和对应输出频率，并记于下表中。VD1(V)VD2(V)F0(MHz)2.动态测试1）将电位器W1置于某一中值位置，将音频信号通过J2输入，将示波器接于J1端，可以看到调频信号。由于载波很高，频偏很小，因此看不到明显的频率变化的调频波。但用频偏仪（型号为BE37）可以测量频偏。2）为了清楚观察FM波，可以将

7、FM信号从J1端用连线连接到晶体三极管混频器的输入端（图13-1的J4端），将示波器接在变频器输出端（图13-1的J6端），调节调制信号电压的大小即可观察到频偏的变化。二、实验报告要求1.在坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度。说明曲线斜率受哪些因素的影响。2.画出实际观察到的FM波形，并说明频偏变化与调制信号振幅的关系。三、实验仪器1.高频实验箱1台2.双踪示波器1台3.万用表1块4.频偏仪1台74