锁相实验报告.docx

实验一 集成压控振荡器构成的频率调制器1.1 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。1.2 预习要求1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。2.认真阅读指导书，了解566(VCO的单片集成电路)的内部电路及原理。3.搞清566外接元件的作用。4、弄懂实验原理与实验步骤。5、写好预习报告。1.3 实验仪器设备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（也可使用示波器）。6. 实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。1.4 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、T 2、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。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uC0控制，kf为调制灵敏度。2、566芯片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3、实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f01.5 实验内容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。用双踪示波器观察并记录R=Rmin时方波及三角波的输出波形。实验结果：R值RmaxRmin频率f(kHz)计算值34.0945.45测量值28.9237.33R为最小值时的方波输出波形：R为最小值时的三角波输出波形：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。实验结果：表15.6.1 566构成的调频器实验记录表U5(V)2.22.42.62.833.23.43.63.844.2f(kHz)61.057.954.249.844.839.