【正文】 更為重要的是，這次課程設(shè)計暴露了我一些的問題，首先是對元器件特性掌握不足，使得在測試時還要上網(wǎng)查其特性；其次是在試驗過程由于實驗室條件有限，有些實驗步驟沒有很好的完成，如有關(guān)掃描的實驗。課程設(shè)計總結(jié)： 通過本次專業(yè)綜合課程設(shè)計，我對調(diào)頻通信系統(tǒng)測試與設(shè)計中很多的知識點有了更深入的了解，不僅在理論上有所鞏固，在實踐中電路測試與設(shè)計能力也逐步加強。 令輸入信號頻率從f1以下緩慢向上調(diào)，直至雙蹤波形同步（鎖定），測得此時的輸入信號頻率f3。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(nèi)鎖相環(huán)均能鎖定。 觀察相位比較器輸出端（U1的2腳）的波形，并記錄于表102中。因此，調(diào)節(jié)R4，可改變VCO自由振蕩頻率。詳細內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。10 集成鎖相環(huán)鑒頻實驗（FMDEM3） 電路工作原理 調(diào)頻是用反映信息的低頻信號（調(diào)制信號）去控制高頻振蕩的輸出頻率，并使之隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化。即可算得同步引入范圍（捕捉帶）f4~f3。鎖定時，同時觀測TP5和TP3(即鎖相環(huán)的2腳和4腳)，會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？作何解釋？ （三）．測量同步保持范圍（同步帶）和同步引入范圍（捕捉帶） 令載波輸入端的方波輸入信號從自振蕩頻率開始緩慢下調(diào)，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。若波形穩(wěn)定則表示鎖定。記錄波形性質(zhì)、頻率和幅度于表91中 觀察相位比較器輸出端（U2的2腳）的波形，并記錄于表92中。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。圖94 同步帶與捕捉帶 實驗線路分析實際線路如圖95所示。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′。圖93 鎖相環(huán)典型電路圖中，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。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。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。圖85 抑制載波振幅調(diào)制輸出波形表81 抑制載波振幅調(diào)制的、數(shù)據(jù)VCPPVmmaxVmminm 1120mv01 1150mv011142mv013．記錄有載波振幅調(diào)制的、數(shù)據(jù)，記錄輸出波形圖并計算調(diào)幅系數(shù)m。5．記錄抑制載波振幅調(diào)制的、數(shù)據(jù)，記錄輸出波形圖并計算調(diào)幅系數(shù)m。再從J1端輸入調(diào)制信號，其中，當由零逐漸增大時，則輸出信號的幅度也隨之發(fā)生變化，當為幾百毫伏時，出現(xiàn)如圖84（b）所示的有載波調(diào)幅信號的波形，調(diào)幅系數(shù)m為 （84）式中，Vmmax為調(diào)幅波幅度的最大值；Vmmin為調(diào)幅波幅度的最小值。腳①和④分別接電阻R3和R4，以抑制載波漏信號和改善溫度性能。調(diào)節(jié)RW1，使輸出=0（此時V4=V1）。圖83 模擬乘法器幅度調(diào)制電原理圖 測量項目與方法1．靜態(tài)工作點的測量 電阻RRR8及RR11提供靜態(tài)偏置電壓，保證乘法器內(nèi)部的各個晶體管工作在放大狀態(tài)，所以阻值的選取應(yīng)滿足(81)(82)的要求。調(diào)制信號經(jīng)低頻耦合電容C1從①腳（端）輸入，C4為低頻旁路電容，使④腳交流接地。當器件為單電源工作時，引腳接地，⑤腳通過一電阻R5接正電源+VCC(+VCC的典型值為+12V)，由于I0是I5的鏡像電流，所以改變電阻R5可以調(diào)節(jié)I0的大小，即 靜態(tài)偏置電流當器件為雙電源工作時，引腳接負電源VEE（一般接8V），⑤腳通過電阻R5接地，因此，改變R5也可以調(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，一般取左右。引腳②與③外接電阻RE，對差分放大器TT6產(chǎn)生電流負反饋，可調(diào)節(jié)乘法器的信號增益，擴展輸入電壓的線性動態(tài)范圍。其中，TT2與TT4組成雙差分放大器，集成極負載電阻是RCRC2。