高頻實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2013版

1、 高頻電子線路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書非線性電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自動(dòng)化與電子信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接通電源前請(qǐng)確保電源插座接地良好。2、 每次安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K之前應(yīng)確保主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)處于斷開狀態(tài)。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，建議拔下電源線后再安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K。3、 安裝實(shí)驗(yàn)?zāi)K時(shí)，模塊右邊的雙刀雙擲開關(guān)要撥上，將模板四角的螺孔和母板上的銅支柱對(duì)齊，然后用黑色接線柱固定。確保四個(gè)接線柱要擰緊，以免造成實(shí)驗(yàn)?zāi)K與電源或者地接觸不良。經(jīng)仔細(xì)檢查后方可通電實(shí)驗(yàn)。4、 各實(shí)驗(yàn)?zāi)K上的雙刀雙擲開關(guān)、撥碼開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、自鎖開關(guān)、手調(diào)電位器和旋轉(zhuǎn)編碼器均為磨損件，請(qǐng)不要頻繁按動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。5、 請(qǐng)勿直接用手觸摸芯片、電

2、解電容等元件，以免造成損壞。6、 各模塊中的3362電位器（藍(lán)色正方形封裝）是出廠前調(diào)試使用的。出廠后的各實(shí)驗(yàn)?zāi)K功能已調(diào)至最佳狀態(tài)，無(wú)需另行調(diào)節(jié)這些電位器，否則將會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成嚴(yán)重影響。若已調(diào)動(dòng)請(qǐng)盡快復(fù)原；若無(wú)法復(fù)原，請(qǐng)與指導(dǎo)老師或直接與我公司聯(lián)系。7、 在關(guān)閉各模塊電源之后，方可進(jìn)行連線。連線時(shí)在保證接觸良好的前提下應(yīng)盡量輕插輕放，檢查無(wú)誤后方可通電實(shí)驗(yàn)。拆線時(shí)若遇到連線與孔連接過(guò)緊的情況，應(yīng)用手捏住線端的金屬外殼輕輕搖晃，直至連線與孔松脫，切勿旋轉(zhuǎn)及用蠻力強(qiáng)行拔出。8、 按動(dòng)開關(guān)或轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，切勿用力過(guò)猛，以免造成元件損壞。目 錄儀器介紹1實(shí)驗(yàn)一 三點(diǎn)式正弦波振蕩器4實(shí)驗(yàn)二 模擬乘法

3、器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）7實(shí)驗(yàn)三 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)13實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻21實(shí)驗(yàn)五 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)26實(shí)驗(yàn)六 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)33儀器介紹一、信號(hào)源本實(shí)驗(yàn)箱提供的信號(hào)源由高頻信號(hào)源和音頻信號(hào)源兩部分組成，兩種信號(hào)源的參數(shù)如下：1) 高頻信號(hào)源輸出頻率范圍：400KHz45MHz（連續(xù)可調(diào)）；頻率穩(wěn)定度：10E-4；輸出波形：正弦波，諧波30dBc;輸出幅度：1mVp-p1Vp-p（連續(xù)可調(diào)）；輸出阻抗：75。2) 音頻信號(hào)源：輸出頻率范圍：200Hz10KHz（連續(xù)可調(diào)，方波頻率可達(dá)250KHz）頻率穩(wěn)定度：10E-4輸出波形：正弦波、方波、三角波輸出幅度：10mVp-p5

4、Vp-p（連續(xù)可調(diào)）輸出阻抗：100信號(hào)源面板如圖所示：使用時(shí)，首先按下“POWER”開關(guān)，紅燈點(diǎn)亮。高頻信號(hào)源頻率調(diào)節(jié)有四個(gè)檔位：1KHz，10KHz，100KHz和1MHz檔。按下面板左上的頻率調(diào)節(jié)旋鈕可在各檔位間切換，為1KHz，10KHz和100KHz檔時(shí)，相對(duì)應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，當(dāng)三燈齊亮，即為1MHz檔。調(diào)節(jié)該旋鈕可改變輸出高頻信號(hào)的頻率。音頻信號(hào)源通過(guò)“波形選擇”按鍵切換輸出波形，并用相應(yīng)的指示燈指示，如選擇正弦波，則“正弦波”指示燈亮。通過(guò)“”“”按鍵可以增大、減小信號(hào)的頻率。調(diào)節(jié)“RF幅度”旋鈕可改變輸出高頻信號(hào)源的幅度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)幅度增加；調(diào)節(jié)“幅度調(diào)節(jié)”旋鈕可改變輸出音頻信號(hào)源的

5、幅度，本信號(hào)源有內(nèi)調(diào)制功能，“FM”開關(guān)按下，下方對(duì)應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)頻波，調(diào)制信號(hào)為信號(hào)源音頻正弦波信號(hào)，載波信號(hào)為信號(hào)源高頻信號(hào)；“FM”開關(guān)按上，綠燈滅，輸出無(wú)調(diào)制的高頻信號(hào)?！癆M”開關(guān)按下，下方對(duì)應(yīng)綠燈點(diǎn)亮，輸出調(diào)幅波，調(diào)制信號(hào)為信號(hào)源音頻正弦波信號(hào)，載波信號(hào)為信號(hào)源高頻信號(hào)；“AM”開關(guān)按上，綠燈滅，輸出無(wú)調(diào)制的高頻信號(hào)。調(diào)節(jié)“FM頻偏”旋鈕可改變調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)，調(diào)節(jié)“AM調(diào)幅度”旋鈕可改變調(diào)幅波的調(diào)幅度。面板下方為三個(gè)射頻線插孔?！癛F1”和“RF2”插孔輸出400KHz45MHz的正弦波信號(hào)（在觀察頻率特性的實(shí)驗(yàn)中，可將“RF1”作為信號(hào)輸入，“RF2”通過(guò)射頻跳線連接到頻率

