【正文】 實(shí)驗(yàn)步驟及連接圖 1．用 Tims系統(tǒng)中主振蕩器（ Master Signals）、序列碼產(chǎn)生（ Sequence Generator）、線性編碼器（ LineCode Encoder），緩沖放大器（ Buffer Amplifier），線性解碼器（ LineCode Decoder）組成如圖（ 10）所示的線性編碼電路和線性解碼電路。當(dāng)發(fā)端調(diào)制信號(hào)頻率超過(guò)一定范圍時(shí)，將不能與鎖相環(huán)的環(huán)路濾波相匹配，無(wú)法解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)。 由頻域可知， FM 波的帶寬較同情況下的 AM 寬， 頻域上頻譜成分豐富， 且與調(diào)制系數(shù)有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 波的產(chǎn)生 VCO100KHZ 的中心頻率 音頻震蕩信號(hào)調(diào)到 2khz 產(chǎn)生的 FM 波的波 形 可見(jiàn)在原信號(hào)幅度較大時(shí)， FM 波頻率較小，波形較松；原信號(hào)幅度較小時(shí)， FM 波頻率較大，波形較密。然后，將 vco 模塊插入插槽 （ b）將可變直流電壓模塊的輸出端與 vco 模塊的 端相連接，示波器接 vco 輸出端 ? 當(dāng)直流電壓為 0 時(shí)，調(diào)節(jié) f0 旋鈕，使 vco 中心頻率為 100khz ? 調(diào)節(jié) vco 的“ gain”旋鈕，是的直流電壓在 1v~+1v 范圍內(nèi)變化時(shí)，頻率在10khz~+10khz 范圍內(nèi)變化 （ 2）將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個(gè) vco 作為信源，接入鎖相環(huán)，測(cè)試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。 2. 測(cè)量 FM信號(hào)的波形及振幅頻譜。 答：比值為 。 而當(dāng) a 大于等于 1時(shí)則會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)，無(wú)法恢復(fù)原始信號(hào)，這一結(jié)論可由上圖改變條幅系數(shù)時(shí)包絡(luò)檢波無(wú)法得到原始波形而證明。 圖 （ 2） 振幅調(diào)制的產(chǎn)生方法 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 AM 波的形成： a) G 的調(diào)整 將加法器的一個(gè)輸入接地 ,另一個(gè)接信號(hào) ,用示波器觀察輸入輸出波形振幅 ,調(diào)整到其振幅相等時(shí)說(shuō)明 G=1 b) g 的調(diào)整 將接地的輸入接信號(hào) ,用示波器觀看加法器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的振幅比 ,原理同上 2．加法器輸出為正 我們的試驗(yàn)臺(tái) 時(shí)鐘信號(hào)出問(wèn) 題，發(fā)生指標(biāo)不合格 接到同學(xué)試驗(yàn)臺(tái)上的 正確時(shí)鐘信號(hào) 波形： a= 振幅頻譜： AM 波形過(guò)調(diào) AM 的解調(diào)輸出： 非相干解調(diào)通過(guò)整流器輸出波形 ，由于經(jīng)過(guò)乘法器，得到和頻和差頻 ，頻譜中正好可以得到這個(gè)結(jié)論。 （ 2） 用示波器觀察整流器（ RECTIFIER） 的輸出波形。 （ 5） 觀察乘法器輸出波形是否為 AM 波形。 實(shí)驗(yàn)步驟及系統(tǒng)框圖 AM 信號(hào)的產(chǎn)生 （ 1） 按圖 進(jìn)行各模塊之間的連接。 fc fc+W fcW 答：在收端采用平方環(huán)法或 COSTAS 環(huán)法從接收信號(hào)中提取載波。 4. 若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號(hào)為 1KHZ，請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的 PLL 能否用來(lái)提取載波。 2. 整理實(shí)驗(yàn)記錄振幅頻譜，畫(huà)出已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻的振幅頻譜圖（標(biāo)上頻率值）。 思考題 1. 整理實(shí)驗(yàn)記錄波形，說(shuō)明 DSBSC AM 信號(hào)波形特點(diǎn)。當(dāng)鎖相環(huán)輸入頻率接近 VCO 的中心頻率時(shí)，處于鎖定狀態(tài) ，而頻率相差變大時(shí)，鎖相環(huán)失鎖，但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩頻率相差大到一定程度時(shí)，鎖相環(huán)又進(jìn)入“鎖定”狀態(tài)，又上圖的頻譜可清晰地發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律 。 . 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 由時(shí)域可知產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)存在相位翻轉(zhuǎn)。 基帶輸入信號(hào)波形圖： 載波波形： 乘法器輸出的 已調(diào)信號(hào)波形及頻譜： 分別調(diào)整加法器中的增益 G 和 g，觀看加法器輸出波形及振幅頻譜。 （ 2） 用示波器觀察相干解調(diào)相乘、低通濾波后的輸出波形。 （ 3）在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發(fā)端的導(dǎo)頻信號(hào)及收端載波提取鎖相環(huán)中 VCO 的輸 出經(jīng)移相后的信號(hào)波形，調(diào)節(jié)移相器模塊中的移相旋鈕，達(dá)到移相 90176。 （ 2）用示波器觀察鎖相環(huán)的 LPF 輸出信號(hào) 是否是直流信號(hào)，以此判斷載波提取 PLL是否處于鎖定狀態(tài)。 由鎖相環(huán)鎖定時(shí)的環(huán)路電壓 Vin 與輸入信號(hào)頻率的關(guān)系可畫(huà)圖，根據(jù)測(cè)量得到的 f ff3 及 f4 值可算出鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶為 : 同步帶 f1=f4f1 捕捉帶 f2=f3f2 在上述基礎(chǔ)上，當(dāng) VCO 的壓控靈敏度為 10khz/V 時(shí)，此鎖相環(huán)的同步帶約為 12khz，對(duì)應(yīng)的 Vin 輸入的直流電壓約為 。在鎖定狀態(tài)下，環(huán)路控制電壓 Vin 是直流。 按圖進(jìn)行連接，用示波器觀看鎖相環(huán)中 LPF 輸出端信號(hào)波形。向上和向下改變輸入信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)有兩個(gè)邊界頻率，稱這兩個(gè)邊界頻率的差值為同步帶。鎖定狀態(tài)下，若輸出信號(hào)的頻 率或相位發(fā)出輕微變化， VCO 的輸出都能進(jìn)行跟蹤。 測(cè)量鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶 。鎖相環(huán)中的 LPF 輸出端不要接至 VCO 的輸入端。調(diào)節(jié) VCO 模塊的 GAIN 旋鈕，使得在可變直流電壓為 +1 時(shí)的 VCO 頻率偏移為+10khz。當(dāng)直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié) VCO 模塊 f0 旋鈕，使 VCO 的中心頻率為 100khz。 將 VCO 模塊前面板上的頻率選擇開(kāi)關(guān)撥到 HI 載波頻段的位置， VCO 的 Vin 輸入端暫不接信號(hào)（此時(shí) Vin 被模塊內(nèi)部接地）。用頻譜儀觀看加法器輸出信號(hào)的振幅頻譜，調(diào)節(jié)增益 g 旋鈕，使導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)的邊帶頻譜幅度的 倍。 3. 了解在發(fā)送 DSBSC AM 信號(hào)加導(dǎo)頻分量的條件下，收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及其實(shí)現(xiàn)方法。 2. 了解 DSBSC AM 的信號(hào)波形及振幅頻譜特點(diǎn)，并掌握其測(cè)量方法。調(diào)節(jié)旋鈕 G，使得加法器暑促幅度與輸入一致，說(shuō)明此時(shí) G=1 （ b） 將調(diào)整增益 g：加法器 A 輸入端仍接已調(diào)信號(hào)， B輸入端接導(dǎo)頻信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中注意要將 VCO 模塊印刷電路板上的開(kāi)關(guān)撥到VCO 模式。 按圖所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即圖中的鎖相環(huán)處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。改變信號(hào)源 VCO 的中心頻率，用示波器觀看鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波的輸出信號(hào)，它應(yīng)是輸入信號(hào)與 VCO 輸出信號(hào)的差拍信號(hào)（差頻信號(hào)）。如果環(huán)路濾波器的輸出接近直流，它將對(duì) VCO 形成一個(gè)負(fù)反饋控制，使鎖相環(huán)輸出信號(hào)的頻率和相位能跟蹤輸入，此即同步狀態(tài)（鎖定狀態(tài)）。 