高频电容耦合相位鉴频器摘要.doc

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。 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 2．0MH泰克双踪示波器 万用表对于调频波的解调电路来说，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。调相波的解调电路，是从调相波中取出原调制信号 ，即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。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。鉴频器是一种具有移相鉴频特性的的滤波元件，主要用在或伴音中频放大或解调电路中以及的鉴频器电路中 图9-1频率电压转换原理图 2. 鉴频器的主要参数： 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。 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 当瞬时频率时, 比滞后90°，但||＝||，这时，鉴频器输出为零。当时, 滞后于的相角小于90°，||||，鉴频器的输出大于零。当时，滞后于的相角于90°，||||，鉴频器的输出小于零。相位鉴频器鉴频特性的线性较好，鉴频灵敏度也较高。 扫频产生的s型曲线 对于扫频曲线，我们以10.0MHz为开始频率，11..4MHz为结束频率，时间10ms，得到如图所示图像。从图像中我们可以清晰地看到，在10.6——10.85MHz之间线性度较好。这也说明s型曲线并不是在非线性段完全对称。这也验证了我在实际测量中得到结果，在频率大于中心频率处线性度相对更好。 实验感想： 本次试验主要验证了相位鉴频器的特性。首先验证了不同参数下鉴频器的特性，即在不同反偏电压、不同调制信号幅度和不同频率下鉴频器的性能。从中我们可以验证出理论课上学过的东西。之后我对于s型曲线进行了验证。这也是我第一次使用信号源的扫频功能。从s型曲线我也注意到，不仅仅是在中间一段是近似直线，而在