【正文】 p信號輸入反饋輸入VCO輸出u if iu df 2 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 0?? 小于（及等于）捕獲帶 p??時，環(huán)路能夠?qū)λ东@并鎖定。為了改善壓控特性的線性性能，在電路上采取一些措施，如與線性電容串接或并接，以背對背或面對面方式連接 等等。前兩種振蕩器的頻率控制都是用變?nèi)莨軄韺崿F(xiàn)的。這個積分作用在環(huán)路中起著相當重要的作用。 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 )(tud 起作用的不是其頻率，而是其相位 即 ?? t c duKt002 )()( ???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121)( ??????? j jjF? ???t t cv duKtd0 00 0 )()( ??????)()( 02 tupKt c??武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 12 的。圖 213 中的實線為一條實際壓控振蕩器的控制特性，虛線為符合 式（ 24）的線性控制特性。 v]。在有些場合，例如分析穩(wěn)定性時，應加以注意?？梢娝哂械屯ㄌ匦院捅壤饔?，相頻特性也有超前校正。顯然， A 越大就越接近理想積分濾波器。故傳輸算子可以近似為121)( ??pppF ?? （ 23） CPRPCp A RpACp A RpAppApF11121221211111)(???????????????????武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 11 式中 CR11?? 。假如環(huán)路原來工作在鑒相特性的正斜率處，那么加入有源比例積分濾波器之后就自動地工作到鑒相特性的負斜率處，其負號與有源比例積分濾波器的負號相抵消。 A 是運算放大器無反饋時的電壓增益。這個相位超前作用對改善環(huán)路的穩(wěn)定性是有用的。這也是一個低通濾波器，與 RC 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。 11 1)( ???? jtF武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 9 036dB/倍頻程20lg F(j )/dB（對數(shù)刻度）（對數(shù)刻度）90450( )o 圖 28 RC積分濾波器的對數(shù)頻率特性 ② 無源比例積分濾波器 無源比例積分濾波器如圖 29 所示，它與 RC積分濾波器相比，附加了一個與電容器相串聯(lián)的電阻 2R ，這樣就增加了一個可調(diào)參數(shù)，它的傳輸算子為： (22) 式中 CRR )( 211 ??? ； CR22?? 。 RCui u O 圖 27 RC積分濾波器電路組成 令 ??jp ，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。 常用的環(huán)路濾波器有 RC 積分濾波器、 無源比例積分濾波器和有源比例積分濾波器三種，現(xiàn)分別說明如下。 （ 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。因此這類鑒相器的輸出只與波形的邊沿有關(guān)，與其它是無關(guān)的。 360 270 180 90 90 180 270 360e(t)d(t)u 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，從而獲得直流的誤差輸出，如上面分析所述。常用的正弦鑒相器可用模擬相乘器與低通濾波器的串接作為模型，如圖 24 所示。 武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 7 L FP Du d(t) u c (t)1(t) 2(t)P LLVC O 圖 23 鎖相環(huán)路的基本構(gòu)成 （ 1）鑒相器 鑒相器是一個相位比較裝置，用來檢測輸入信號相位 與反饋信號相位 )(2t? 之間的相位差 )(te? 。實際應用中有各種形式的環(huán)路，但它們都是由這個基本環(huán)路演變而來的。 2． 鎖相環(huán)路部件特性 鎖相環(huán)是一個相位的負反饋控制系統(tǒng)。同時由于鎖相環(huán)中壓控振蕩器的線性范圍可限，所以輸入信號的幅度不應過高。濾波器可選擇比例積分濾波器或 RC濾波器。 8 腳的定時電路選擇為壓控振蕩器 各個頻段的頻率細調(diào)。 TTCRf 4 ?1234567 891011121314負電源信號輸入信號輸入V C O 輸出反饋輸入?yún)⒖茧妷航庹{(diào)輸出 定時電阻定時電容正電源NCNCNCNCL M 5 6 5 C N武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 6 實際電路介紹 實際電路如圖 22 所示。 60%f ，輸入電阻為 10K，典型工作電流為 8mA。 6~177。 負電源信號輸入信號輸入V C O 輸出反饋輸入?yún)⒖茧妷航庹{(diào)輸出定時電阻 定時電容正電源R鑒 相 器 放 大 器壓控振蕩器12345678 910RCV C C V C CV C CCT T 圖 21 LM565 內(nèi)部原理框圖和引腳框圖 對 LM565 而言，壓控振蕩器振蕩頻率可近似表示為 ： 壓控靈敏度為：CEfK 500? 式中 CE 是電源電壓（雙向饋電時則為總電壓）。壓控振蕩器的定時電阻 TR 接在 8 端，定時電容 TC 接在9 端，振蕩信號從 4 端輸出。 6端提供了一個參考電壓，其標稱值與 7端相 同。輸入信號加在 3端， 7 端外接電容器 C 與放大器的集電極電阻 R （典型值為 ）組成環(huán)路濾波器。它包含鑒相器、壓控振蕩器和放大器三部分。 （ 三 ）變?nèi)荻O管動態(tài)調(diào)制特性的測量（與分立元件相位鑒頻實驗 FMDEM1 聯(lián)試） 表 12 Vi(Vpp) 0 Vo(Vpp) 0 結(jié)果分析： 此表反映了解調(diào)輸出信號幅度隨調(diào)制輸入信號幅度的變化規(guī)律，隨著輸入信號的逐漸增大，輸出信號也逐漸增大。 