6、計(jì)觀察頻率）；“低頻輸出”插孔輸出200Hz10KHz的正弦波、三角波、方波信號(hào)。二、頻率計(jì)本實(shí)驗(yàn)箱自帶高頻頻率計(jì)和音頻頻率計(jì)，用于觀測(cè)信號(hào)頻率。頻率計(jì)面板如圖所示：頻率計(jì)參數(shù)如下：頻率測(cè)量范圍：50Hz99MHz輸入電平范圍：100mVrms2Vrms測(cè)量誤差：±20ppm(頻率低端±1Hz)輸入阻抗：1M/10pF使用時(shí)，按下“POWER”開關(guān)，紅燈點(diǎn)亮。高頻頻率計(jì)顯示部分由八個(gè)數(shù)碼管組成。音頻頻率計(jì)顯示部分由四個(gè)數(shù)碼管組成。高頻頻率計(jì)有KHz和MHz兩個(gè)級(jí)別單位。當(dāng)測(cè)量的頻率低于1MHz時(shí)，圖中所示的高頻頻率計(jì)“KHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，標(biāo)識(shí)此時(shí)測(cè)量頻率單位是“K

7、Hz”，例如，此小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是500，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是123，則所測(cè)的頻率是500.123KHz，即500123Hz；同理，當(dāng)測(cè)量的頻率高于1MHz時(shí)，圖中所示的高頻頻率計(jì)“MHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，標(biāo)識(shí)此時(shí)測(cè)量頻率單位是“MHz”，例如，此小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是15，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是123456，則所測(cè)的頻率是15.123456MHz，即15123456Hz。音頻頻率計(jì)有KHz和Hz兩個(gè)級(jí)別單位。當(dāng)測(cè)量的頻率高于10KHz時(shí)，圖中音頻頻率計(jì)“KHz”處的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，標(biāo)識(shí)單位是“KHz”，讀法與高頻頻率計(jì)的類似。當(dāng)測(cè)量頻率低于10KHz時(shí)，此時(shí)的頻率測(cè)量單位是“Hz”，數(shù)碼管顯示的讀數(shù)即

8、測(cè)量的頻率。實(shí)驗(yàn)一 三點(diǎn)式正弦波振蕩器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握三點(diǎn)式正弦波振蕩器電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設(shè)計(jì)及電路參數(shù)計(jì)算。2、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)大小、負(fù)載變化對(duì)起振和振蕩幅度的影響。3、 研究外界條件（溫度、電源電壓、負(fù)載變化）對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。2、 進(jìn)行LC振蕩器波段工作研究。3、 研究LC振蕩器中靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)以及負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。4、 測(cè)試LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度。三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、模塊 3 1塊2、頻率計(jì)模塊 1塊3、雙蹤示波器 1臺(tái)4、萬(wàn)用表 1塊四、 基本原理圖5-1 正弦波振蕩器（4

9、.5MHz）將開關(guān)S2的1撥上2撥下， S1全部斷開，由晶體管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2構(gòu)成電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型振蕩器西勒振蕩器，電容CCI可用來(lái)改變振蕩頻率。振蕩器的頻率約為4.5MHz （計(jì)算振蕩頻率可調(diào)范圍）振蕩電路反饋系數(shù)F=振蕩器輸出通過(guò)耦合電容C3（10P）加到由Q2組成的射極跟隨器的輸入端，因C3容量很小，再加上射隨器的輸入阻抗很高，可以減小負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。射隨器輸出信號(hào)Q1調(diào)諧放大，再經(jīng)變壓器耦合從J1輸出。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 根據(jù)圖5-1在實(shí)驗(yàn)板上找到振蕩器各零件的位置并熟悉各元件的作用。2、 研究振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)振蕩幅度的影響。1）將開關(guān)S2的

10、撥為“10”，S1撥為“00”，構(gòu)成LC振蕩器。 2）改變上偏置電位器RA1，記下Q3發(fā)射極電流Ieo(=，R10=1K)（將萬(wàn)用表紅表筆接TP4，黑表筆接地測(cè)量VE），并用示波測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)TP1的振蕩幅度VP-P，填于表5-1中，分析輸出振蕩電壓和振蕩管靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系振蕩狀態(tài)Vp-pIeo起振 停振表5-1分析思路：靜態(tài)電流ICQ會(huì)影響晶體管跨導(dǎo)gm，而放大倍數(shù)和gm是有關(guān)系的。在飽和狀態(tài)下（ICQ過(guò)大），管子電壓增益AV會(huì)下降，一般取ICQ=（15mA）為宜。3、 測(cè)量振蕩器輸出頻率范圍將頻率計(jì)接于J1處，改變CCI，用示波器從TH1觀察波形及輸出頻率的變化情況，記錄最高頻率和最低頻率填于

11、5-2表中。fmaxfmin表5-2六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 記錄實(shí)驗(yàn)箱序號(hào)2、 分析靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)F對(duì)振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響，并用所學(xué)理論加以分析。3、 計(jì)算實(shí)驗(yàn)電路的振蕩頻率fo，并與實(shí)測(cè)結(jié)果比較。實(shí)驗(yàn)二 模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和音頻信號(hào)單邊帶調(diào)幅的方法。2、 研究已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)以及載波信號(hào)的關(guān)系。3、 掌握調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量與計(jì)算方法。4、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的波形。5、 了解模擬乘法器（MC1496）的工作原理，掌握調(diào)整與測(cè)量其特性參數(shù)的方法。二、

12、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅，改變調(diào)幅度，觀察波形變化并計(jì)算調(diào)幅度。2、 實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。3、 實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)幅。三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號(hào)源模塊 1塊2、 頻率計(jì)模塊 1塊3、 4 號(hào)板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺(tái)5、 萬(wàn)用表 1塊四、 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡(luò)）隨調(diào)制信號(hào)的參數(shù)變化而變化。本實(shí)驗(yàn)中載波是由高頻信號(hào)源產(chǎn)生的465KHz高頻信號(hào)，1KHz的低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。振幅調(diào)制器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。1、 集成模擬乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等

13、調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過(guò)程。采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單得多，而且性能優(yōu)越。所以目前無(wú)線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器常見(jiàn)產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。1)MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在本實(shí)驗(yàn)中采用集成模擬乘法器MC1496來(lái)完成調(diào)幅作用。MC1496是四象限模擬乘法器，其內(nèi)部電路圖和引腳圖如圖10-1所示。其中V1、V2與V3、V4組成雙差分放大器，以反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源V5與V6又組成一對(duì)差分電路，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，

