实验九 电容耦合相位鉴频器实验

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1、相位鉴频器实验121180166赵琛2实验九电容耦合相位鉴频器实验121180166赵琛一．实验目的1.进一步学习掌握频率解调相关理论。1.了解电容耦合相位鉴频器的工作原理。3.测量鉴频曲线（S形曲线的测试方法）。二、实验使用仪器1．电容耦合相位鉴频器实验板2．100MH泰克双踪示波器3.FLUKE万用表4.高频信号源三、实验基本原理与电路1.实验基本原理从调频波中取出原来的调制信号，称为频率检波，又称鉴频。完成鉴频功能的电路，称为鉴频器。在调频波中，调制信息包含在高频振荡频率的变化量中，所以调频波的解调任务就是要求鉴频器输出信号与输入调频波的瞬时频移成线性关系。对于调频波的

2、解调电路来说，是从调频波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比，又称为鉴频器。对于调相波的解调电路，是从调相波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比,又称为鉴相器。实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频--调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号第8页共8

3、页相位鉴频器实验121180166赵琛。因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。根据工作原理鉴频器可分为：斜率鉴频器、参差调谐鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器、脉冲计数式鉴频器、锁相鉴频器等。压电陶瓷鉴频器是一种具有移相鉴频特性的的滤波元件，主要用在电视机或录像机伴音中频放大或解调电路中以及FM调频收音机的鉴频器电路中。本实验采用的是相位鉴频器。相位鉴频器是利用回路的相位-频率

4、特性来实现调频波变换为调幅调频波的。它是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化。图9-1是频率电压转换原理图。图9-1频率电压转换原理图2.鉴频器的主要参数：（1）鉴频跨导鉴频器的输出电压与输入调频波的瞬时频率偏移成正比，其比例系数称为鉴频跨导。图9-3为鉴频器输出电压V与调频波的瞬时频偏第8页共8页相位鉴频器实验121180166赵琛之间的关系曲线，称为鉴频特性曲线。它的中部接近直线部分的斜率即为鉴频跨导。它代表每单位频偏所产生的输出电压的大小，希望鉴频器的鉴频跨导应该尽可能的大。（2）鉴频灵敏

5、度指鉴频器正常工作时，所需要输入调频波的最小幅度。其值越小，鉴频器灵敏度越高。（3）鉴频器频带宽度从上图的鉴频特性曲线中可以看出，只有特性曲线中间一部分的线性度较好，我们称为频带宽度。一般，要求大于输入调频波频偏的两倍，并留有一定的余量。（4）对寄生调幅应有一定的抑制能力。图9-3鉴频特性曲线4.电容耦合相位鉴频器实验原理图电容耦合相位鉴频器实验原理如图9-4。第8页共8页相位鉴频器实验121180166赵琛图9-4电容耦合相位鉴频器实验电路电路原理：相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号经正、反向并联二极管D1、D2限幅之后，加到放大器T的基极上。放大管

6、的负载是频相转换电路，该电路是通过电容C4，C5耦合的双调谐回路。初级和次级都调谐在中心频率上。初级回路电压直接加到次级回路中的串联电容C4、C5的中心点上，作为鉴相器的参考电压；同时，又经电容C4，C5耦合到次级回路，作为鉴相器的输入电压，即加在L2两端用表示。由于电容C4，C5对于高频信号的容抗很小，可以近似看作短路，即电容C4，C5上没有压降，而假设CV2，CV3近似相等，则加在电容CV2两端的电压近似为/2，所以加在二极管D3两端的电压为=，加在二极管D4两端的电压为=，要注意的是，电压，均为矢量，是初级回路通过电容耦合到次级回路两端的电压，两者之间有相位差。当输入信

7、号的频偏在初次回路和次级回路的通频带之间时，可以近似的认为，的幅度不变，但是随着输入调频信号瞬时频率的变化，，之间的相位差在不断发生变化。（表达式的具体推导可参考高频电路教材的电感耦合相位鉴频器一章，P435-438）鉴相器采用两个并联二极管检波电路。假设二极管D3的检波电路和二极管D4的检波电路完全对称，两个检波电路的电压传输系数完全相等，检波后的输出信号为两个检波电路的输出电压差。即第8页共8页相位鉴频器实验121180166赵琛当瞬时频率时,比滞后90°，但

8、

9、＝

10、

11、，这时，鉴频器输出为零。当时,