測試結(jié)果及分析 （一）振蕩器輸出的調(diào)整 振蕩器輸出端的振蕩波形與頻率為 f =, Vpp =,波形圖如下圖 14 所示 。將 K1的 12 短接，令Ed=2V，連接 J2 與鑒頻 板 J1。 變?nèi)荻O管動態(tài)調(diào)制特性的測量 與分立元件相位鑒頻實驗 FMDEM1 聯(lián)試。 3．調(diào)整電位器 RW2，使輸出振蕩幅度為 。 （用直流電壓C10 . 4 7 uC7470PC80 . 0 1 uC 1 00 . 0 1 uC90 . 0 1 uC 1 50 . 1 uC 1 40 . 1 uC 1 20 . 0 1 uC 1 10 . 0 1 uC351PC 1 60 . 1 uC 1 70 . 1 uC551PC6100PC20 . 0 1 uC45 . 1 PR7560R3100KR 1 03KR 1 127R 1 21KR 1 51KR 1 415KR 1 351KR851KR 1 65 . 6 KR510KR915KR21KR65 . 1 KR 1 71 . 8 KR1100R447KR W 24 . 7 KR W 14 . 7 KJ1J2E210uE310uE110uD12 C C 1 2 D1 2 3K1B G 13 D G 6 D B G 33 D G 6 DB G 23 D G 6 DT P 2T P 1D2L E D ( R )C 1 382PL1100uHL3100uHL4100uHL 4 0 2 1+ 1 2 VT P 3音頻輸入調(diào)頻波輸出( 1 0 M H z )武漢理工大學《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 3 表測量），使振蕩器的輸出頻率為 10177。 圖 13 變?nèi)荻O管調(diào)頻實驗電原理圖 測試項目和方法 振蕩器輸出的調(diào)整 1．將切換開關(guān) K1的 12 接點短接，調(diào)整電位器 RW1使變?nèi)荻O管 D1的負極對地電壓為 +2V， 并觀測振蕩器輸出端的振蕩波形與頻率。低頻信號從輸入端 J1 輸入，通過變?nèi)荻O管 D1實現(xiàn)直接調(diào)頻， C1為耦合電容， BG2對調(diào)制波進行放大，通過 RW2控制調(diào)制波的幅度， BG3為射級跟隨器，以減小負載對調(diào)頻電路的影響。 BG1為電容三點式振蕩器，產(chǎn)生 10MHz 的載波信號。若在 LC 振蕩回路上并聯(lián)一個變?nèi)荻O管，如圖 12 所示，并用調(diào)制信號電壓來控制變?nèi)荻O管的電容值，則振蕩器的輸出頻率將隨調(diào)制信號的變化而改變，從而實現(xiàn)了直接調(diào)頻的目的。 若載波信號是由 LC 自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由振蕩回路的電感和電容元件決定。采用特殊工藝制成的變?nèi)荻?極管γ 值可達 1~5。當外加反向偏置電壓變化時，變?nèi)荻O管 PN 結(jié)的結(jié)電容會隨之改變，其變化規(guī)律如圖 11 所示。 時間 安排： 第 17 周，安排設(shè)計任務(wù)； 第 18 周，完成重點測試項目； 第 19 周，進行一般測試項目；答辯。 4. 查閱 不少于 6 篇參考文獻 。 2. 一般測試項目：實驗 9；簡單說明電路各個組成部分的作用或功能，寫出測試項目，并對測試結(jié)果作出詳細分析。 《專業(yè)綜合課程設(shè)計》報告 題 目： 調(diào)頻通信系統(tǒng)測試與設(shè)計 武漢理工大學信息工程學院 2020 年 7 月 6 日 《專業(yè)綜合課程設(shè)計》任務(wù)書 學生姓名： 專業(yè)班級： 通信 0704 指導教師： 工作單位： 信息工程學院 題 目 : 調(diào)頻通信系統(tǒng)測試與設(shè)計 課程設(shè)計目的： 1. 通過對 THEX1 型綜合實驗平臺的使用， 深入 了解通信電路的原理； 2. 掌握通信電路的測試方法和設(shè)計實驗的方法； 3. 學習構(gòu) 造簡單通信系統(tǒng)的方法； 4. 提高正確地撰寫論文的基本能力。 課程設(shè)計內(nèi)容和要求 1. 重點測試項目：實驗 1 19；要求詳細分析實驗電路的工作原理（說明每個元器件的作用和功能），寫出測試項目，并對測試結(jié)果作出詳細分析，在實驗 119中改變調(diào)制方式，觀察測試結(jié)果。 3. 其他實驗項目可以選做。 初始條件： 1. THEX1型綜合實驗平臺及實驗指導書； 2. 示波器，萬用表。 指導教師簽名： 年 月 日 系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日 I 目 錄 1 變?nèi)荻O管調(diào)頻實驗（ FM1） .............................................................................................. 1 ....................................................................................................................... 1 測試項目和方法 ................................................................................................................... 2 振蕩器輸出的調(diào)整 ...................................................................................................... 2 變?nèi)荻O管靜態(tài)調(diào)制特性的測量 ................................................................................. 3 變?nèi)荻O管動態(tài)調(diào)制特性的測量 .................................................................................