集成電路(鎖相環(huán))構(gòu)成的頻率解調(diào)器_集成電路(壓控振蕩器)構(gòu)成的頻率調(diào)制器

1、實(shí)驗(yàn)十 集成電路（壓控振蕩器）構(gòu)成的頻率調(diào)制器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握集成電路頻率調(diào)制器的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求1.查閱有關(guān)集成電路壓控振蕩器資料。2.認(rèn)真閱讀指導(dǎo)書，了解566（VOC的單片集成電路）的內(nèi)部電路及原理。3.高清566外接元件的作用。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)電路說明圖9-1為566型單片集成VCO的框圖及管腳排列圖9-1圖9-1中幅度鑒別器，其正向觸發(fā)電平定義為Vsp，反向觸發(fā)電平定義為VSM，當(dāng)電容C充電使其電壓V7（566管腳對地的電壓）上升至VSP，此時(shí)幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，從而使內(nèi)部的控制電壓形成電路的輸出電壓，該電壓Vo為高電平；當(dāng)電容C放電時(shí)，其電壓V7下降，降

2、至VSM時(shí)高度鑒別器再次翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平而使Vo也變?yōu)榈碗娖?，用Vo的高、低電平控制S1和S2兩開關(guān)的閉合與斷開。Vo為低電平時(shí)S1閉合，S2斷開，這時(shí)I6=I7=0，Io全部給電容C充電，使V7上升，由于Io為恒流源，V7線性斜升，升至VSP時(shí)，Vo跳變高電平，Vo高電平時(shí)控制S2閉合，S1斷開，恒流源Io全部流入A支路，即I6=Io，由于電流轉(zhuǎn)發(fā)器的特性，B支路電流I7應(yīng)等于I6，所以I7=Io，該電流由C放電電流提供，因此V7線性斜降，V7降至VSM時(shí)Vo跳變?yōu)榈碗娖?，如此周而?fù)始循環(huán)下去，I7及Vo波形如圖9-2。圖9-2566輸出的方波及三角波的載波頻率（或稱中心頻率）可用外加電阻

3、R和外加電容C來確定。 f=其中：R為時(shí)基電阻C為時(shí)基電容V8是566管腳至地的電壓V5是566管腳至地的電壓V8-V5(Hz)RCV8五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路見圖9-3圖9-3 566構(gòu)成的調(diào)頻器 圖9-4 輸入信號電路1.按圖接線，觀察R、C1對頻率的影響（其中R=R3+RP1）。 將C1接入566管腳，Rp2及C2接至566管腳；接通電源（5V）。 調(diào)Rp2使V5=3.5V，將頻率計(jì)接至566管腳，改變RP1觀察方波輸出信號頻率，記錄當(dāng)R為最大和最小值時(shí)的輸出頻率。當(dāng)R分別為Rmax和Rmin及C1=2200時(shí)，計(jì)算這二種情況下的頻率，并與實(shí)際測量值進(jìn)行比較。用雙蹤示波器觀察并記錄R=

4、Rmin時(shí)方波及三角波的輸出波形。V8-V5(Hz)=45.45KHz RCV8V-V5 測量值fmax=8=38.608KHz RCV8V-V5當(dāng)R最大時(shí)，理論值fmin=8=34.09KHz RCV8V-V5 測量值fmin=8=29.368KHz RCV8當(dāng)R最小時(shí)，理論值fmax=誤差分析：實(shí)驗(yàn)室中有的器件老化了，接線柱上兩個(gè)距離近的接口用了一根很長的導(dǎo)線等，都會(huì)導(dǎo)致精確度不高，還有測量時(shí)電壓不穩(wěn)定，也會(huì)導(dǎo)致測量時(shí)候數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。直流電壓控制：先調(diào)RP1至最大，然后改變RP2調(diào)整輸入電壓，測當(dāng)V5在2.2V4.2V變化時(shí)輸出頻率f的變化，V5按0.2V遞增。將測得的結(jié)果填入表9.1。用

5、交流電壓控制：仍將R設(shè)置為最大，斷開腳所接C2、RP2，將圖9-4（即：輸入信號電路）的輸出OUT接至圖9-3中566的腳（a）將函數(shù)發(fā)生器的正弦波調(diào)制信號em（輸入的調(diào)制信號）置為f=5KHz、Vp-p=1V，然后接至圖9-4電路的IN端。用雙蹤示波器同時(shí)觀察輸入信號em和566管腳的調(diào)頻（FM）方波輸出信號，觀察并記錄當(dāng)輸入信號幅度Vp-p不要大于1.3V。注意：為了更好的用示波器觀察頻率隨電壓的變化情況，可適當(dāng)微調(diào)調(diào)制信號的頻率，即可達(dá)到理想的觀察效果。觀察如下圖所示 （b）調(diào)制信號改用方波信號em，使其頻率fm=1KHz，Vp-p=1V，用雙蹤示波器觀察并記錄em和566管腳的調(diào)頻（F

6、M）方波輸出信號。觀察如下圖所示：| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |實(shí)驗(yàn)十一 集成電路(鎖相環(huán))構(gòu)成的頻率解調(diào)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?弄清用鎖相環(huán)構(gòu)成調(diào)頻波的解調(diào)原理。2學(xué)習(xí)掌握集成電路頻率調(diào)制器/解調(diào)器系統(tǒng)的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求1.查閱有關(guān)鎖相環(huán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。2.弄清鎖相環(huán)集成電路與外部元器件之間的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、高頻實(shí)驗(yàn)箱 1臺2、高頻信號發(fā)生器 1臺3、雙蹤高頻示波器 1臺4、掃頻儀 1臺5、萬用表 1塊6、實(shí)驗(yàn)板G5 1塊四、565鎖相環(huán)(PLL)集成電路說明圖10-1 565（PLL）的框圖及管腳排

