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變?nèi)荻O管的調(diào)頻實(shí)驗(yàn)原理

時(shí)間:2023-04-14 08:36:10

一、      實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.進(jìn)一步學(xué)習(xí)控制頻率調(diào)制相關(guān)理論。
2.控制用變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器完成FM的方法。
3. 理解靜態(tài)調(diào)制特性、動(dòng)態(tài)調(diào)制特性概念和測(cè)試方法。
二、實(shí)驗(yàn)運(yùn)用儀器
1-變?nèi)荻O管調(diào)頻電路實(shí)驗(yàn)板
2-20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實(shí)驗(yàn)基本原理與電路
1. 變?nèi)荻O管調(diào)頻原理
變?nèi)荻O管的調(diào)頻原理可用圖6-1說明。由變?nèi)荻O管的電容和電感組成振蕩器的諧振電路,其諧振頻率近似為 。在變?nèi)荻O管上加一固定的反向直流偏壓U和調(diào)制電壓(圖a),則變?nèi)荻O管電容量將隨 改動(dòng),經(jīng)過二極管的變?nèi)萏匦裕▓Db)可以找出電容C隨時(shí)間的變化曲線(圖c)。此電容C由兩部分組成,一部分是 為固定值;另一部分是 為變化值,是變化部分的幅度,則有
                                            
代入的公式,化簡整理可得
                                                        
式中         =                             
時(shí),由L和固定電容所決議的諧振頻率,稱為中心頻率,。是頻率的變化部分,而是變化部分的幅值,稱為頻偏。式中的負(fù)號(hào)表示當(dāng)回路電容增加時(shí),頻率是減小的。我們還可經(jīng)過圖6-1(c)及圖(d)(固定,成反比曲線)找出頻率和時(shí)間的關(guān)系。比較圖(a)及圖(e),可見頻率是在隨調(diào)制電壓而變,從而完成了調(diào)頻。
從圖6-1可以看出,由于兩條曲線并不是成正比的,最后得到的 曲線外形將不與 曲線完好分歧,這就意味著調(diào)制失真,失真的程度不只與變?nèi)荻O管的變?nèi)萏匦杂嘘P(guān),而且還決議于調(diào)制電壓的大小。顯然,調(diào)制電壓愈大,則失真愈大。為了減小失真,調(diào)制電壓不宜過大,但也不宜太小,由于太小則頻移太小。理論上應(yīng)統(tǒng)籌二者,普通取調(diào)制電壓比偏壓小一半多,即   。
 

圖6-1 變?nèi)荻O管調(diào)頻原理
 
3. 變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路
變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路如圖7-2。

圖7-2  變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路
 
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
  1-變?nèi)荻O管調(diào)頻靜態(tài)調(diào)制特性測(cè)試。
2-變?nèi)荻O管調(diào)頻動(dòng)態(tài)調(diào)制特性測(cè)試。
3-變?nèi)荻O管的Cj~V特性曲線的丈量(選作)。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1-變?nèi)荻O管調(diào)頻靜態(tài)調(diào)制特性測(cè)試
在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路模塊。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān),電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。
斷開J2,銜接J1。調(diào)整電位器RW1,在測(cè)試點(diǎn)TP2測(cè)電壓為+5V,即變?nèi)荻O管的反向偏壓為-5V。
銜接J1、J2。調(diào)整微調(diào)電容CV1,電位器RW2、RW3在TP3得到頻率為10.7MHz的最大不失真正弦信號(hào)(頻率由OUT端測(cè)試)。
 
  調(diào)整RW1,改動(dòng)變?nèi)荻O管兩端的反向電壓VD,丈質(zhì)變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路的輸出頻率,得到變?nèi)荻O管調(diào)頻靜態(tài)調(diào)制特性。
表7-1變?nèi)荻O管調(diào)頻靜態(tài)調(diào)制特性
VD (V)                      
f(MHz)                      
 
(2)變?nèi)荻O管調(diào)頻動(dòng)態(tài)調(diào)制特性測(cè)試
     先把電容耦合相位鑒頻器模塊插入實(shí)驗(yàn)箱主板上,接通電源,使鑒頻器工作于正常狀態(tài),即鑒頻特性是:中心頻率為10.7MHz、上下頻偏及幅度對(duì)稱的S形曲線 。
 以實(shí)驗(yàn)箱上的函數(shù)發(fā)作器作為音頻調(diào)制信號(hào)源,輸出頻率f =1kHz、峰-峰值Vp-p=2V左右(用示波器監(jiān)測(cè))的正弦波。
  把實(shí)驗(yàn)箱上的函數(shù)發(fā)作器輸出的音頻調(diào)制信號(hào)參與到變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路模塊IN1 端, 在變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)驗(yàn)電路模塊OUT端上觀察到FM波。
把調(diào)頻器單元的調(diào)頻輸出端銜接到鑒頻器單元的輸入端上,便可在鑒頻器單元的OUT端上觀察到經(jīng)解調(diào)后的音頻信號(hào)。
 改動(dòng)調(diào)制信號(hào)的頻率和相位,觀測(cè)鑒頻器單元的OUT端上 經(jīng)解調(diào)后的音頻信號(hào)。
需求指出的是,動(dòng)態(tài)調(diào)制特性(實(shí)為調(diào)頻特性)的轉(zhuǎn)義是:調(diào)頻器的輸出頻偏與輸入電壓之間的關(guān)系曲線。這里,用相位鑒頻器作為頻偏儀。只需相位鑒頻器的鑒頻線性足夠好,就可以鑒頻器的輸出電壓替代鑒頻器輸入頻偏(兩者之間相差一個(gè)系數(shù)),本實(shí)驗(yàn)即為此。
(3)變?nèi)荻O管的Cj~V特性曲線的丈量(選作)
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告懇求
1-根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫出靜態(tài)調(diào)制特性曲線,求出其調(diào)頻靈敏度,說明曲線斜率受哪些要素的影響。
2-畫出動(dòng)態(tài)調(diào)制特性曲線。
3-繪出變?nèi)荻O管的Cj~V特性曲線。
4-總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)。
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