变容管调频和鉴频1

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1、实验三.变容管调频电路和鉴频器频率调制是无线电通信的一类重要的调制方式，调频信号是用载波频率的变化来反映调制信号的变化规律，因而其抗干扰能力较强，但因其带宽较宽，常用于超短波及频率更高的波段。典型的如FM广播，电视伴音等。调频信号的产生常有两种方法：1.间接调频(俗称阿姆斯特朗法):先对调制信号积分再用载波调相，其特点是：调制振荡分离，故频率稳定性高，但频偏小，电路较复杂。2.直接调频:用调制电压去控制LC回路参数，其特点是：振荡调制同时进行，故频率稳定性较差，但其频偏大，电路简单。常用的是变容二极管直接调频电路和电抗管调频。由于变容二极管工作频率范围宽，固有损耗小，使用方

2、便，电路简单，故本节介绍变容管调频及其实验仿真。从调频信号中解调出调制信号的电路称为频率检波器或鉴频器。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器、振幅鉴频器、正交鉴频器、锁相环鉴频器等。本实验主要讨论的是集成差动峰值鉴频器。试验任务与要求实验目的了解变容二极管调频振荡器的工作原理掌握调频振荡器的设计方法及组成电路掌握调频振荡器的调整方法和测试方法了解集成鉴频器的工作原理及性能分析掌握鉴频特性的调整和测试方法实验仪器高频信号发生器QF1055A一台;超高频毫伏表DA22A一台;频率特性测试仪BT－3C一台;直流稳压电源HY1711－2一台;数字示波器TDS210一台.实验任务与要

3、求基本命题基本实验的实验线路及说明实验线路见图1，使用12V供电，振荡器三极管用9018，变容管用2CC1D。Rw2、R3、R4组成变容管的直流偏压电路，ZL为轭流电感，R为隔离电阻，调制信号经C5耦和至变容二极管，该电路变容管在合适的静偏压下便可实现线性调频。图1.变容管调频振荡器实验电路图如下：实验内容1.实验前应先进行计算机仿真，可分析下述内容:a：变容管静偏压对调频振荡器的影响。b：调制电压对变容管的影响。2.用万用表判断振荡器是否起振a：若Ub－Ue<0，振荡器工作在丙类，振荡很强。b：若Ub－Ue=0～0.4V,也起振,工作在甲乙类。c:若Ub－Ue=0.5V～

4、0.7V,振荡器可能起振,也可能不起振。判断法：可短路LC回路，测量Ue的变化，短路后Ue↓，说明原来已起振，否则不起振。3.电路调整：调整振荡器的工作点为1～3mA，在输出端用示波器观察波形，使波形无失真，幅度最大，记下此时三极管的各极直流电压。4.静态调制特性的测量a.变容管偏压从最小值到最大值，间隔0.5V，Cc＝51pF测出相应f的变化，作出f～EQ曲线。b.改变变容管的耦合电容Cc,取Cc=100pF,重复上述步骤。c.描绘Cc为不同值时的静态调制特性。5.LC调频电路实验a.接通电源调节Rw2，在变容管的负端用万用表测试电压，使变容管的偏压为4V。b.用示波器和

5、数字频率计在输出端分别观测频率，在波形最大不失真的情况下，调电感L，使振荡频率为10MHz。c.输入1KHz的正弦调制信号（用EE1641产生），慢慢增加其幅度，用示波器在输出端观察振荡波形（如有频谱仪则可观察调制频偏）。将调制波形换为方波，输出如何。a.用频谱仪观测调频信号，记下不同调制电压所对应的频偏大小，并计算调制灵敏度的数值。b.改变Cc，观测频偏与接入系数的关系（测试时应同等条件，即偏压相同，调制电压相同）。6.动态调制特性的测量（选做）7.改变调制信号频率，观察调频波的变化情况。8.改变偏置电压大小，观察调频波的变化情况。扩展命题1.当变容管偏压选在静态调制特性

6、的线性端中间，调制信号比较小，与偏压选在非线性段，而调制信号较大时，得到的调制波经解调后，试分析这两种波形有什么差别？用实验说明。2.如何减小调频波的非线性失真？3.鉴频特性曲线的测量（S型鉴频特性曲线）实验箱鉴频电路为集成差动峰值鉴频器，其原理参见文献〔3〕P228～P230。曲线测量可用两种方法:a.逐点法b.扫频法（也称连续法）本实验建议用连续法，测量时将扫频输出加到实验板输入端，用直通测试电缆（不带检波探头）连至扫频仪输入端，合适调整衰减及中心频率度盘，即可观测特性曲线。4.将调频振荡器和鉴频电路相连，并接上低频放大电路，改变调制频率（音频），听声音的变化情况，并用

7、示波器双踪观察调制信号及调频信号。完成上述测试内容,整理文档,写出规范的实验报告实验说明及思路提示变容管调频原理变容管相当一压控电容，其结电容随所加的反向偏压而变化。调制时将直流和调制信号同时加入，则其结电容在直流偏压所定的电容基础上随调制信号的变化而变化，因为变容管的结电容是回路电容的一部分，所以振荡器的振荡频率必随调制信号而变化，从而实现了调频。相关原理参见文献〔3〕P201～P210。实验电路的设计考虑对调频振荡器的设计首先要考虑主振级电路，对主振级电路的设计请参考实验二振荡器实验的相关内容。在主振电路设计完