設(shè)鎖相環(huán)當(dāng)前處于鎖定狀態(tài)，向上或向下改變鎖相環(huán)的輸入信號(hào)頻率，使之遠(yuǎn)離 VCO的中心頻率，則當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)某邊界值后， VCO 將不再能跟蹤輸入的變化環(huán)路失鎖。 下面測(cè)量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶。該圖表示鎖相環(huán)鎖定時(shí)，環(huán)路控制電壓 Vin 與輸 入信號(hào)頻率的關(guān)系。 上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行幾次。將移相器模塊印刷電路板上的頻率選擇開(kāi)關(guān)撥到 HI 位置。若鎖相環(huán)失鎖，則鎖相環(huán) LPF 輸出波形是交流信號(hào)，可緩慢調(diào)節(jié)鎖相環(huán) VCO 模塊的 f0 旋鈕，直至鎖相環(huán) LPF 輸出為直流，即鎖相環(huán)由失鎖進(jìn)入鎖定，繼續(xù)調(diào)接 f0 旋鈕，使 LPF 輸出的直流電壓約為 0 電平。 3．相干解調(diào) （ 1） 在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照?qǐng)D 所示，將相干解調(diào)的相乘、低通濾波模塊連接上（將“ TUNEABLE LPF”模塊前面板上的頻率范圍選擇開(kāi)關(guān)撥到 WIDE 位置），并將發(fā)送來(lái)的信號(hào)與恢復(fù)載波分別連至相干解調(diào)的乘法器的兩個(gè)輸入端。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 音頻振蕩器輸出 10KHZ 正弦信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。 相移后 相干解調(diào)對(duì)比 波形 用示波器觀察解調(diào)信號(hào)和 DSBSC AM 信號(hào) ,可以看出解調(diào)后的波形和 AM 信號(hào)的包絡(luò)基本是一致的。 截圖中的差頻信號(hào)圖揭示了鎖相環(huán)工作原理，即利用輸入和輸出的頻差調(diào)解反饋控制電路，形成頻率鎖定。當(dāng)調(diào)解音頻輸入頻率超過(guò)一定范圍后，則會(huì)產(chǎn)生解調(diào)失真的情況。因?yàn)殡p邊帶信號(hào)不包含載波 ,所以發(fā)送的全部功率都載有信息，功率利用率高。 答：不可以 .實(shí)驗(yàn)中使用的是 RC LPF，參數(shù)為 3dB ， TUNEABLE LPF 是橢圓濾波器， 截止頻率是 5KHz，通帶為紋波，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。 5. 若發(fā)端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請(qǐng)畫(huà)出框圖。 3. 了解 AM 信號(hào) 的非相干解調(diào)原理和實(shí)現(xiàn)方法。 （ 4） 逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形是正的。 AM 信號(hào)的非相關(guān)解調(diào) （ 1） 輸入的 AM 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù) a=。 （ 5） 改變發(fā)端調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察包絡(luò)檢波輸出波形的變化。調(diào) 節(jié)調(diào)制信號(hào)的頻率將使得輸出波形頻率發(fā)生變化，說(shuō)明調(diào)制信號(hào)頻率直接影響輸出調(diào)幅波頻。 2. 對(duì)于 a= 的 AM 信號(hào)，請(qǐng)計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。 實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻 (FM) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解用 VCO作調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。然后，將 vco 模塊插入插槽 （ b）將可變直流電壓模塊的輸出端與 vco 模塊的 端相連接，示波器接 vco 輸出端 ? 當(dāng)直流電壓為 0 時(shí)，調(diào)節(jié) f0 旋鈕，使 vco 中心頻率為 100khz ? 在 2v~+2v 范圍內(nèi)改變直流電壓，測(cè)量 vco 的頻率及線形工作區(qū)域 ? 調(diào)節(jié) vco 的“ gain”旋鈕，是的直流電壓在