变容二极管调频振荡器及相位鉴频器

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1、课程名称通信电子电路实验实验项目:变容二极管调频振荡器及相位鉴频器成绩:学院:信息学院专业:通信工程实验时间:2017年6月2实验室:信息学院3501指导教师:谢汝生一．实验目的1.熟悉变容二极管调频器和相位鉴频器电路原理及构成。2.了解调频器调制特性和相位鉴频器的鉴相特性及测量方法。3.将变容二极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机试验，进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。二．实验设备1.双踪示波器（RIGOLDS5062CA数字存储示波器）2.频率计（AT-F1000-C数字频率计）3.万用表（DT9205数字万用表）4.清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G

2、3实验板三．实验电路及基本原理分析在调制中，载波信号的频率或相位随调制信号而变，称为调频（FM）或调相（PM），在这两种调制过程中，载波信号的幅度都保持不变，而频率或相位的变化都表现为相角的变化，故二者统称为角度调制或调角。调频就是用调制信号电压去控制载波的频率，可分为直接调频和间接调频两种。直接调频就是用调频电压直接去控制载波振荡器的频率，产生调频信号。间接调频就是保持振荡器的频率不变，而用调制电压去改变载波输出的相位，即调相。变容二极管是利用半导体PN结的结电容随外加反相电压而变化的特性制成的一种半导体二极管，它是一种电压控制可变电抗元件，在其PN结上反偏压越大，则结电

3、容越小。若将变容二极管接在谐振电路两端作为回路振荡电容，使其反向偏压受调制信号的控制，则其容值随调制电压的变化而变化，整个振荡回路的振荡频率将随调制信号的变化而变化，从而得变容二极管调频振荡器。本实验所用电路如图8.1所示，为变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路。电容二极管全部接入作为振荡回路的总电容时，其最大优点是调制信号对振荡频率的调变能力强，即调制灵敏度高，较小的调制度就能够产生较大的相对频偏，但同时因温度等外界因素变化引起的载波频率不稳定也必然相对增加。为了克服上述缺点，采用变容二极管仅是回路总电容的一部分，因而调制信号对振荡频率的调变能力将比变容二极管全部接入

4、时小，但因温度等变化引起的载波频率不稳定的情况却有较大改善，载波频率稳定度有较大提高。实验电路见图8.1。电路中，V1为调频振荡级，V2为放大级，V3为射随放大级，主要对电路输出进行缓冲和隔离。电位器RP1用来调整加于变容二极管上的直流偏置电压，对调频振荡器载波频率进行控制：RP2设定振荡回路放大器的静态工作电流。图8-1变容二极管构成的调频振荡器从调频波中取出原来的调制信号，称为频率检波，又称为鉴频。在调频波中，调制信号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。鉴频器电路是先借助谐振电路将等幅的调频波转换为幅

5、度随瞬时频率变化的调幅调频波，再用二极管检波器进行幅度检波，以还原调制信号。由于信号的最后检出还是利用高频振幅的变化，为了避免寄生调幅干扰检出的调制信号，一般都将输入鉴频器的调频波进行限幅去干扰，使其幅度恒定后再进行鉴频。图8-2相位鉴频器相位鉴频器是利用回路的相位-频率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，再讲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。本实验所用电路如图8-2所示，该电路为电容耦合回路叠加型相位鉴频器。电路中V1/V2构成差分对振幅限幅电路，对输入信号进行去干扰限幅。同时在V2的集

6、电极负载回路中设置了由CT1、C6、L1组成的并联谐振回路，与由CT2、C10、L2组成的并联谐振回路对振幅后的调频波进行双调频回路选频放大，将其变换为调幅调频波。再通过后面两只检波二极管D1、D2组成的对称幅度检波器分别对上下两个调幅包络进行检波，最后得到调制信号。一．实验步骤及内容记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）1.FM调制器静态调制特性测量（图8-1）输入端不接音频信号，将频率计借到调频器的F端。不接C3（=100pf），调整RP1使Ed=4V，调RP2使f0=6.5MHz，然后重新调节电位器RP1，使Ed在0.5V~8V范围内变化，在C3接入和不接入时，测量

7、电路输出频率，将对应的频率填入表8.1，并依据测试结果在坐标图中绘制出变容二极管调频振荡器的静态调制特性曲线。表8.1Ed（V）0.51233.544.55678F0（MHz）不接C35.9886.216.326.446.476.506.536.576.656.716.82接C3/5.525.735.885.946.06.076.126.206.256.312.用扫频仪调整相位鉴频器的S型鉴频特性（图9-2）。将实验电路中E、F、G三个接点分别与半可调电容CT1、CT2、CT3连接。将扫频仪输出信号接入实验电路输入