14、以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。V7、V8為差分放大器V5與V6的恒流源。圖10-1 MC1496的內(nèi)部電路及引腳圖2）靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)定(1)靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置應(yīng)保證各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)，即晶體管的集-基極間的電壓應(yīng)大于或等于2V，小于或等于最大允許工作電壓。根據(jù)MC1496的特性參數(shù)，對(duì)于圖10-1所示的內(nèi)部電路，應(yīng)用時(shí)，靜態(tài)偏置電壓（輸入電壓為0時(shí)）應(yīng)滿足下列關(guān)系，即8=10, 1=4, 6=1215V6(12)8(10)2V15V8(10)1(4)2V15V1(4)52V(2)靜態(tài)偏置電流的確定靜態(tài)偏置電流主要由恒流源I0的值來(lái)確定。當(dāng)器件為單電源工作時(shí)，引腳14接地，5腳通

15、過(guò)一電阻VR接正電源+VCC由于I0是I5的鏡像電流，所以改變VR可以調(diào)節(jié)I0的大小，即當(dāng)器件為雙電源工作時(shí)，引腳14接負(fù)電源-Vee，5腳通過(guò)一電阻VR接地，所以改變VR可以調(diào)節(jié)I0的大小，即根據(jù)MC1496的性能參數(shù)，器件的靜態(tài)電流應(yīng)小于4mA，一般取。在本實(shí)驗(yàn)電路中VR用6.8K的電阻R15代替.2、實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明用MC1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖10-2（見(jiàn)P.65）所示。圖中W1用來(lái)調(diào)節(jié)引出腳1、4之間的平衡，器件采用雙電源方式供電（12V，8V），所以5腳偏置電阻R15接地。電阻R1、R2、R4、R5、R6為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)。載波

16、信號(hào)加在V1V4的輸入端，即引腳8、10之間；載波信號(hào)Vc經(jīng)高頻耦合電容C1從10腳輸入，C2為高頻旁路電容，使8腳交流接地。調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端，即引腳1、4之間，調(diào)制信號(hào)V經(jīng)低頻偶合電容E1從1腳輸入。2、3腳外接1K電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)電阻增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減小。已調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極（即引出腳6、12之間）輸出。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1、靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)測(cè)：無(wú)輸入信號(hào)的情況下調(diào)節(jié)W1，使用萬(wàn)用表測(cè)得U1第1、4腳的電壓差接近0V。（改變W1可以使乘法器實(shí)現(xiàn)AM,DSB或SSB調(diào)制。）2、連線框圖如圖10-2所示圖10-2 模擬乘法器

17、調(diào)幅連線框圖源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：RF1（Vp-p =500mV f=465K）4號(hào)板：J1載波輸入信號(hào)源：低頻輸出（Vp-p =200mV f=1K）4號(hào)板：J5音頻輸入抑制載波振幅調(diào)制：1）J1端輸入載波信號(hào)，調(diào)節(jié)平衡電位器W1，使輸出信號(hào)VO（t）中載波輸出幅度最?。ù藭r(shí)V1與V4相等）。2）再?gòu)腏5端輸入音頻信號(hào)（正弦波），逐漸增加輸入音頻信號(hào)頻率，觀察TH3處最后出現(xiàn)如圖10-3所示的抑制載波的調(diào)幅信號(hào)。（將音頻信號(hào)頻率調(diào)至最大，即可測(cè)得清晰的抑制載波調(diào)幅波）圖10-3 抑制載波調(diào)幅波形全載波振幅調(diào)制：1）先將J1端輸入載波信號(hào)，調(diào)節(jié)平衡電位器W1，使輸出信號(hào)VO（t）中有載

18、波輸出（此時(shí)V1與V4不相等）。2）再?gòu)腏5端輸入音頻信號(hào)（正弦波），逐漸增大音頻信號(hào)頻率，最后出現(xiàn)如圖11-4所示的有載波調(diào)幅信號(hào)的波形，記下AM波對(duì)應(yīng)Vmax和Vmin，并計(jì)算調(diào)幅度m。圖10-4 普通調(diào)幅波波形抑制載波單邊帶振幅調(diào)制： 1）步驟同抑制載波振幅調(diào)制，從J6處觀察輸出波形。2）比較全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和抑制載波單邊帶調(diào)幅的波形。六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)波形。2、畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m30、m100、m > 100% 的調(diào)幅波形,分析過(guò)調(diào)幅的原因。 3、畫出當(dāng)改變W1時(shí)能得到幾種調(diào)幅波形，分析其原因。4、畫出全載波調(diào)幅波形、抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形及

19、抑制載波的單邊帶調(diào)幅波形，比較三者區(qū)別。 第 53 頁(yè) 共 39 頁(yè)圖10-2 AM DSB SSB(465KHz)實(shí)驗(yàn)三 包絡(luò)檢波及同步檢波實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 進(jìn)一步了解調(diào)幅波的原理,掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。2、 掌握二極管峰值包絡(luò)檢波的原理。3、 掌握包絡(luò)檢波器的主要質(zhì)量指標(biāo),檢波效率及各種波形失真的現(xiàn)象，分析產(chǎn)生的原因并思考克服的方法。4、 掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 完成普通調(diào)幅波的解調(diào)。2、 觀察抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)。3、 觀察普通調(diào)幅波解調(diào)中的對(duì)角切割失真，底部切割失真以及檢波器不加高頻濾波時(shí)的現(xiàn)象。 三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號(hào)源模塊 1塊2、 頻

