变频器FM和频率鉴别.ppt

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～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。 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。 扩展命题 1. 当变容管偏压选在静态调制特性的线性端中间，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 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。 越大。一般Cj ～ U压容特性曲线的线性段。 2. 选择线路，确定接入系数：可根据频偏的大小 和对频率的稳定度的要求来选。若要求的频偏不 大，希望变容管上的变频电压小，往往采用部分 接入，接入系数取得小。 根据Pc=Cc/(Cc+Cj0)选定，可计算出耦合电容Cc. 。 3. 求出在满足频偏要求下的m值 由 ，求出A1 图2. 静态调制特性曲线如下： 图3.调制特性的改善电路如下： 图4.Cc对静态调制特性的影响如下： 图5.C0对静态调制特性的影响如下： 图6.动态调制特性曲线如下： 图7(a).动态调制特性测试方框图： 图7(b).动态调制特性测试方框图： 图8.调频波形图如下