锁相报告模板

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1、湖北大学物理学与电子技术学院2009─2010学年度第二学期学生实验报告手册学生姓名：班级：学号：课程名称：锁相技术任课老师：余琼蓉实验报告单实验名称：集成压控振荡器构成的频率调制器同组人冯阳实验室时间天气室温湿度气压实验项目：实验目的：1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。实验器材：1.双踪示波器，≥60MHz，1台，可用一般示波器。2.频率计，测量范围≥10MHz，分辨率≤1Hz，1台（也可使用示波器）。3.高频信号发生器，≥60MHz，1台。4.电容表，测量范围10pF~1µF。5.万用表，MF-47或其他，1块（也可使用

2、示波器）。6.实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。实验原理：1、566(VCO的单片集成电路)的电路组成及工作原理566采用的是积分施密特触发器型的压控振荡器，其原理电路如图15.6.1所示，电路由恒流源控制电路(IO)、积分器(T1、T2、T3、D1、D2、CT)和施密特触发器三部分组成。施密特触发器的输入输出信号关系如图15.6.2所示。图15.6.1NE566VCO原理电路图图15.6.3VCO的波形图15.6.2施密特触发器电压响应施密特触发器的正向触发电平定义为USP，反向触发电平定义为USM，当电容CT充电使其电压上升至USP，此时施密特触发器翻转，输出为

3、高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压u0为高电平；当电容CT放电时，其电压下降，降至USM时施密特触发器再次翻转，输出为低电平从而使u0也变为低电平。用u0的高、低电平控制三极管T3的通断，也控制了二极管D1、D2即S1和S2两开关的）闭合与断开。u0为低电平时T3截止，T1、T2也截止，二极管D1截止，D2加正端高电位，负极低电位导通，这时I0全部给电容CT充电，使电容上的电位上升，由于I0为恒流源，电容电位线性斜升，升至USP时u0跳变为高电平，u0高电平时控制T3、T1、T2导通，T1的集电极为低电位，T2的集电极也是充放电电容电位为高电位，此时D1导

4、通，D2截止，恒流源I0全部流经D1、T1到T3入地，因T2与T1同时导通，当两管参数对称时，IB1=IB2，IC1=IC2=I0，T2的电流由CT放电电流提供，因此电容电位线性斜降，降至USM时u0跳变为低电平，如此周而复始循环下去。积分电容CT以恒流充放电，故uC为对称的三角波电压，uO输出占空比为50％的方波。uC及u0波形如图15.6.3。控制电压uC控制恒流源IO，可以调节充放电电流I0的大小，也就控制了电容的充放电速度，从而改变了振荡信号的频率，达到电压控制频率的目的。VCO的输出频率与控制电压之间的关系可用最典型的调频表达式表示，其中ω0为载波频率，由一直流电压

5、uC0控制，kf为调制灵敏度。2、566芯片图15.6.4　566(VCO)的框图及管脚排列566芯片的框图及引脚排列如图15.6.4，框图中幅度鉴别器功能由施密特触发器完成。控制电压uC从5端输入。566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R和外加电容C来确定。其中：R为时基电阻，R连在正电源到6端之间，调节其大小可以改变在相同的控制电压u5情况下恒流源电流的大小。C为时基电容u8是566管脚⑧至地的电压，它是电压的工作电源电压。u5是566管脚⑤至地的电压。566芯片的内部实际电路如图15.6.5所示图15.6.5　566(VCO)的内部实际电路3、实

6、验电路说明实验电路见图15.6.6，第7脚对负电源接振荡定时电容C1，第6脚接一可调电阻（R3＋RW1）到正电源，它与第5脚的控制电压一起确定恒流源I0的大小。三者共同决定输出信号的频率f0实验步骤：1.观察R、C1对频率的影响(其中R=R3+RW1)。按图15.6.6接线，将C1接入566管脚⑦，RW2及C2接至566管脚⑤；接通电源(±5V)。调RW2使U5=3.5V，将频率计接至566管脚③，改变RW1观察方波输出信号频率，记录当R为最大和最小值时的输出频率。当R分别为Rmax和Rmin及C1=2200pF时，计算这二种情况下的频率，并与实际测量值进行比较。用双踪示波器

7、观察并记录R=Rmin时方波及三角波的输出波形。（根据实验，说明接在566管脚⑥上R的作用，计算当R最大、最小时566的频率，并与实验结果进行比较。）图15.6.6566构成的调频器2.观察输入电压对输出频率的影响，并计算VCO的调制灵敏度。直流电压控制：先调RW1至最大，然后改变RW2调整输入电压，测当U5在2.2V～4.2V变化时输出频率f的变化，U5按0.2V递增。将测得的结果填入表15.6.1。并计算K0的平均值。（整理实验结果，要测量出VCO控制灵敏度的值，画出波形图，说明调频概念。）表15.