20、率計(jì)模塊 1塊3、 4 號(hào)板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺(tái)5、 萬(wàn)用表 1塊四、 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明檢波過(guò)程是一個(gè)解調(diào)過(guò)程，它與調(diào)制過(guò)程正好相反。檢波器的作用是從振幅受調(diào)制的高頻信號(hào)中還原出原調(diào)制的信號(hào)。還原所得的信號(hào)，與高頻調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)變化規(guī)律一致，故又稱為包絡(luò)檢波器。假如輸入信號(hào)是高頻等幅信號(hào)，則輸出就是直流電壓。這是檢波器的一種特殊情況，在測(cè)量?jī)x器中應(yīng)用比較多。例如某些高頻伏特計(jì)的探頭，就是采用這種檢波原理。若輸入信號(hào)是調(diào)幅波，則輸出就是原調(diào)制信號(hào)。這種情況應(yīng)用最廣泛，如各種連續(xù)波工作的調(diào)幅接收機(jī)的檢波器即屬此類。從頻譜來(lái)看，檢波就是將調(diào)幅信號(hào)頻譜由高頻搬移到低頻，如圖11-1所示（

21、此圖為單音頻調(diào)制的情況）。檢波過(guò)程也是應(yīng)用非線性器件進(jìn)行頻率變換，首先產(chǎn)生許多新頻率，然后通過(guò)濾波器，濾除無(wú)用頻率分量，取出所需要的原調(diào)制信號(hào)。常用的檢波方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。全載波振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)直接反映了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，可以用二極管包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，無(wú)法用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，所以采用同步檢波方法。圖11-1 檢波器檢波前后的頻譜1、二極管包絡(luò)檢波的工作原理當(dāng)輸入信號(hào)較大(大于0.5伏)時(shí)，利用二極管單向?qū)щ娞匦詫?duì)振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)，稱為大信號(hào)檢波。大信號(hào)檢波原理電路如圖11-2（a）所示。檢波的物

22、理過(guò)程如下：在高頻信號(hào)電壓的正半周時(shí)，二極管正向?qū)ú?duì)電容器C充電，由于二極管的正向?qū)娮韬苄?，所以充電電流iD很大，使電容器上的電壓VC很快就接近高頻電壓的峰值。充電電流的方向如圖11-2（a）圖中所示。這個(gè)電壓建立后通過(guò)信號(hào)源電路，又反向地加到二極管D的兩端。這時(shí)二極管導(dǎo)通與否，由電容器C上的電壓VC和輸入信號(hào)電壓Vi共同決定.當(dāng)高頻信號(hào)的瞬時(shí)值小于VC時(shí)，二極管處于反向偏置，管子截止，電容器就會(huì)通過(guò)負(fù)載電阻R放電。由于放電時(shí)間常數(shù)RC遠(yuǎn)大于調(diào)頻電壓的周期，故放電很慢。當(dāng)電容器上的電壓下降不多時(shí)，調(diào)頻信號(hào)第二個(gè)正半周的電壓又超過(guò)二極管上的負(fù)壓，使二極管又導(dǎo)通。如圖11-2（b）中的tl

23、至t2的時(shí)間為二極管導(dǎo)通的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)又對(duì)電容器充電，電容器的電壓又迅速接近第二個(gè)高頻電壓的最大值。在圖11-2（b）中的t2至t3時(shí)間為二極管截止的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)電容器又通過(guò)負(fù)載電阻R放電。這樣不斷地循環(huán)反復(fù)，就得到圖11-2（b）中電壓的波形。因此只要充電很快，即充電時(shí)間常數(shù)Rd·C很小(Rd為二極管導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻)：而放電時(shí)間常數(shù)足夠慢，即放電時(shí)問(wèn)常數(shù)R·C很大，滿足Rd·C<<RC，就可使輸出電壓的幅度接近于輸入電壓的幅度，即傳輸系數(shù)接近l。另外，由于正向?qū)щ姇r(shí)間很短，放電時(shí)間常數(shù)又遠(yuǎn)大于高頻電壓周期(放電時(shí)的基本不變)，所以輸出電壓的起伏

24、是很小的，可看成與高頻調(diào)幅波包絡(luò)基本一致。而高頻調(diào)幅波的包絡(luò)又與原調(diào)制信號(hào)的形狀相同，故輸出電壓就是原來(lái)的調(diào)制信號(hào)，達(dá)到了解調(diào)的目的。本實(shí)驗(yàn)電路如圖11-3所示，主要由二極管D及RC低通濾波器組成，利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢波，所以RC時(shí)間常數(shù)的選擇很重要。RC時(shí)間常數(shù)過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì)角切割失真又稱惰性失真。RC常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式： 其中：m為調(diào)幅系數(shù)，為調(diào)制信號(hào)最高角頻率。當(dāng)檢波器的直流負(fù)載電阻R與交流音頻負(fù)載電阻R不相等，而且調(diào)幅度又相當(dāng)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)峰切割失真（又稱底邊切割失真），為了保證不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真應(yīng)滿足。圖11-3 峰

25、值包絡(luò)檢波（465KHz）2、同步檢波（1）同步檢波原理同步檢波器用于對(duì)載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。它的特點(diǎn)是必須外加一個(gè)頻率和相位都與被抑止的載波相同的電壓。同步檢波器的名稱由此而來(lái)。外加載波信號(hào)電壓加入同步檢波器可以有兩種方式：圖11-4 同步檢波器方框圖一種是將它與接收信號(hào)在檢波器中相乘，經(jīng)低通濾波器后檢出原調(diào)制信號(hào)，如圖11-4(a)所示；另一種是將它與接收信號(hào)相加，經(jīng)包絡(luò)檢波器后取出原調(diào)制信號(hào)，如圖11-4(b)所示。本實(shí)驗(yàn)選用乘積型檢波器。設(shè)輸入的已調(diào)波為載波分量被抑止的雙邊帶信號(hào)1，即 本地載波電壓 本地載波的角頻率0準(zhǔn)確的等于輸入信號(hào)載波的角頻率1，即1=0,但二者

