【正文】 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。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。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。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。詳細(xì)內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。 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)。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。 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。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。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。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。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。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。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。當(dāng)改變VCO的C60C60R61R61R61R618可在較大范圍內(nèi)改變輸出頻率。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。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。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′。 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′。 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)。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。詳細(xì)內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。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。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。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。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)。 波形： 波 頻率： K 幅度： VPP。 （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)。 （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)。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。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。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。BG401為電容三點(diǎn)式振蕩器。u1和u2之間的相位也發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使它們的合成電壓發(fā)生變化，由此可將調(diào)頻波變成調(diào)幅—調(diào)頻波，最后由包絡(luò)檢波器檢出調(diào)制信號(hào)?；谏鲜觯詈匣芈凡糠值慕涣鞯刃щ娐啡鐖D45（b）所示。圖（a）中初次級(jí)回路之間僅通過Cp與Cm進(jìn)行耦合，只要改變Cp和Cm 的大小就可調(diào)節(jié)耦合的松緊程度。鑒頻器輸出電壓u由C5兩端取出，C5對(duì)高頻短路而對(duì)低頻開路，再考慮到LC2對(duì)低頻分量的短路作用，因而鑒頻器的輸出電壓uo等于兩個(gè)檢波器負(fù)載電阻上電壓的變化之差。 圖4耦合回路相位鑒頻器圖45（a）是電容耦合的雙調(diào)諧回路相位鑒頻器的電路原理圖，它是由調(diào)頻—調(diào)相變換器和相位檢波器兩部分所組成。這種鑒頻器的相位檢波器部分是由兩個(gè)包絡(luò)檢波器組成線性移相網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)采用耦合回路。圖中的線性移相網(wǎng)絡(luò)就是頻—相變換網(wǎng)絡(luò)，它將輸入調(diào)頻信號(hào)u1 的瞬時(shí)頻率變化轉(zhuǎn)換為相位變化的信號(hào)u2，然后與原輸入的調(diào)頻信號(hào)一起加到相位檢波器，檢出反映頻率變化的相位變化，從而實(shí)現(xiàn)了鑒頻的目的。 若在LC振蕩回路上并聯(lián)一個(gè)變?nèi)荻O管，如圖42所示，并用調(diào)制信號(hào)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(hào)的變化而改變，從而實(shí)現(xiàn)了直接調(diào)頻的目的。 若載波信號(hào)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O管γ值可達(dá)1~5。當(dāng)外加反向偏置電壓變化時(shí)，變?nèi)荻O管PN結(jié)的結(jié)電容會(huì)隨之改變，其變化規(guī)律如圖41所示。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前，預(yù)習(xí)相關(guān)教材中的“角度調(diào)制與解調(diào)電路”（非線性頻率變換電路等）有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。 掌握調(diào)頻器的調(diào)制特性及其測(cè)量方法。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出一個(gè)周期內(nèi)三角波變化為正弦波的波形圖。七、預(yù)習(xí)思考題 試述二極管的限幅作用原理與應(yīng)用。 進(jìn)行三角波變換為正弦波的觀測(cè)：將示波器的探頭CH1和CH2分別觀測(cè)和TP301和TP302。3）使函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出為三角波信號(hào)，并調(diào)節(jié)其輸出頻率為1KHz左右，輸出幅度為最大（約20V）。 準(zhǔn)備工作： 1）短接K30K30K30K30K30K306的12接點(diǎn)，即斷開電路中的六個(gè)2AP9二極管。數(shù)字萬用表。圖33是圖32所示電路的輸出折線與輸入三角波1/4周期的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，為使輸出折線逼近于正弦波，在輸入三角波的1/4周期中，選定：當(dāng)Vim為三角波的峰值時(shí)，t1~t4對(duì)應(yīng)的輸入電壓值分別為：折線各段對(duì)應(yīng)的斜率即傳輸系數(shù)的絕對(duì)值與電路參數(shù)的關(guān)系是：而折線轉(zhuǎn)折點(diǎn)電壓與電路參數(shù)的關(guān)系是： 圖3二極管正弦函數(shù)變換電路式中VDVD2和VD3表示三條支路的二極管在不同的工作電路情況下，導(dǎo)通電壓所出現(xiàn)的明顯差異。設(shè)置二極管D1~D3和D4~D6的偏置電路參數(shù)，使分壓電阻的阻值對(duì)應(yīng)相等。如將多條這種電路并聯(lián)組合一起，則可生成一條由多個(gè)折點(diǎn)組成的具有特定函數(shù)功能的電路，并可以以此來逼近某一特定的曲線，此即為二極管函數(shù)電路，如圖314所示。若再與一個(gè)電源串聯(lián)，組成為二極管限幅器，它生成另一條新的折線，如圖312所示。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前，預(yù)習(xí)相關(guān)教材的“頻率變換電路分析基礎(chǔ)”等有關(guān)章節(jié)內(nèi)容。 掌握用二極管限幅器實(shí)現(xiàn)非線性波形變換的原理與方法。其它同前。各處波形圖、記錄自擬。將調(diào)幅波的輸出（可選用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供的調(diào)幅波AM信號(hào)：100KHz/400mVpp）接至二極管檢波電路的輸入端。若用平衡調(diào)幅波輸入（K50223短接），再觀察解調(diào)器的輸出并記錄之。在乘法器的兩個(gè)輸入端分別輸入調(diào)幅波和載波。此外，若將K502的23短接時(shí)，可觀測(cè)平衡調(diào)幅波VO‘，記錄VO的幅度。用雙蹤示波器同時(shí)監(jiān)視TP501和TP503的波形。 （一）觀測(cè)調(diào)幅波首先將K501的1K503的1K502的12短接，熟悉構(gòu)成的調(diào)幅實(shí)驗(yàn)電路。 準(zhǔn)備工作：幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)需要加音頻信號(hào)VL和高頻信號(hào)VH。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。D503是檢波二極管，R522和C52C522濾去殘余的高頻分量，R523和R524是可調(diào)檢波直流負(fù)載，C52R52R526是可調(diào)檢波交流負(fù)載，改變R524和R526可試驗(yàn)負(fù)載對(duì)檢波效率和波形的影響。 U502是幅度解調(diào)乘法器，調(diào)幅波和載波分別從J504和J505輸入，K504和K505可分別將兩路輸入對(duì)地短路，以便對(duì)乘法器進(jìn)行輸入失調(diào)調(diào)零。 MC1496的內(nèi)部原理圖和管腳功能如圖51所示： 圖5集成電路MC1496電路原理理圖 MC1496各引腳功能如下：1）SIG+ 信號(hào)輸入正端 2）GADJ 增益調(diào)節(jié)端 3）GADJ 增益調(diào)節(jié)端 4）SIG 信號(hào)輸入負(fù)端 5）BIAS 偏置端 6）OUT+ 正電流輸出端 7）NC 空腳 8）CAR+