鎖相環(huán)調頻發(fā)射與接收實驗

一、實驗目的
1.加深鎖相環(huán)工作原理和調頻波解調原理的理解。
2.掌握鎖相環(huán)調頻與鑒頻的測試方法。
3.鎖相環(huán)調頻發(fā)射機與鎖相環(huán)鑒頻接受機進行通信實驗，加深對通信系統(tǒng)的理解。
二、實驗使用儀器
1．鎖相環(huán)調頻與測試實驗板、鎖相環(huán)鑒頻實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3.萬用表
三、實驗基本原理與電路
1．鎖相調頻電路

在普通的直接調頻電路中，振蕩器的中心頻率穩(wěn)定度較差，而采用晶體振蕩器的調頻電路，其調頻范圍又太窄。采用鎖相環(huán)的調頻器可以解決這個矛盾。其鎖相調頻原理框圖如圖11-1所示



圖11-1鎖相調頻原理框圖
實現(xiàn)鎖相調頻的條件是調制信號的頻譜要處于低通濾波器通帶之外。使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)定度很高的晶振頻率上，而隨著輸入調制信號的變化，振蕩頻率可以發(fā)生很大偏移。這種鎖相環(huán)路稱載波跟蹤型PLL。
2．鎖相鑒頻電路

用鎖相環(huán)路可實現(xiàn)調頻信號的解調。如果將環(huán)路的頻帶設計得足夠寬 ，則壓控振蕩器的振蕩頻率跟隨輸入信號的頻率而變。若壓控振蕩器的電壓-頻率變換特性是線性的，則加到壓控振蕩器的電壓，即環(huán)路濾波器輸出電壓的變化規(guī)律必定與調制信號的規(guī)律相同。故從環(huán)路濾波器的輸出端，可得到解調信號。用鎖相環(huán)進行已調頻波解調是利用鎖相環(huán)的跟蹤特性，這種電路稱調制解調型PLL。鎖相鑒頻原理框圖如圖11-3所示





圖11-3鎖相鑒頻原理框圖

采用CD4046鎖相環(huán)集成芯片來實現(xiàn)鑒頻，其鑒頻實際電路如圖11-4所示。
調頻信號FM從相位比較器I輸入（14端），PLL入鎖后，VCO的振蕩頻率將跟蹤調頻信號的頻率變化，經低通濾波器濾去載頻信號后，從10端輸出解調信號。
3.實驗電路
鎖相環(huán)鑒頻實驗電路見圖11-5


圖11-5鎖相環(huán)鑒頻實驗電路

四、實驗內容
1.鎖相環(huán)路的調整
2.鎖相環(huán)路調頻電路的調整
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調整
4.鎖相環(huán)調頻發(fā)射機與接受機的通信實驗
五、實驗步驟
1.鎖相環(huán)路調頻電路的調整
在實驗箱主板上插上鎖相環(huán)調頻與測試電路實驗模塊和鎖相環(huán)鑒頻實驗電路模塊，接通實驗箱上電源開關，電源指標燈點亮。 根據(jù)實驗十調整好鎖相環(huán)電路。
2.鎖相環(huán)路調頻電路的調整
在鎖相環(huán)路調整好[連接J1、J2右，J3左，J4]后，即可進行調頻實驗。在鎖相環(huán)調頻與測試電路實驗板IN2端接入調制信號[1KHz、2V]，在OUT端可觀測到調頻信號（FM）輸出。
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調整
鎖相環(huán)路調頻電路的調整完畢后，將鎖相環(huán)調頻與測試電路實驗板產生的調頻信號（FM）由OUT端接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN1端[連J2]。當鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊的鎖相環(huán)在FM信號上鎖定時，壓控振蕩器跟蹤這個信號頻率的瞬間，VCO的輸入電壓是來自相位檢測的經濾波的誤差電壓，它相當于解調輸出，其OUT端的輸出應為解調后信號。
4.鎖相環(huán)調頻發(fā)射機與接受機的通信實驗
將音頻信號由在鎖相環(huán)調頻與測試電路實驗板IN端接入，在OUT端得到調頻信號（FM）輸出。該調頻信號（FM）接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN端其OUT端的輸出應為解調后信號， 將此信號送人實驗箱音頻放大器即可完成通信實驗，調節(jié)實驗箱音頻放大器的音量電位器，可控制音量大小。
3.低頻功率放大器
由于從相環(huán)路鑒頻電路TP3/out端輸出的正弦波信號比較微弱，我們可以經過低頻功率放大器來帶動喇叭。
本實驗采用由集成芯片LM386組成的低頻功率放大器 。
4.通話實驗
將低頻源產生的1K音頻信號接到鎖相環(huán)調頻，構成鎖相環(huán)調頻發(fā)射，產生的調頻信號送到鎖相環(huán)鑒頻電路進行鑒頻，輸出的音頻信號送到由揚聲器（LM386）組成的低頻功率放大器放大，經揚聲器產生聲音。
六、實驗報告要求
1.觀察并記錄解調后的波形。
2.畫出鎖相環(huán)調頻發(fā)射機和鎖相環(huán)鑒頻接收機統(tǒng)調的電路示意圖。
3.總結由本實驗的收獲、體會及對本實驗的建議。

相關文章

相關產品