26、的相位可能不同；這里表示它們的相位差。這時(shí)相乘輸出（假定相乘器傳輸系數(shù)為1） 低通濾波器濾除21附近的頻率分量后，就得到頻率為的低頻信號(hào) 由上式可見(jiàn)，低頻信號(hào)的輸出幅度與成正比。當(dāng)=0時(shí)，低頻信號(hào)電壓最大，隨著相位差加大，輸出電壓減弱。因此，在理想情況下，除本地載波與輸入信號(hào)載波的角頻率必須相等外，希望二者的相位也相同。此時(shí)，乘積檢波稱為“同步檢波”。（2）實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明實(shí)驗(yàn)電路如圖11-5（見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)后）所示，采用MC1496集成電路構(gòu)成解調(diào)器，載波信號(hào)從J8經(jīng)C12，W4，W3，U3，C14加在8、10腳之間，調(diào)幅信號(hào)VAM 從J11經(jīng)C20加在1、4腳之間，相乘后信號(hào)由12腳輸出，經(jīng)低通濾波

27、器、同相放大器輸出。五、 實(shí)驗(yàn)步驟一、二極管包絡(luò)檢波1、連線框圖如圖11-5所示圖11-5 峰值包絡(luò)檢波連線框圖2、解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) （1）m<30%的調(diào)幅波檢波 從J2處輸入465KHZ、峰峰值Vp-p=0.5V1V、 m<30%的已調(diào)波(音頻調(diào)制信號(hào)頻率約為1K按下信號(hào)源AM按鈕，調(diào)節(jié)“AM調(diào)幅度”) 。將開關(guān)S1撥為10，S2撥為00，將示波器接入TH5處，觀察輸出波形. （2）加大調(diào)制信號(hào)幅度,使m=100%,觀察記錄檢波輸出波形.3、觀察對(duì)角切割失真 保持以上輸出，將開關(guān)S1撥為“01”，檢波負(fù)載電阻由2.2K變?yōu)?1K，在TH5處用示波器觀察波形并記錄,與上述波形進(jìn)行

28、比較。4、觀察底部切割失真將開關(guān)S2撥為“10”，S1仍為“01”，在TH5處觀察波形，記錄并與正常解調(diào)波形進(jìn)行比較。二、集成電路（乘法器）構(gòu)成解調(diào)器1、連線框圖如圖11-6所示2、解調(diào)全載波信號(hào)按調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容獲得調(diào)制度分別為30，100及>100的調(diào)幅波。將它們依次加至解調(diào)器調(diào)制信號(hào)輸入端J11，并在解調(diào)器的載波輸入端J8加上與調(diào)幅信號(hào)相同的載波信號(hào),分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)對(duì)比。3、解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)按調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的條件獲得抑制載波調(diào)幅波，加至解調(diào)器調(diào)制信號(hào)輸入端J11，觀察記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。圖11-6 同步檢波連線框圖六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)

29、告要求1、通過(guò)一系列檢波實(shí)驗(yàn),將下列內(nèi)容整理在表內(nèi):輸入的調(diào)幅波波形M<30%m=100%抑制載波調(diào)幅波二極管包絡(luò)檢波器輸出波形同步檢波輸出2、觀察對(duì)角切割失真和底部切割失真現(xiàn)象并分析產(chǎn)生原因。3、從工作頻率上限、檢波線性以及電路復(fù)雜性三個(gè)方面比較二極管包絡(luò)檢波和同步檢波。七、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、 雙蹤示波器 1臺(tái)3、 頻率特性測(cè)試儀（可選） 1臺(tái) 圖11-5 同步檢波實(shí)驗(yàn)四 模擬乘法混頻一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解集成混頻器的工作原理2、 了解混頻器中的寄生干擾二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 研究平衡混頻器的頻率變換過(guò)程2、 研究平衡混頻器輸出中頻電壓Vi與輸入本振電壓的關(guān)系3、 研究

30、平衡混頻器輸出中頻電壓Vi與輸入信號(hào)電壓的關(guān)系三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號(hào)源模塊 1塊2、 頻率計(jì)模塊 1塊3、 模塊 3 1塊4、 模塊 7 1 塊5、 雙蹤示波器 1臺(tái)四、 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明在高頻電子電路中，常常需要將信號(hào)自某一頻率變成另一個(gè)頻率。這樣不僅能滿足各種無(wú)線電設(shè)備的需要，而且有利于提高設(shè)備的性能。對(duì)信號(hào)進(jìn)行變頻，是將信號(hào)的各分量移至新的頻域，各分量的頻率間隔和相對(duì)幅度保持不變。進(jìn)行這種頻率變換時(shí)，新頻率等于信號(hào)原來(lái)的頻率與某一參考頻率之和或差。該參考頻率通常稱為本機(jī)振蕩頻率。本機(jī)振蕩頻率可以是由單獨(dú)的信號(hào)源供給，也可以由頻率變換電路內(nèi)部產(chǎn)生。當(dāng)本機(jī)振蕩由單獨(dú)的信號(hào)源供給時(shí)，這

31、樣的頻率變換電路稱為混頻器。混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和乘法器。本振用于產(chǎn)生一個(gè)等幅的高頻信號(hào)VL，并與輸入信號(hào) VS經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號(hào)經(jīng)帶通濾波器濾出。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬相乘器作混頻電路實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槟M相乘器的輸出頻率包含有兩個(gè)輸入頻率之差或和，故模擬相乘器加濾波器，濾波器濾除不需要的分量，取和頻或者差頻二者之一，即構(gòu)成混頻器。圖4-1所示為相乘混頻器的方框圖。設(shè)濾波器濾除和頻，則輸出差頻信號(hào)。圖4-2為信號(hào)經(jīng)混頻前后的頻譜圖。我們?cè)O(shè)信號(hào)是：載波頻率為的普通調(diào)幅波。本機(jī)振蕩頻率為。設(shè)輸入信號(hào)為，本機(jī)振蕩信號(hào)為由相乘混頻的框圖可得輸出電壓式中 定義混頻增益為中頻電壓