7、列圖10-1為565(PLL單片集成電路)的框圖及管腳排列,鎖相環(huán)內(nèi)部電路由相位鑒別器、壓控振蕩器、放大器三部分構(gòu)成,相位鑒別器由模擬乘法器構(gòu)成,它有二組輸入信號,一組為外部管腳、輸入信號e1,其頻率為f1；另一組為內(nèi)部壓控振蕩器產(chǎn)生信號e2，經(jīng)腳輸出,接至腳送到相位鑒別器,其頻率為f2，當(dāng)fl和f2差別很小時(shí)可用頻率差代表兩信號之間的相位差,即flf2的值使相位鑒別器輸出一直流電壓,該電壓經(jīng)腳送至VCO的輸入端,控制VC0,使其輸出信號頻率f2發(fā)生變化,這一過程不斷進(jìn)行,直至f2=fl為止,這時(shí)稱為鎖相環(huán)鎖定。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖10-2所示。圖10-2 565(PLL)構(gòu)成的頻率

8、解調(diào)器調(diào)Rp使其中VCO的輸出頻率fo(腳)為50KHz。先按實(shí)驗(yàn)的要求獲得調(diào)頻方波輸出信號,要求輸入的正弦調(diào)制信號e m為:Vp-p=0.8V,f=lKHz,然后將其接至565鎖相環(huán)的IN輸入端,調(diào)節(jié)565的Rpl(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))使R最小,用雙蹤示波器觀察并記錄565的輸入調(diào)制信號e m和565“B”點(diǎn)的解調(diào)輸出信號。波形如下圖所示：2.相移鍵控解調(diào)器：用峰一峰值Vp-p=0.8V,fm=1KHz的正弦波做調(diào)制信號送給調(diào)制器565,分別觀察調(diào)制器565的調(diào)制信號和比較器311的輸出信號。在試驗(yàn)中我測得了同步上限頻率f上，同步下限頻率f下，捕捉上頻率f上f下，捕捉下頻率。捕捉帶實(shí)驗(yàn)心得在本次試驗(yàn)

9、中我學(xué)到一些比較新鮮的東西，因?yàn)樵谧龃藢?shí)驗(yàn)之前，由于急急忙忙的應(yīng)付考試，所以我沒有好好的去查找相關(guān)的資料和教科書上相關(guān)的知識點(diǎn)，從而影響了在做整個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候思路的連貫性。但是我一邊在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，一邊向旁邊的同學(xué)請教，同時(shí)還請教老師一些現(xiàn)在想起來非常幼稚的問題，但是有些東西不問自己就永遠(yuǎn)不知道當(dāng)時(shí)的迷惑，所以現(xiàn)在想起來，當(dāng)時(shí)問的問題還是對現(xiàn)在重新來復(fù)習(xí)相關(guān)的知識是有幫助的。此次做實(shí)驗(yàn)我了解了了壓控振蕩器并用它構(gòu)成頻率調(diào)制原理和鎖相環(huán)構(gòu)成調(diào)頻波的解調(diào)原理，掌握了集成電路頻率調(diào)制器和解調(diào)器的工作原理。然而在做完實(shí)驗(yàn)之后我重新復(fù)習(xí)書上相關(guān)的知識點(diǎn)時(shí)，感覺復(fù)習(xí)起來有一種非常熟悉的感覺，可以說是一種實(shí)踐

10、操作之后再回顧書上的東西時(shí)，學(xué)起東西來非常輕松，這對于我們工科專業(yè)學(xué)生來說，實(shí)踐與理論相結(jié)合是學(xué)習(xí)的良好方法，動(dòng)起手來比我們在這里干癟癟的學(xué)知識點(diǎn)有趣多了。從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的控制電壓和輸出頻率的變化曲線來看，曲線的線性程度較好，用壓控振蕩器直接調(diào)頻可獲得比較大的頻偏。所以壓控振蕩器直接調(diào)頻的主要優(yōu)點(diǎn)是：在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得相對較大的頻偏。它的主要缺點(diǎn)是：調(diào)頻過程中會(huì)導(dǎo)致載頻（FM波的中心頻率）偏移，頻率穩(wěn)定性較差。通常需要采用自動(dòng)頻率微調(diào)電路來克服載頻的偏移。 在第二實(shí)驗(yàn)中，開始對我們要測的同步上下限頻率和捕捉帶上下限頻率不是非常了解，但是后來在同學(xué)的幫助下知道該怎么去調(diào)試，怎么去得到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這里需要注意同步帶和捕捉帶的一些調(diào)試問題，應(yīng)該使壓控振蕩器的中心頻率落在捕捉帶內(nèi)，這樣才能獲得調(diào)頻信號。鎖相環(huán)為無線電發(fā)射中使頻率較為穩(wěn)定的一種方法，其用途是在收、發(fā)通信雙方建立載波同步或位同步。鎖相環(huán)還有一些優(yōu)點(diǎn)：良好的跟蹤特性；良好的窄帶濾波特性；鎖定狀態(tài)無剩余頻差；易于集成化?？傊?，通過本次