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结果进行详尽的分析。
2.思考MC1496各引脚偏置电压设置的原因。
3.思考当改变VR8时能得到几种调幅波形,并分析其原因。
4.比较m?1AM调幅波形及DSB调幅波形两者的区别,并分析其原因。
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实验五 变容二极管调频和相位鉴频器实验(验证性实验)
一、
实验目的:
1. 了解变容二极管调频器电路原理和测试方法; 2. 了解调频器调制特性及主要性能参数的测量方法;
3. 掌握乘积型相位鉴频器电路的基本工作原理和电路结构;
4. 熟悉相位鉴频器的和其特性曲线的测量方法,观察移相网络参数变化对鉴频特性的影响;
5. 通过将变容二极管调频器与相位鉴频器进行联机实验,了解调频和解调的全过程。 二、
预习要求:
1. 复习变容二极管的非线性特性,及变容二极管调频振荡器调制特性; 2. 复习角度调制的原理和变容二极管调频电路的组成形式; 3. 复习相位鉴频的基本工作原理和电路组成; 4. 认真阅读实验内容,了解实验电路中各元件的作用
三、实验电路说明:
(一)变容二极管调频原理
所谓调频就是将要传送的信息(如语音、音乐)作为调制信号去控制载波(高频振荡)的瞬时频率,使其按调制信息的规律变化。设调制信号:载波震荡电压为:
,
,
根据定义,调频时载波的瞬时频率ω(t)随uΩ(t)呈线性变化,即
则调频波的数字表达式如下:
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式中
是调频波的瞬时频率最大偏移,简称频偏,他与调制信号的振幅成正
比。比例常数Kf亦称调制灵敏度,代表单位电压所引起的频偏。 式中
称为调频指数,是调频瞬时相位的最大偏移,它
的大小反映了调制深度,由上式可见,调频波是一个等幅的稀密波,可以用示波器观察其波形。
如何产生调频信号?最简单最常用的方法就是利用变容二极管的特性直接产生调频波,其原理电路如图5-1所示。
图5-1
变容二极管调频原理电路
变容二极管Cj通过偶和电容C1,并接在LCn回路两端,形成振荡回路总电容的一部分。振荡回路总电容的大小为:
振荡频率为:
加在变容二极管两端的偏压为:
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变容二极管利用PN结的结电容制成,在反偏电压的作用下呈现一定的结电容(势垒电容),而且这个电压能够灵敏的随着反偏电压在一定的范围内变化,其关系曲线称Cj-Ur曲线。如图5-2所示
由图可见,未加调制电压时,直流反偏VQ所对应的结电容为CjΩ。当反偏增大时,Cj减小;反偏减小时,Cj增大,其变化具有一定的非线性,当调制电压较小时,近似为工作在Cj-uR曲线的线性段,Cj将随调制电压线性变化。当调制电压较大时,将给调频带来一定的非线性失真。
图5-2
用调制信号控制变容二极管结电容
有图5-2(c)可见,变容二极管电容随uR变化
此时振荡回路的总电容为:
由此可得出振荡回路总电容变化量为:
式中Cm为变容二极管结电容变化的最大值,当回路中电容
有微量变化时,频率
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也会变化,其关系如下:
式中fo是未调制时的载波频率,Co是调制信号为零时的回路总电容,显然
fo为:
通过以上公式可求出振荡频率为:
由此可见,频率变化随调制电压线性变化,从而实现了调频。
(二)变容二极管调频电路如图5-3所示。
P1L347uHW2C9104GNDW1100K100KGNDC10104R73K+12VUoutR14.7KR31KLED1+12VC4300pFC5C6test2R510KGND68pFQ1901332pFC3390pFL110uHtest1L247uHD12CC1CR61.5KC10.22uFR28.2KR4510C2680pFC71uFC85100pFGNDUin 图5-3
变容二极管调频电路图
本电路由LC正弦波振荡器与变容二极管调频电路两部分组成。图中晶体三极管组成电容三点式振荡器。C1为基极耦合电容,Q1的静态工作点由W1、R1、R2及R4共同决定。L1、C5与C2、C3组成并联谐振回路。调频电路由变容二极管D1及耦合电容C6