【文章內容簡介】 后由包絡檢波器檢出調制信號。 實際線路分析電路原理理圖上半部分為變容二極管調頻器，下半部分為相位鑒頻器。BG401為電容三點式振蕩器。變容二極管D401和C403構成振蕩回路電容的一部分，直流偏置電壓通過R42W40R403和L401加至變容二極管D401的負端，C402為變容二極管的交流通路，R402為變容二極管的直流通路，L401和R403組成隔離支路，防止載波信號通過電源和低頻回路短路。低頻信號從輸入端J401輸入，通過變容二極管D401實現(xiàn)直接調頻，C401為耦合電容，BG402對調制波進行放大，通過W402控制調制波的幅度，BG403為射級跟隨器，以減小負載對調頻電路的影響。，通過隔離電容C413接至頻率計；用示波器接在TP402處觀測輸出波形，目的是減小對輸出波形的影響。J403為相位鑒頻器調制波的輸入端，C414提供合適的容性負載；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集電極負載以及之后的電路在原理分析中都已闡明，這里不再重復。四、實驗儀器設備 TKGD系列高頻電子線路蹤合實驗箱；雙蹤數(shù)字示波器；數(shù)字萬用表。五、實驗內容與步驟 在實驗箱上找到本次實驗所用的單元電路，接通實驗箱的電源，并按下+12V總電源開關K1，12V總電源開關K3，函數(shù)信號發(fā)生實驗單元的電源開關K700和本單元電源開關K400，相對應的三個紅色發(fā)光二極管和三個綠色二極管點亮。 （一）調頻器輸出波形的測量將K401的12接點短接（C404 100PF電容不并接），此時變容二極管D401的負極對地電壓約為+2V，并用示波器觀測調頻器輸出端TP402的自由振蕩波形，頻率，其振蕩幅度參數(shù)。將K401的23接點短接（C404 100PF電容并接入），用示波器觀測其輸出端TP402的自由振蕩波形參數(shù)。 （二）變容二極管調頻器的測量在調頻器電路輸入端J401或TP401接入低頻調制信號（由實驗箱內的“函數(shù)信號發(fā)生器”提供，頻率約為1~，幅度為2Vpp），用示波器觀測其調頻器輸出端TP402的FM調頻波形參數(shù)。（三）相位鑒頻器的解調功能測量利用“合成函數(shù)信號發(fā)生器”輸出的FM調頻信號（ 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測量解調信號。 波形： 波 頻率： K 幅度： VPP。 六、實驗注意事項實驗時必須認真操作使用“合成函數(shù)信號發(fā)生器”。實驗時必須對照實驗原理線路圖，要與實驗板上的實際元器件一一對應。七、預習思考題變容二極管有何特性？有何應用？電容耦合雙調諧回路是如何實現(xiàn)鑒頻的？相位鑒頻器的頻率特性為什么會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、實驗報告要求理解該變容二極管調頻器與鑒相器實驗電路的組成、主要器件的作用和電路工作原理；繪制出該“頻率調制”電路中的載波、輸入的低頻調制兩信號與輸出FM調頻波相關聯(lián)的波形圖；繪制出輸入的FM調頻信號與經(jīng)“鑒相器”電路輸出的還原低頻信號相關聯(lián)的波形圖，以及低頻信號波形參數(shù)；本調頻電路的載頻如何產(chǎn)生的？附：變容二極管調頻器及相位鑒相器實驗電路圖實驗五 數(shù)字鎖相環(huán)實驗一、實驗目的 了解壓控振蕩器及其構成數(shù)字鎖相環(huán)的電路原理。 掌握由集成鎖相環(huán)電路的同步保護范圍和同步引入范圍的工作原理和實踐含義。二、實驗預習要求 實驗前預習相關教材中“反饋控制電路”等有關章節(jié)的內容。三、實驗原理本實驗選用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實現(xiàn)鎖相環(huán)電路功能。鎖相環(huán)的內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際報告后的附錄中。詳細內容可參考有關課程的相關內容。 以圖51所示的4046鎖相環(huán)電路為例作簡要說明。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； 4端為VCO 輸出端。 自由振蕩頻率f0測量 用示波器觀測4端的波形應為方波，測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，觀察2端的波形，如已鎖定，可得一個穩(wěn)定的矩形脈沖；若14端輸入信號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。同步帶和捕捉帶的測量14端輸入一個方波（或正弦）信號，變化輸入信號頻率從中心頻率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，即環(huán)路失鎖時，測出此時的失鎖頻率fH2。 