高頻電子線路中的振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，均可視為兩個信號相乘或包含相乘的過程。它們的波形及頻譜如圖81所示。根據(jù)以上的測量結(jié)果，比較兩種振蕩器頻率的穩(wěn)定度△f/ f0 ：8 模擬乘法器幅度調(diào)制實驗（AM） 電路工作原理 幅度調(diào)制原理調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號去控制高頻振蕩（載波）的幅度，使高頻振蕩的振幅呈調(diào)制信號的規(guī)律變化；而檢波則是從調(diào)幅波中取出低頻信號。Ue=Ie=45mA（二）觀察反饋系數(shù)Kfu對振蕩電壓的影響：表71 電壓隨電容變化關(guān)系表C7(pf)5001000150020002500VL(pp)920mV744mV540mV圖78 電壓電容曲線圖79 電壓電容曲線結(jié)果分析：因反饋系數(shù)Kfu=C6/C7，當C 6為常數(shù)時，Kfu隨著C7的增大而減小，又 ，故當qm與輸入信號固定時， AU會減小，最終導致VL(pp)的減小，如上圖所示，理論分析與實驗結(jié)果相符。（三）、測量振蕩電壓VL與振蕩頻率f之間的關(guān)系曲線，計算振蕩器波段復蓋系數(shù)f max/ f min：選擇測試點TP2，改變C10值，測量VL隨f的變化規(guī)律，并找出振蕩器的最高頻率fmax和最低頻率fmin 。3．測量發(fā)射極電壓和電流：短接K412，使西勒振蕩器恢復工作，測量BG2的發(fā)射極電壓Ue和Ie。調(diào)節(jié)電阻R10，可調(diào)節(jié)輸出的幅度。圖76 LC與晶體振蕩器實驗電原理圖本次實驗的具體線路分析如下：電阻R1~R6為三極管BG1提供直流偏置工作點，電感L1既為集電極提供直流通路，又可防止交流輸出對地短路，在電阻R5上可生成交、直流負反饋，以穩(wěn)定交、直流工作點。西勒電路的優(yōu)點是進一步提高電路的穩(wěn)定性，振蕩頻率可以做得較高，該電路在短波、超短波通信機、電視接收機等高頻設(shè)備中得到非常廣泛的應(yīng)用。（a） 考畢茲振蕩器 （b） 交流等效電路圖72 考畢茲振蕩器圖72是基本的三點式電路，其缺點是晶體管的輸入電容Ci和輸出電容Co對頻率穩(wěn)定度的影響較大，且頻率不可調(diào)。三點式振蕩器包括電感三點式振蕩器（哈脫萊振蕩器）和電容三點式振蕩器（考畢茲振蕩器）。2．當輸出波形有失真時，可減小調(diào)制度和微調(diào)信號源信號頻率，頻率調(diào)整不大于104f。3．集成乘法器混頻單元的調(diào)整聯(lián)接本振單元的J1和本單元的J1，本振處于晶振狀態(tài)，在本單元的TP2(或J2)處注入10MHz調(diào)頻或調(diào)幅波，調(diào)整L803使調(diào)幅波輸出最大，觀察1K正弦波的測試點位置與前相同。在TP1（J1）注入455K調(diào)幅波，調(diào)整T1104和RW1使幅度最大，在TP1104處用示波器觀察1K正弦波。圖61 10MHz調(diào)頻調(diào)幅二次變頻無線接收機聯(lián)機試驗示意圖圖62 二次變頻超外差無線接收機方框圖接收天線接收來自無線電發(fā)射臺的10MHz調(diào)頻或調(diào)幅制波，經(jīng)過一次變頻后，、調(diào)幅波（一中頻），再經(jīng)過二次變頻后，形成455KHz的調(diào)頻、調(diào)幅波（二中頻），對二中頻信號進行鑒頻或檢波，就能得到與無線電臺完全一致的音頻調(diào)制信號。聯(lián)結(jié)本單元的J2和功率發(fā)送單元的J1，從而完成調(diào)頻信號發(fā)送與接收的大系統(tǒng)聯(lián)試。1．高頻功率放大與發(fā)射單元的調(diào)整高頻功率放大與發(fā)射單元的調(diào)整與第五單元的實驗步驟一基本相同，在觀察聯(lián)調(diào)效果方面所不同的是用整個接收系統(tǒng)來驗證發(fā)射效果（用發(fā)射天線無線發(fā)送，用接收天線無線接收，調(diào)頻、調(diào)幅功率發(fā)送都需要驗證。注意不能同時開啟兩個10MHz載波發(fā)生電路，否則會產(chǎn)生同頻干涉。 測試結(jié)果及分析1．靜態(tài)工作點的測量引腳 ⑧ ⑩ ① ④ ⑥ ② ③ ⑤ ⑦ 電壓/V 0 2．鑒頻特性曲線（S曲線）的測量方法表41f(MHz)10..3V0(mV)7607407006606205505304804404003605 高頻大系統(tǒng)綜合實驗（發(fā)送部分） 實驗基本原理本實驗系統(tǒng)組成原理框圖如圖51所示。 鑒頻特性曲線（S曲線）的測量方法 測量鑒頻特性曲線的常用方法有逐點描述法和掃頻測量法。