32、幅度與高頻電壓之比，就有圖4-3為模擬乘法器混頻電路，該電路由集成模擬乘法器MC1496完成。圖4-3 MC1496構(gòu)成的混頻電路MC1496可以采用單電源供電，也可采用雙電源供電。本實(shí)驗(yàn)電路中采用12V，8V供電。R12（820）、R13（820）組成平衡電路，F(xiàn)2為4.5MHz選頻回路。本實(shí)驗(yàn)中輸入信號(hào)頻率為4.2MHz(由三號(hào)板晶體振蕩輸出)，本振頻率8.7MHz。為了實(shí)現(xiàn)混頻功能，混頻器件必須工作在非線性狀態(tài)，而作用在混頻器上的除了輸入信號(hào)電壓VS和本振電壓VL外，不可避免地還存在干擾和噪聲。它們之間任意兩者都有可能產(chǎn)生組合頻率，這些組合信號(hào)頻率如果等于或接近中頻，將與輸入信號(hào)一起通過(guò)

33、中頻放大器、解調(diào)器，對(duì)輸出級(jí)產(chǎn)生干涉，影響輸入信號(hào)的接收。干擾是由于混頻器不滿足線性時(shí)變工作條件而形成的，因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生干擾，其中影響最大的是中頻干擾和鏡象干擾。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 打開本實(shí)驗(yàn)單元的電源開關(guān)，觀察對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮，熟悉電路各部分元件的作用。2、 按照下面框圖進(jìn)行連線圖4-4 模擬乘法器混頻連線框圖源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：RF1（Vp-p =600mV f=8.7M）7號(hào)板：J8本振信號(hào)輸入3號(hào)板：J1（VSP-P =300mV fS=4.2M）7號(hào)板：J7射頻信號(hào)輸入7號(hào)板：J9頻率計(jì)：RF IN混頻后信號(hào)輸出3、 將3號(hào)板上S1撥為“00”，S2撥為“01

34、”，調(diào)節(jié)T1 及W2，使J1輸出fS=4.2MHz、VSP-P=300mV。4、 用示波器對(duì)比觀察TH8和TH9處波形，并讀出頻率計(jì)上的頻率。5、 保持本振電壓不變，改變射頻信號(hào)電壓幅度，用示波器觀測(cè)，記錄輸出中頻電壓Vi的幅值，并填入表4-1。VSP-P（mV）100200300400500ViP-P（mV）表4-16、 改變本振信號(hào)電壓幅度，用示波器觀測(cè)，記錄輸出中頻電壓Vi的幅值，并填入表4-2。VLp-p（mV）200300400500600700Vip-p（mV）表4-2六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫表格4-1和4-2。2、 繪制步驟3、4中所觀測(cè)到的波形圖，并作分析。3

35、、 歸納并總結(jié)信號(hào)混頻的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)五 模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解用鎖相環(huán)構(gòu)成的調(diào)頻波解調(diào)原理。2、 學(xué)習(xí)用集成鎖相環(huán)構(gòu)成的鎖相解調(diào)電路。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 掌握鎖相環(huán)鎖相原理2、 掌握同步帶和捕捉帶的測(cè)量三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號(hào)源 1塊2、 頻率計(jì) 1塊3、 5 號(hào)板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺(tái)四、 鎖相環(huán)的構(gòu)成及工作原理1、 鎖相環(huán)路的基本組成鎖相環(huán)由三部分組成，如圖14-1所示，它由相位比較器PD、低通濾波器LF、壓控振蕩器VCO三個(gè)部分組成一個(gè)閉合環(huán)路，輸入信號(hào)為Vi(t),輸出信號(hào)為V0(t),反饋至輸入端。下面逐一說(shuō)明基本部件的作用。圖15-1 鎖相環(huán)組成框圖(1) 壓控

36、振蕩器（VCO）VCO是本控制系統(tǒng)的控制對(duì)象，被控參數(shù)通常是其振蕩頻率，控制信號(hào)為加在VCO上的電壓，故稱為壓控振蕩器，也就是一個(gè)電壓頻率變換器，實(shí)際上還有一種電流頻率變換器，但習(xí)慣上仍稱為壓控振蕩器。(2) 鑒相器（PD）PD是一個(gè)相位比較裝置，用來(lái)檢測(cè)輸出信號(hào)V0(t)與輸入信號(hào)Vi(t)之間的相位差e(t)，并把e(t)轉(zhuǎn)化為電壓Vd(t)輸出，Vd(t)稱為誤差電壓，通常Vd(t)作為一直流分量或一低頻交流量。(3) 環(huán)路濾波器（LF）LF作為一低通濾波電路，其作用是濾除因PD的非線性而在Vd(t)中產(chǎn)生的無(wú)用的組合頻率分量及干擾，產(chǎn)生一個(gè)只反映e(t)大小的控制信號(hào)Ve(t)。按照反

37、饋控制原理，如果由于某種原因使VCO的頻率發(fā)生變化使得與輸入頻率不相等，這必將使V0(t)與Vi(t)的相位差e(t)發(fā)生變化，該相位差經(jīng)過(guò)PD轉(zhuǎn)換成誤差電壓Vd(t)，此誤差電壓經(jīng)LF濾波后得到Vc(t)，由Vc(t)去改變VCO的振蕩頻率使趨近于輸入信號(hào)的頻率，最后達(dá)到相等。環(huán)路達(dá)到最后的這種狀態(tài)就稱為鎖定狀態(tài)，當(dāng)然由于控制信號(hào)正比于相位差，即因此在鎖定狀態(tài)，e(t)不可能為零，換言之在鎖定狀態(tài)V0(t)與Vi(t)仍存在相位差。2、 鎖相環(huán)鎖相原理鎖相環(huán)是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路，它的基本原理是利用相位誤差電壓去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路達(dá)到平衡狀態(tài)后，雖然有剩余相位誤差存在

38、，但頻率誤差可以降低到零，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。當(dāng)調(diào)頻信號(hào)沒(méi)有頻偏時(shí)，若壓控振蕩器的頻率與外來(lái)載波信號(hào)頻率有差異時(shí)，通過(guò)相位比較器輸出一個(gè)誤差電壓。這個(gè)誤差電壓的頻率較低，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾去所含的高頻成份，再去控制壓控振蕩器，使振蕩頻率趨近于外來(lái)載波信號(hào)頻率，于是誤差越來(lái)越小，直至壓控振蕩頻率和外來(lái)信號(hào)一樣，壓控振蕩器的頻率被鎖定在與外來(lái)信號(hào)相同的頻率上，環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。當(dāng)調(diào)頻信號(hào)有頻偏時(shí)，和原來(lái)穩(wěn)定在載波中心頻率上的壓控振蕩器相位比較的結(jié)果，相位比較器輸出一個(gè)誤差電壓，如圖14-2，以使壓控振蕩器向外來(lái)信號(hào)的頻率靠近。由于壓控振蕩器始終想要和外來(lái)信號(hào)的頻率鎖定，為達(dá)到鎖定的條

