高频实验5摘要.ppt

厚德博学 追求卓越 高频电子线路实验 本次实验项目：涉及的通信电路为： 变容二极管直接调频电路、 FM相位鉴频 核心器件：变容二极管 实验研究与验证的内容是： 模拟基带信号与频带信号之间的转换 调制技术类型：直接FM 解调技术类型： PD鉴频 高频电子线路实验 【5-1】 通过实验进一步加深对变容二极管调频电路工作原理的理解 2 1 初步掌握变容二极管调频电路的分析方法 3 掌握变容二极管静态与动态调频特性的 调整和测试方法 一、实验目的 1、变容二极管静态调制特性实验 2、变容二极管动态调制特性实验 二、实验内容 三、实验应知知识 在调制技术中，常将“频率调制和相位调制”统称为角度调制。 角度调制属于频谱的非线性变换，即已调信号的频谱结构不再保持原调制信号频谱的内部结构，且调制后的信号带宽通常比原调制信号带宽大得多，因此角度调制信号的频带利用率不高，但其抗干扰和噪声的能力较强。在现代通信系统中应用较多。 角度调制的特点： 在无线通信系统中，除振幅调制外，频率调制和相位调制是又一类重要的调制方式。 三、实验应知知识 所谓调频，就是把所要传送的信息（例如语言、音乐等）作为调制信号,去控制载波信号的频率，使其按照调制信号幅度的大小变化,而振幅保持恒定的一种调制方式。 1．什么是频率调制（FM） t Vt t Vc t VFM 由此可见:UFM为等幅疏密波，疏密的变化与调制 信号有关，调制信号寄托于等幅波的疏密之中或单位 时间内过零点的数目之中。其数学表达式为: 结论1：调制信号的幅度越大，调频指数mf 越大， 调制信号的频率越高，调频指数mf 越小。通常mf1 结论2：调制信号的幅度越大，调频信号的调频范围越大， 即kf*uΩ(t)=Δωm↑。 三、实验应知知识 直接法的特点是:振荡器与调制器合二为一。 2.? 常用调频方法 产生调频信号的常用方法有： 1)直接法 直接法主要有变容二极管直接调频、电抗管直接调频和晶体振荡器直接调频等方法。其中，变容二极管直接调频最常用。 直接法 间接法 直接法就是用调制信号控制振荡器的频率（通过改变振荡回路元件参数来实现）。 这种方法的主要优点:在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏. 其主要的缺点: 频率稳定度差。 直接调频性能要求 ◆中心频率稳定 ◆线性调制好 ◆调制灵敏度要求高 ◆ 要有大的最大角频偏 三、实验应知知识 2) 间接调频法 间接法就是把振荡与调制器分开，即采用高稳定度的晶体振荡器作为主振级,先对调制信号积分，再调相，然后从调相器获得调频信号。这样一来就可得中心频率稳定度高的调频信号，但最大相偏有限。 因为在间接调频时，要获得线性调频必需以线性调相为基础。但在实现线性调相时，要求最大瞬时相位偏移 ，因而线性调相的范围很窄，因此转换成的调频波的最大频偏 很小，即：mf1，这是间接调频法的主要缺点。 但最大频偏小的缺点可以通过多级倍频器后获得符合要求的调频频偏，另外采用混频器变换频率可以得到符合要求的调频波工作范围。 它是瞬时角频偏 的最大值；反映了频率受调制的程度，是衡量调频质量的重要指标，他与U?(调制电压）和Kf（调制灵敏度）成正比，与调制信号角频率?无关。 三、实验应知知识 3. 调频信号的参数 （1）最大角频偏 （2）调制系数（调制灵敏度 ) 它表示 对瞬时（角）频率的控制能力，即单位调制电压所引起的频偏量，是表征调频电路的重要参数。 （3）调频指数 mf 它是单音调制信号引起的最大瞬时相角偏移量，又称调制深度。 但 与F成反比。 可以大于1，而且常常远远大于1。 （4） 带宽 若 ＞＞ 1，则 ，为宽带调频。 由于FM信号的能量主要集中在 附近，因此，忽略掉其它一些振幅很小的边频分量，在工程上定义FM信号带宽为： 若 ＜＜ 1，则 ，为窄带调频； 三、实验应知知识 5.变容二极管的特点与压控特性 二极管的PN结 具有电容效应 扩散电容，正向偏置，电容效应比较小。 势垒电容，反向偏置 ，电容效应大。 所以为利用PN结的势垒电容，变容二极管应工作在反向偏置状态. 当PN结反向偏置时，结电容会随外加反向偏压而变化，而专用的变容二极管，是经过特殊工艺处理（控制半导体的掺杂浓度和掺杂的分布）使势垒电容能灵敏地随反向偏置电