【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后由包絡(luò)檢波器檢出調(diào)制信號(hào)。 實(shí)際線路分析電路原理理圖上半部分為變?nèi)荻O管調(diào)頻器，下半部分為相位鑒頻器。BG401為電容三點(diǎn)式振蕩器。變?nèi)荻O管D401和C403構(gòu)成振蕩回路電容的一部分，直流偏置電壓通過R42W40R403和L401加至變?nèi)荻O管D401的負(fù)端，C402為變?nèi)荻O管的交流通路，R402為變?nèi)荻O管的直流通路，L401和R403組成隔離支路，防止載波信號(hào)通過電源和低頻回路短路。低頻信號(hào)從輸入端J401輸入，通過變?nèi)荻O管D401實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻，C401為耦合電容，BG402對(duì)調(diào)制波進(jìn)行放大，通過W402控制調(diào)制波的幅度，BG403為射級(jí)跟隨器，以減小負(fù)載對(duì)調(diào)頻電路的影響。，通過隔離電容C413接至頻率計(jì)；用示波器接在TP402處觀測(cè)輸出波形，目的是減小對(duì)輸出波形的影響。J403為相位鑒頻器調(diào)制波的輸入端，C414提供合適的容性負(fù)載；BG404和BG405接成共集—共基電路，以提高輸入阻抗和展寬頻帶，R41R419提供公用偏置電壓，C422用以改善輸出波形。BG405集電極負(fù)載以及之后的電路在原理分析中都已闡明，這里不再重復(fù)。四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 TKGD系列高頻電子線路蹤合實(shí)驗(yàn)箱；雙蹤數(shù)字示波器；數(shù)字萬用表。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 在實(shí)驗(yàn)箱上找到本次實(shí)驗(yàn)所用的單元電路，接通實(shí)驗(yàn)箱的電源，并按下+12V總電源開關(guān)K1，12V總電源開關(guān)K3，函數(shù)信號(hào)發(fā)生實(shí)驗(yàn)單元的電源開關(guān)K700和本單元電源開關(guān)K400，相對(duì)應(yīng)的三個(gè)紅色發(fā)光二極管和三個(gè)綠色二極管點(diǎn)亮。 （一）調(diào)頻器輸出波形的測(cè)量將K401的12接點(diǎn)短接（C404 100PF電容不并接），此時(shí)變?nèi)荻O管D401的負(fù)極對(duì)地電壓約為+2V，并用示波器觀測(cè)調(diào)頻器輸出端TP402的自由振蕩波形，頻率，其振蕩幅度參數(shù)。將K401的23接點(diǎn)短接（C404 100PF電容并接入），用示波器觀測(cè)其輸出端TP402的自由振蕩波形參數(shù)。 （二）變?nèi)荻O管調(diào)頻器的測(cè)量在調(diào)頻器電路輸入端J401或TP401接入低頻調(diào)制信號(hào)（由實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的“函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”提供，頻率約為1~，幅度為2Vpp），用示波器觀測(cè)其調(diào)頻器輸出端TP402的FM調(diào)頻波形參數(shù)。（三）相位鑒頻器的解調(diào)功能測(cè)量利用“合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”輸出的FM調(diào)頻信號(hào)（ VPP，~，頻偏最大），接入鑒相器電路的輸入端J403或TP403；用示波器在其電路輸出端TP404測(cè)量解調(diào)信號(hào)。 波形： 波 頻率： K 幅度： VPP。 六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須認(rèn)真操作使用“合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須對(duì)照實(shí)驗(yàn)原理線路圖，要與實(shí)驗(yàn)板上的實(shí)際元器件一一對(duì)應(yīng)。七、預(yù)習(xí)思考題變?nèi)荻O管有何特性？有何應(yīng)用？電容耦合雙調(diào)諧回路是如何實(shí)現(xiàn)鑒頻的？相位鑒頻器的頻率特性為什么會(huì)是一條以載波頻率為中心的S 曲線？試從原理上加以分析。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求理解該變?nèi)荻O管調(diào)頻器與鑒相器實(shí)驗(yàn)電路的組成、主要器件的作用和電路工作原理；繪制出該“頻率調(diào)制”電路中的載波、輸入的低頻調(diào)制兩信號(hào)與輸出FM調(diào)頻波相關(guān)聯(lián)的波形圖；繪制出輸入的FM調(diào)頻信號(hào)與經(jīng)“鑒相器”電路輸出的還原低頻信號(hào)相關(guān)聯(lián)的波形圖，以及低頻信號(hào)波形參數(shù)；本調(diào)頻電路的載頻如何產(chǎn)生的？