MC1496的作用是將調(diào)頻波與調(diào)頻調(diào)相波相乘，其輸出端接集成運放構(gòu)成的差分放大器，將雙端輸出變成單端輸出，再經(jīng)R0C0濾波網(wǎng)絡(luò)輸出。圖42 乘積型相位鑒頻器實驗電原理圖 其中C2與并聯(lián)諧振CT601共同組成線性移相網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻波的瞬時頻率的變化轉(zhuǎn)變成瞬時相位的變化。鑒頻器的主要性能指標是鑒頻靈敏度Sd和線性鑒頻范圍。第二項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，當時。鑒頻原理是：先將調(diào)頻波經(jīng)過一個線性移相網(wǎng)絡(luò)變換成調(diào)頻調(diào)相波，然后再與原調(diào)頻波一起加到一個相位檢波器進行鑒頻。 相位鑒頻器的解調(diào)功能測量 使高頻信號發(fā)生器輸出FM調(diào)頻信號， VPP，頻率為10MHz，頻偏最大，并接入電路輸入端J1，在輸出端TP3測量解調(diào)信號的波形、頻率和幅度（允許略微調(diào)節(jié)T4011）。其主要作用為：T401C8 調(diào)中心10MHz至X軸線。圖33 電容耦合雙調(diào)諧回路相位鑒頻器實際電路原理圖如圖34所示。由于Cp的容量遠大于Cm，Cp 對高頻可視為短路。調(diào)頻—調(diào)相變換器實質(zhì)上是一個電容耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器，耦合回路初級信號通過電容Cp耦合到次級線圈的中心抽頭上，L1C1為初級調(diào)諧回路，L2C2為次級調(diào)諧回路，初、次級回路均調(diào)諧在輸入調(diào)頻波的中心頻率fc上，二極管DD2和電阻RR2分別構(gòu)成兩個對稱的包絡(luò)檢波器。圖31 相位鑒頻器的組成框圖圖32的耦合回路相位鑒頻器是常用的一種鑒頻器。（六）解調(diào)器實驗：輸入和輸出的波形如圖226所示。2．將J1端懸空，用頻率計測量TP3端的頻率，并用示波器觀察TP3輸出波形。（二）壓控振蕩器兩種輸出信號的觀察：觀察結(jié)果如圖221所示。 解調(diào)器實驗 1．按圖220連接好示波器和調(diào)頻信號源。3．從TP4端輸入高頻正弦信號，調(diào)節(jié)高頻信號源的頻率使環(huán)路分別處于鎖定和失鎖狀態(tài)，用20MHz雙蹤示波器分別觀察TP4和TP3的波形，并且記錄波形。2．將J1端懸空，用頻率計測量TP3端的頻率，并用示波器觀察TP3輸出波形。“三角波輸出”和“VCO輸出”的頻率是由誤差電壓控制的，與鑒相器、放大器等構(gòu)成基本鎖相環(huán)電路。圖220 解調(diào)器實驗框圖 測試項目和方法 壓控振蕩器各頻段的測試將JJ“反饋輸入”懸空，定時電容選擇分別接在CCC8三個頻段。假設(shè)輸入解調(diào)信號，環(huán)路處于線性跟蹤狀態(tài)，且信號載頻等于VCO自由振蕩頻率，則可得到輸入相位圖219 調(diào)頻解調(diào)器電路組成方框圖現(xiàn)以VCO控制電壓作為輸出，那么可先求得環(huán)路的輸出相位，再根據(jù)VCO控制特性,不難求得解調(diào)輸出。線表示鎖定狀態(tài)；箭頭表示變化的方向。圖中 、與實驗中測得的、一一對應(yīng)。將信號源頻率由此點往低調(diào)節(jié)，調(diào)到再次鎖定時，此點頻率記作。圖217示出了兩個性能指標的定義及測試方法。兩信號相位差為90176。 圖214 鎖相環(huán)路靜態(tài)特性測試實驗框圖 （2）鎖定狀態(tài)的觀察與測量由鎖相理論可知，對于固有頻率輸入信號，當固有頻差小于（及等于）捕獲帶時，環(huán)路能夠?qū)λ东@并鎖定。前兩種振蕩器的頻率控制都是用變?nèi)莨軄韺崿F(xiàn)的。由于壓控振蕩器的輸出反饋到鑒相器上，對鑒相器輸出誤差電壓起作用的不是其頻率，而是其相位即改寫成算子形式為鎖相環(huán)路中要求壓控振蕩器輸出的是相位，因此，這個積分作用是壓控振蕩器所固有的。v]?？梢娝哂械屯ㄌ匦院捅壤饔?，相頻特性也有超前校正。故傳輸算子可以近似為 （23）式中。是運算放大器無反饋時的電壓增益。這也是一個低通濾波器，與積分濾波器不同的是，當頻率很高時 等于電阻的分壓比，這就是濾波器的比例作用。圖27 RC積分濾波器電路組成令，并代入式（21），即可得到濾波器的頻率特性作為對數(shù)頻率特性，如圖28可見，它具有低通特性，且相位滯后。 （2）環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器具有低通特性，它可以起到圖24中低通濾波器的作用，更重要的是它對環(huán)路參數(shù)調(diào)整起著決定性的作用。圖25 正弦鑒相特性鑒相器的電路是多種多樣的，總的可以分為兩大類：第一類是相乘器電路，它是對輸入信號波形與輸出信號波形的乘積進行平均，從而獲得直流的