39、件，相位比較器和低通濾波器向壓控振蕩器輸出的誤差電壓必須隨外來(lái)信號(hào)的載波頻率偏移的變化而變化。也就是說(shuō)這個(gè)誤差控制信號(hào)就是一個(gè)隨調(diào)制信號(hào)頻率而變化的解調(diào)信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了鑒頻。圖14-2 鎖相環(huán) (PLL)3、 同步帶與捕捉帶同步帶是指從PLL鎖定開始，改變輸入信號(hào)的頻率fi （向高或向低兩個(gè)方向變化），直到PLL失鎖（由鎖定到失鎖），這段頻率范圍稱為同步帶。捕捉帶是指鎖相環(huán)處于一定的固有振蕩頻率fV，并當(dāng)輸入信號(hào)頻率fi偏離fV上限值或下限值時(shí)，環(huán)路還能進(jìn)入鎖定，則稱為捕捉帶。測(cè)量的方法是從J4輸入一個(gè)頻率接近于VCO自由振蕩頻率的高頻調(diào)頻信號(hào)，先增大載波頻率直至環(huán)路剛剛失鎖，記此時(shí)的輸入頻率為

40、fH1 ,再減小fi ，直到環(huán)路剛剛鎖定為止，記此時(shí)的輸入頻率為fH2，繼續(xù)減小fi ，直到環(huán)路再一次剛剛失鎖為止，記此時(shí)的頻率為fL1 ,再一次增大fi，直到環(huán)路再一次剛剛鎖定為止，記此時(shí)頻率為fL2由以上測(cè)試可計(jì)算得：同步帶為：fH1fL1捕捉帶為：fH2fL2五、 集成鎖相環(huán)NE564的介紹圖14-3 NE564內(nèi)部組成框圖在本實(shí)驗(yàn)中，所使用的鎖相環(huán)為高頻模擬鎖相環(huán)NE564，其最高工作頻率可達(dá)到50MHz，采用+5V單電源供電，特別適用于高速數(shù)字通信中FM調(diào)頻信號(hào)及FSK移頻鍵控信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)，無(wú)需外接復(fù)雜的濾波器。NE564采用雙極性工藝，其內(nèi)部組成框圖如圖14-3所示，其內(nèi)部電路

41、原理圖如圖14-4所示。圖14-4 NE564內(nèi)部電路原理圖A1為限幅放大器，它主要由原理圖中的Q1Q5及Q7、Q8組成PNP、NPN互補(bǔ)的共集共射組合差分放大器，由于Q2、Q3負(fù)載并聯(lián)有肖特基二極管D1、D2，故其雙端輸出電壓被限幅在2VD=0.30.4V左右。因此可有效抑制FM調(diào)頻信號(hào)輸入時(shí)干擾所產(chǎn)生的寄生調(diào)幅。Q7、Q8為射極輸出差放，以作緩沖，其輸出信號(hào)送鑒相器。相位比較器(鑒相器)PD內(nèi)部含有限幅放大器，以提高對(duì)AM調(diào)幅信號(hào)的抗干擾能力；外接電容C3、C8與內(nèi)部?jī)蓚€(gè)對(duì)應(yīng)電阻(阻值R=1.3k)分別組成一階RC低通濾波器用來(lái)濾除比較器輸出的直流誤差電壓中的紋波，其截止角頻率為濾波器的性

42、能對(duì)環(huán)路入鎖時(shí)間的快慢有一定影響，可根據(jù)要求改變C3、C8的值。在本實(shí)驗(yàn)電路中，改變RA1可改變引腳2的輸入電流，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)路增益控制。壓控振蕩器VCO是一改進(jìn)型的射極定時(shí)多諧振蕩器。主電路由Q21、Q22與Q23、Q24組成。其中Q22，Q23兩射極通過(guò)12、13腳外接定時(shí)電容C，Q21、Q24兩射極分別經(jīng)過(guò)電阻R22、R23接電源Q27、Q25。Q26也作為電流源。Q17、Q18為控制信號(hào)輸入緩沖極。接通電源，Q21，Q22與Q23、Q24雙雙輪流導(dǎo)通與截止，電容周期性充電與放電，于是Q22、Q23集電極輸出極性相反的方形脈沖。根據(jù)特定設(shè)計(jì)，固有振蕩頻率f與定時(shí)電容C的關(guān)系可表示為 振蕩頻

43、率f與C的關(guān)系曲線如圖14-5所示。VCO有兩個(gè)電壓輸出端，其中，VCO01輸出TTL電平；VCO02輸出ECL電平。輸出放大器A2與直流恢復(fù)電路A3是專為解調(diào)FM信號(hào)與FSK信號(hào)而設(shè)計(jì)的。輸出放大器A2由Q37、Q38、Q39組成，顯然這是一恒流源差分放大電路，來(lái)自鑒相器的誤差電壓由4、5腳輸入，經(jīng)緩沖后，雙端送入A2放大。直流恢復(fù)電路由Q42、Q43、Q44等組成，電流源 圖14-5 f與C的關(guān)系曲線Q40作Q43的有源負(fù)載。若環(huán)路的輸入為FSK信號(hào)，即頻率在f1與f2之間周期性跳變的信號(hào)，則鑒相器的輸出電壓被A2放大后分兩路，一路直接送施密特觸發(fā)器的輸入，另一路送直流恢復(fù)電路A3的Q42