附：變?nèi)荻O管調(diào)頻器及相位鑒相器實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)五 數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解壓控振蕩器及其構(gòu)成數(shù)字鎖相環(huán)的電路原理。 掌握由集成鎖相環(huán)電路的同步保護(hù)范圍和同步引入范圍的工作原理和實(shí)踐含義。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)相關(guān)教材中“反饋控制電路”等有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)選用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)電路功能。鎖相環(huán)的內(nèi)部電路主要由鑒相器和壓控振蕩器VCO兩部分組成。鎖相環(huán)LM4046集成電路邏輯圖與引出端功能圖示于實(shí)際報(bào)告后的附錄中。詳細(xì)內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。 以圖51所示的4046鎖相環(huán)電路為例作簡(jiǎn)要說明。圖中，PD為相位比較器（鑒相器）；VCO為壓控振蕩器； CRR2決定自由振蕩頻率f0；RC3為低通濾波器； 14端為高頻輸入端，要求輸入方波信號(hào)； 4端為VCO 輸出端。 自由振蕩頻率f0測(cè)量 用示波器觀測(cè)4端的波形應(yīng)為方波，測(cè)量其周期即可換算出自由振蕩頻率f0。 鎖定的判斷 5鎖相環(huán)典型電路 在14端輸入方波信號(hào)，觀察2端的波形，如已鎖定，可得一個(gè)穩(wěn)定的矩形脈沖；若14端輸入信號(hào)頻率與壓控振蕩器的振蕩頻率相等，則2端將呈現(xiàn)兩倍頻的穩(wěn)定方波信號(hào)。同步帶和捕捉帶的測(cè)量14端輸入一個(gè)方波（或正弦）信號(hào)，變化輸入信號(hào)頻率從中心頻率f0（VCO自由振蕩頻率）附近逐漸上升，至4端或2 端輸出方波出現(xiàn)不穩(wěn)定時(shí)，即環(huán)路失鎖時(shí)，測(cè)出此時(shí)的失鎖頻率fH2。 改變14端輸入信號(hào)頻率，由fH2下降至4或2端輸出方波再次穩(wěn)定時(shí)，測(cè)其頻率fH2′。 改變14端輸入信號(hào)頻率，由fO下降至4或2端輸出方波出現(xiàn)不穩(wěn)定時(shí)，測(cè)其失鎖頻率fL1。改變14端輸入信號(hào)頻率，由fL1上升至4或2端輸出方波又重新出現(xiàn)穩(wěn)定時(shí)，測(cè)其頻率fL1′。 由以上測(cè)試可計(jì)算得： 同步帶為：fH2—fL1 捕捉帶為：fH2′—fL1′ 實(shí)驗(yàn)線路分析 基本線路在前面已分析清楚。這里需要進(jìn)一步說明的是K601可短路外載波，以便測(cè)量壓控振蕩器的自由振蕩的頻率。K602可短路外加音頻信號(hào)，以便測(cè)量壓控振蕩器的同步帶和捕捉帶。由于是環(huán)路鎖相，改變?yōu)V波器時(shí)間常數(shù)可改變VCO自由振蕩的頻率。因此，調(diào)節(jié)R611或R615，可改變VCO自由振蕩頻率。當(dāng)改變VCO的C60C60R61R61R61R618可在較大范圍內(nèi)改變輸出頻率。四、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備 TKGD系列高頻電子線路綜合實(shí)驗(yàn)箱； 高頻信號(hào)發(fā)生器； 雙蹤數(shù)字示波器； 數(shù)字萬用表。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟鎖定的判斷將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的方波信號(hào)（，頻率為鎖相環(huán)的自振頻率）加到載波輸入端（J601），用雙蹤示波器同時(shí)觀測(cè)鎖相環(huán)14腳和4 腳的波形。若波形穩(wěn)定則表示鎖定。改變函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率，可發(fā)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)鎖相環(huán)均能鎖定。觀察TP602和TP603的波形，并記錄。測(cè)量同步保持范圍（同步帶）令載波輸入端的方波輸入信號(hào)從自由振蕩頻率開始緩慢下調(diào)，直至雙蹤波形失步抖動(dòng)（不鎖定），測(cè)得此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率f1。 