实验三

实验12 变容二极管调频器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? 频率调制

? 变容二极管调频

? 静态调制特性、动态调制特性 2．做本实验时所用到的仪器： ? ? ? ?

二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法； 3．了解变容二极管串接电容的数值对FM波产生的影响； 4．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。

三、实验内容

1．用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响； 2．变容二极管调频器静态调制特性测量； 3．变容二极管调频器动态调制特性测量。

变容二极管调频模块 双踪示波器 频率计 万用表

四、基本原理

1．变容二极管调频器实验电路

变容二极管调频器实验电路如图12-1所示。图中，12BG01本身为电容三点式振荡器，它与12D01（变容二极管）一起组成了直接调频器。12BG03为放大器，12BG04为射极跟随器。12W01用来调节变容二极管偏压，12W02用来调节12BG01级的静态工作点，它们都会影响FM波载波频率。12W03用来调节输出（OUT）电压幅度。

12K01+12V+12V112W0212C1610u/16V12R0412L0310mH12C1512C1412C1310u/16V+12V112W0112L0212C1712C1812R0212R0512C080.01u12TP0112R182K12R1651k12R1112R132K12P0212BG01901812C06音频输入X12C01Y112L0112D0112C0312C0412C0512C07112R0810012BG03901812W0312C10220p50k12D01212V0112R0112P0112C022CC1F12R0312R0712BG049018212TP021VCC+12V12VGNDGND4GND12R151kGND12C120.1u12R171K调频输出220P+12V-12V12YVCCGND12R124.7k12R145112C11112V02X 图12-1 变容二极管调频器实验电路

2．变容二极管调频器工作原理

变容二极管调频器的直流通路如图12-2(a)所示，高频通路如图12-2(b)所示。由图12-2(a)可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由12R04、12W01分压后，从12W01滑动端上取出的电压，因而调节12W01即可调整偏压。由图12-2(b)可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共集接法），变容二极管经由12C03再加到回路的12L02上，因而是属于变容二极管取部分接入的电路。

对输入音频信号而言，12C01、12L01短路，12C02开路，从而音频信号可加到变容二极管12D01上。只要改变12D01上的电压，即可改变其电容，从而改变振荡频率，这就是变容二极管调频器的工作原理。 12R04+12V12BG0112D0112C0312C0412W0112R0212C0512L0212C0212D0112R0312R0712C0612C07 （a） (b) 图12-2 变容二极管调频器的直流、高频通路

五、实验步骤 1．实验准备

在实验箱主板上插上变容二极管调频模块和电容耦合回路相位鉴频器模块，按下12K01，此时变容二极管调频模块电源指标灯点亮。 2．静态调制特性测量

输入端先不接音频信号，将示波器接到调频器单元的12TP01。调节12W02使12TP01的波形清晰失真小。

（1）将频率计接到调频输出（12V02），逆时针调整12W03 至最大，调整12W01使得振荡频率f0=8.2MHz，用万用表测量此时12P01（铆孔）点电位值，填入表12-1中。然后重新调节电位器12W01，使12P01点电位在0.5～8V范围内变化，并把相应的频率值填入表12-1。

（2）将示波器接到12TP02，调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于调频器输出波形的影响。

（3）将示波器接到12TP02，调节12W03以改变输出12TP02电压幅度，观测它对于调频器输出波形的影响。

表12-1

V12P01(V) F0(MHz) 8.2 2 3 4 5 6 7 8 9 3．动态调制特性测量

⑴ 实验步骤

① 将电容耦合回路相位鉴频器模块（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（按下13K01

开关，相应指示灯亮），从而鉴频器工作于正常状态。

②调整12W01使得振荡频率f0=8.2MHz。

③以实验箱上的函数发生器作为音频调制信号源，输出频率f =1kHz、峰-峰值Vp-p=1V（用示波器监测）的正弦波。

④ 把实验箱上的函数发生器输出的音频调制信号加入到调频器单元的音频输入端，便可在调频器单元的12TP02端上观察到FM波。

⑤把调频器单元的调频输出端连接到鉴频器单元的输入端上，便可在鉴频器单元的OUT端上观察到经解调后的音频信号。如果没有波形，应调整12W01和13W01,如果波形不好，需调整13C1、13C2、13C3。

⑥将示波器CH1接调制信号源（可接在调制模块中的12P01铆孔），CH2接鉴频输出13TP03，比较两个波形有何不同。改变调制信号源的幅度，观测鉴频器解调输出有何变化。调整调制信号源的频率，观测鉴频器输出波形的变化。

⑵ 调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于鉴频器解调输出波形影响。 ⑶ 调节12W03以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于鉴频器解调输出波形的影响。

六、实验报告要求

1．根据实验数据，在坐标纸上画出静态调制特性曲线，求出其调频灵敏度，说明曲线斜率受哪些因素的影响。

2．说明12W02、12W03对于调频器工作的影响。 3．总结由本实验所获得的体会。

实验13 电容耦合回路相位鉴频器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? FM波的解调

? 电容耦合回路相位鉴频器 ? S形鉴频特性

2．做本实验时所用到的仪器： ? ? ? ?

变容二极管调频模块

电容耦合回路相位鉴频器模块 双踪示波器 万用表

二、实验目的

1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念； 2．了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理； 3．了解鉴频特性（S形曲线）的正确调试方法；

4．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。

三、实验内容

1．调频-鉴频过程观察：用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形； 2．鉴频特性（S形曲线）观察；

3．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对S形特性曲线的影响； 4．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响。

四、基本原理

本实验采用平衡叠加型电容耦合回路相位鉴频器，实验电路如图13-1所示：

13K01+12V+12V113D0513R06VCCGND13C081K+12V113C01313R013LEDVCC+12V12VGND1213C17-20P113C0313L0113TP0312+12V-12V32113TP0213R01213C042AP913R041213TP0113V01X+13L02调频输入Y1113C0113Q01901813C051213C2213D012AP913D022AP913R02113R0513C06213D0413C32AP913R0313C02111图13-1 相位鉴频器实验电路

相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号加到放大器13Q01的基极上。放大管的负载是频相转换电路，该电路是通过电容13C3耦合的双调谐回路。初级和次级都调谐在中心频率f0?8.2MHz上。初级回路电压U1直接加到次级回路中的串联电容13C04、13C05的中心点上，作为鉴相器的参考电压；同时，U1又经电容13C3耦合到次级回路，作为鉴相器的输入电压，即加在13L02两端用U2表示。鉴相器采用两个并联二

+GND722Y+13W01W113D03113V02X输出 极管检波电路。检波后的低频信号经RC滤波器输出。

五、实验步骤 1．实验准备

插装好电容耦合回路相位鉴频器和变容二极管调频器模块，接通电源，即可开始实验。 2．调频-鉴频过程观察（该实验与实验12中的内容有部分重复）

⑴ 以实验12中的方法产生FM波（示波器监视），并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入上。

用示波器观察鉴频输出波形，此时可观察到频率为1kHz的正弦波。如果没有波形,应调整12W01和13W01,如果波形不好，需调整13C1、13C2、13C3。建议采用示波器作双线观察：CH1接调频器输入端12P01，CH2接鉴频器输出端13TP03，并作比较。

⑵ 若增大调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会相应增大（在一定范围内）。 3．三个电容变化对FM波解调的影响

与本实验的2相同，观察半可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出端解调波形的影响。

六、实验报告要求

1．画出调频-鉴频系统正常工作时的调频器输入、输出波形和鉴频器输入、输出波形。 2．根据实验数据，说明可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出解调波形影响。 3．总结由本实验所获得的体会。

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