改變14端輸入信號頻率，由fH2下降至4或2端輸出方波再次穩(wěn)定時，測其頻率fH2′。 改變14端輸入信號頻率，由fO下降至4或2端輸出方波出現(xiàn)不穩(wěn)定時，測其失鎖頻率fL1。改變14端輸入信號頻率，由fL1上升至4或2端輸出方波又重新出現(xiàn)穩(wěn)定時，測其頻率fL1′。 由以上測試可計算得： 同步帶為：fH2—fL1 捕捉帶為：fH2′—fL1′ 實驗線路分析 基本線路在前面已分析清楚。這里需要進一步說明的是K601可短路外載波，以便測量壓控振蕩器的自由振蕩的頻率。K602可短路外加音頻信號，以便測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波器時間常數(shù)可改變VCO自由振蕩的頻率。因此，調節(jié)R611或R615，可改變VCO自由振蕩頻率。當改變VCO的C60C60R61R61R61R618可在較大范圍內改變輸出頻率。四、實驗儀器與設備 TKGD系列高頻電子線路綜合實驗箱； 高頻信號發(fā)生器； 雙蹤數(shù)字示波器； 數(shù)字萬用表。五、實驗內容與步驟鎖定的判斷將函數(shù)信號發(fā)生器輸出的方波信號（，頻率為鎖相環(huán)的自振頻率）加到載波輸入端（J601），用雙蹤示波器同時觀測鎖相環(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)信號發(fā)生器的輸出信號頻率，可發(fā)現(xiàn)在較大范圍內鎖相環(huán)均能鎖定。觀察TP602和TP603的波形，并記錄。測量同步保持范圍（同步帶）令載波輸入端的方波輸入信號從自由振蕩頻率開始緩慢下調，直至雙蹤波形失步抖動（不鎖定），測得此時的載波輸入信號頻率f1。 令載波輸入端的方波輸入信號從自由振蕩頻率開始緩慢向上調，直至雙蹤波形失步抖動（不鎖定），測得此時的輸入信號頻率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頻率從f1以下緩慢向上調，直至雙蹤波形同步（鎖定），測得此時的載波輸入信號頻率f3。 令載波輸入端的方波輸入信號頻率從f2以上緩慢向下調，直至雙蹤波形同步（鎖定），測得此時的載波輸入信號頻率f4，即可算得同步引入范圍（捕捉帶）f4f3。六、實驗注意事項觀察雙蹤波形鎖定時，應保持同頻同步，允許不同相。七、預習思考題同步帶與捕捉帶哪個寬些？試從基本原理上分析，為什么？八、實驗報告要求 整理所觀測到的波形與數(shù)據(jù)，計算其“帶寬”并繪制相應的圖形，并給予準確說明。通過實驗，對集成數(shù)字鎖相環(huán)的應用有何認識？利用集成數(shù)字鎖相環(huán)電路芯片，試設計該鎖相環(huán)的VCO輸出信號頻率是鎖相環(huán)輸入信號頻率的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）、引出端功能圖實驗六 鎖相調頻與鑒頻實驗一、實驗目的 了解壓控振蕩器及其構成頻率調制的原理。 掌握由集成鎖相環(huán)電路構成頻率調制器/解調器的工作原理。二、實驗預習要求 實驗前預習相關教材中“反饋控制電路”等有關章節(jié)的內容。三、實驗原理 集成鎖相環(huán)調頻與鑒頻 調頻是用反映信息的低頻信號（調制信號）去控制高頻振蕩的輸出頻率，并使之隨調制信號的變化規(guī)律而變化。它的逆過程稱為頻率解調也稱為頻率檢波或鑒頻。 本系統(tǒng)實驗箱是采用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實現(xiàn)頻率調制與鑒頻解調。鎖相環(huán)的內部電路主要由鑒相器和壓控振蕩器VCO兩部分組成。詳細內容可參考有關課程的相關內容。 LM4046簡介 1）、鎖相環(huán)調頻原理鎖相環(huán)調頻原理框圖如圖61所示。圖6鎖相環(huán)調頻原理框圖 將低頻調制信號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上下隨調制信號而變化，即生成了調頻波。當高頻載波頻率與自由振蕩頻率相近時，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所產(chǎn)生的相位誤差電壓通過，它與調制信號經(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)定度的調頻波。 2）、鎖相環(huán)解調原理鎖相環(huán)原理（鑒頻）的框圖如圖62所示。輸入調頻波經(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，獲得一個隨調制信號頻率而變的解調信號，即實現(xiàn)了鑒頻。 3）、鎖相環(huán)4046邏輯圖與引出端功能圖示于實際報告后的附錄中。四