令載波輸入端的方波輸入信號(hào)從自由振蕩頻率開始緩慢向上調(diào)，直至雙蹤波形失步抖動(dòng)（不鎖定），測(cè)得此時(shí)的輸入信號(hào)頻率f2，即可算得同步保持范圍（同步帶）f2f1。同步引入范圍（捕捉帶） 令載波輸入端的方波輸入信號(hào)頻率從f1以下緩慢向上調(diào)，直至雙蹤波形同步（鎖定），測(cè)得此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率f3。 令載波輸入端的方波輸入信號(hào)頻率從f2以上緩慢向下調(diào)，直至雙蹤波形同步（鎖定），測(cè)得此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率f4，即可算得同步引入范圍（捕捉帶）f4f3。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)觀察雙蹤波形鎖定時(shí)，應(yīng)保持同頻同步，允許不同相。七、預(yù)習(xí)思考題同步帶與捕捉帶哪個(gè)寬些？試從基本原理上分析，為什么？八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 整理所觀測(cè)到的波形與數(shù)據(jù)，計(jì)算其“帶寬”并繪制相應(yīng)的圖形，并給予準(zhǔn)確說明。通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)集成數(shù)字鎖相環(huán)的應(yīng)用有何認(rèn)識(shí)？利用集成數(shù)字鎖相環(huán)電路芯片，試設(shè)計(jì)該鎖相環(huán)的VCO輸出信號(hào)頻率是鎖相環(huán)輸入信號(hào)頻率的4倍的“倍頻器”，并繪制出該倍頻器的電路框圖，給予必要說明。附：集成鎖相環(huán)LM4046邏輯圖與引出端功能圖 (a)、邏輯圖 （b）、引出端功能圖實(shí)驗(yàn)六 鎖相調(diào)頻與鑒頻實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解壓控振蕩器及其構(gòu)成頻率調(diào)制的原理。 掌握由集成鎖相環(huán)電路構(gòu)成頻率調(diào)制器/解調(diào)器的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)相關(guān)教材中“反饋控制電路”等有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。三、實(shí)驗(yàn)原理 集成鎖相環(huán)調(diào)頻與鑒頻 調(diào)頻是用反映信息的低頻信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）去控制高頻振蕩的輸出頻率，并使之隨調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律而變化。它的逆過程稱為頻率解調(diào)也稱為頻率檢波或鑒頻。 本系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱是采用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制與鑒頻解調(diào)。鎖相環(huán)的內(nèi)部電路主要由鑒相器和壓控振蕩器VCO兩部分組成。詳細(xì)內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。 LM4046簡(jiǎn)介 1）、鎖相環(huán)調(diào)頻原理鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖如圖61所示。圖6鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖 將低頻調(diào)制信號(hào)加到壓控振蕩器的控制端，使壓控振蕩器的輸出頻率在自由振蕩頻率（中心頻率）fO上下隨調(diào)制信號(hào)而變化，即生成了調(diào)頻波。當(dāng)高頻載波頻率與自由振蕩頻率相近時(shí)，壓控振蕩器的振蕩頻率與載波頻率鎖定。圖61中的低通濾波器只保證壓控振蕩中心振蕩頻率與載波頻率鎖定時(shí)所產(chǎn)生的相位誤差電壓通過，它與調(diào)制信號(hào)經(jīng)由加法電路，去控制壓控振蕩器的頻率，從而獲得與載波頻率具有同樣頻率穩(wěn)定度的調(diào)頻波。 2）、鎖相環(huán)解調(diào)原理鎖相環(huán)原理（鑒頻）的框圖如圖62所示。輸入調(diào)頻波經(jīng)放大后與壓控振蕩器的輸出經(jīng)鑒相器獲得一個(gè)變化的相位誤差電 圖6鎖相環(huán)鑒頻原理框圖壓，并通過低通濾波器濾去所含有的高頻成份，獲得一個(gè)隨調(diào)制信號(hào)頻率而變的解調(diào)信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了鑒頻。 3）、鎖相環(huán)4046邏輯圖與引出端功能圖示于實(shí)際報(bào)告后的附錄中。四