44、基極，由于Q43集電極通過(guò)14腳外接一濾波電容，放直流恢復(fù)電路的輸出電壓就是一個(gè)平均值直流。這個(gè)直流電壓VREF再送施密特觸發(fā)器另一輸入端就作為基極電壓。若環(huán)路的輸入為FM信號(hào)，A3用作線性解調(diào)FM信號(hào)時(shí)的后置鑒相濾波器，那么在鎖定狀態(tài)，14腳的電壓就是FM解調(diào)信號(hào)。施密特觸發(fā)器是專為解調(diào)FSK信號(hào)而設(shè)計(jì)的，其作用就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL數(shù)字信號(hào)。直流恢復(fù)輸出的直流基準(zhǔn)電壓VREF（經(jīng)R26到Q49基極）與被A2放大了的誤差電壓Vdm分別送入Q49和Q50的基極，Vdm與VREF進(jìn)行比較，當(dāng)Vdm VREF時(shí)，則Q50導(dǎo)通，Q49截止，從而迫使Q54截止，Q55導(dǎo)通，于是16腳輸出低電平。當(dāng)

45、Vdm VREF時(shí)，Q49導(dǎo)通，Q50截止，從而迫使Q54導(dǎo)通Q55截止，16腳輸出高電平。通過(guò)15腳改變Q52的電流大小，可改變觸發(fā)器上下翻轉(zhuǎn)電平，上限電平與下限電平之差也稱為滯后電壓VH。調(diào)節(jié)VH可消除因載波泄漏而造成的誤觸發(fā)而出現(xiàn)的FSK解調(diào)輸出，特別是在數(shù)據(jù)傳輸速率比較高的場(chǎng)合，并且此時(shí)14腳濾波電容不能太大。ST的回差電壓可通過(guò)10腳外接直流電壓進(jìn)行調(diào)整，以消除輸出信號(hào)TTL0的相位抖動(dòng)。 六、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 鎖相環(huán)自由振蕩頻率的測(cè)量將5號(hào)板開關(guān)S1依次設(shè)為“1000”，“0100”，“0010”，“0001”（即選擇不同的定時(shí)電容），從TH1處觀察自由振蕩波形，并填寫表14-1波形

46、頻率(MHz)幅度（Vp-p）S1=1000C=20pS1=0100C=47pS1=0010C=110pS1=0001C=1100p表14-12、 同步帶和捕捉帶的測(cè)量1）將S1設(shè)為0010（即VCO的自由振蕩頻率為4.5MHz），J3和J5用連接線連接，并將4.5MHz（峰峰值500mV左右）的參考信號(hào)（記為fi）從J4輸入，從TH1處觀察VCO的輸出信號(hào)，并將J1連到頻率計(jì)，觀察頻率的鎖定情況，先增大載波頻率直至環(huán)路剛剛失鎖，記此時(shí)的輸入頻率為fH1 ,再減小fi ，直到環(huán)路剛剛鎖定為止，記此時(shí)的輸入頻率為fH2,繼續(xù)減小fi ，直到環(huán)路再一次剛剛失鎖為止，記此時(shí)的頻率為fL1 ,再一次增

47、大fi，直到環(huán)路再一次剛剛鎖定為止，記此時(shí)頻率為fL2由以上測(cè)試可計(jì)算得：同步帶為：fH1- fL1捕捉帶為：fH2- fL23、改變RA1的阻值（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，阻值變大；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，阻值變小），重做步驟2，在J1處觀察VCO輸出波形的幅度、同步帶、和捕捉帶的變化七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按要求填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告2、 寫明鎖相環(huán)解調(diào)原理。3、 同步帶和捕捉帶的測(cè)量。4、 分析RA1在電路中的作用。實(shí)驗(yàn)六 正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉相位鑒頻器的基本工作原理。2、 了解鑒頻特性曲線（S曲線）的正確調(diào)整方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 調(diào)測(cè)鑒頻器的靜態(tài)工作點(diǎn)。2、 并聯(lián)回路對(duì)波形的影

48、響。3、 用逐點(diǎn)法或掃頻法測(cè)鑒頻特性曲線，由S曲線計(jì)算鑒頻靈敏度Sd和線性鑒頻范圍2fmax。 三、 實(shí)驗(yàn)儀器1、 信號(hào)源模塊 1塊2、 頻率計(jì)模塊 1塊3、 5 號(hào)板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺(tái)5、 萬(wàn)用表 1塊四、 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明1、乘積型鑒頻器（1）鑒頻是調(diào)頻的逆過(guò)程，廣泛采用的鑒頻電路是相位鑒頻器。鑒頻原理是：先將調(diào)頻波經(jīng)過(guò)一個(gè)線性移相網(wǎng)絡(luò)變換成調(diào)頻調(diào)相波，然后再與原調(diào)頻波一起加到一個(gè)相位檢波器進(jìn)行鑒頻。因此，實(shí)現(xiàn)鑒頻的核心部件是相位檢波器。相位檢波又分為疊加型相位檢波和乘積型相位檢波，利用模擬乘法器的相乘原理可實(shí)現(xiàn)乘積型相位檢波，其基本原理是：在乘法器的一個(gè)輸入端輸入調(diào)頻波，設(shè)其表達(dá)式為式中， 為調(diào)頻系數(shù)，或，其中為調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻偏。另一輸入端輸入經(jīng)線性移相網(wǎng)絡(luò)移相后的調(diào)頻調(diào)相波，設(shè)其表達(dá)式為式中，第一項(xiàng)為高頻分量，可以被濾波器濾掉。第二項(xiàng)是所需要的頻率分量，只要線性移相網(wǎng)絡(luò)的相頻特性在調(diào)頻波的頻率變化范圍內(nèi)是線性的，當(dāng) 時(shí)，。因此鑒頻器的輸出電壓的變化規(guī)律與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律相同，從而實(shí)現(xiàn)了相位鑒頻。所以相位鑒頻器的線性鑒頻范圍受到移相網(wǎng)絡(luò)相頻特性的線性范圍的限制。 (2)鑒頻特性 相位鑒頻器的輸出電壓V0與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的關(guān)系稱為鑒頻特性，其特性曲線(或稱S曲線)如圖13-1所示。鑒頻器的主要性能指標(biāo)是鑒頻靈敏度