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變容二管調頻實驗

信息來源:江蘇海川 | 發(fā)布時間:2023-07-02 15:41:31

變容二管調頻實驗


一、實驗目的
1.進一步學習掌握頻率調制相關理論。
2.掌握用變容二管調頻振蕩器實現(xiàn)FM的方法。
3.理解靜態(tài)調制特性、動態(tài)調制特性概念和測試方法。
二、實驗使用儀器
1.變容二管調頻電路實驗板
2.20MH雙蹤示波器
3.萬用表
三、實驗基本原理與電路
1.變容二管調頻原理
變容二管的調頻原理可用圖6-1說明。由變容二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。在變容二管上加一固定的反向直流偏壓U和調制電壓(圖a),則變容二管電容量將隨改變,通過二管的變容特性(圖b)可以找出電容C隨時間的變化曲線(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
=十
將代入的公式,化簡整理可得

式中= 
是時,由L和固定電容所決定的諧振頻率,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。式中的負號表示當回路電容增加時,頻率是減小的。我們還可通過圖6-1(c)及圖(d)(固定,與成反比曲線)找出頻率和時間的關系。比較圖(a)及圖(e),可見頻率是在隨調制電壓而變,從而實現(xiàn)了調頻。
從圖6-1可以看出,由于和兩條曲線并不是成正比的,z后得到的曲線形狀將不與曲線完全一致,這就意味著調制失真,失真的程度不僅與變容二管的變容特性有關,而且還決定于調制電壓的大小。顯然,調制電壓愈大,則失真愈大。為了減小失真,調制電壓不宜過大,但也不宜太小,因為太小則頻移太小。實際上應兼顧二者,一般取調制電壓比偏壓小一半多,即。


圖6-1變容二管調頻原理

3.變容二管調頻實驗電路
變容二管調頻實驗電路如圖7-2。

圖7-2變容二管調頻實驗電路

四、實驗內容
1.變容二管調頻靜態(tài)調制特性測試。
2.變容二管調頻動態(tài)調制特性測試。
3.變容二管的Cj~V特性曲線的測量(選作)。
五、實驗步驟
1變容二管調頻靜態(tài)調制特性測試
在實驗箱主板上插上變容二管調頻實驗電路模塊。接通實驗箱上電源開關,電源指標燈點亮。
斷開J2,連接J1。調整電位器RW1,在測試點TP2測電壓為+5V,即變容二管的反向偏壓為-5V。
連接J1、J2。調整微調電容CV1,電位器RW2、RW3在TP3得到頻率為10.7MHz的z大不失真正弦信號(頻率由OUT端測試)。

調整RW1,改變變容二管兩端的反向電壓VD,測量變容二管調頻實驗電路的輸出頻率,得到變容二管調頻靜態(tài)調制特性。
表7-1變容二管調頻靜態(tài)調制特性
VDVfMHz
(2)變容二管調頻動態(tài)調制特性測試
先把電容耦合相位鑒頻器模塊插入實驗箱主板上,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、上下頻偏及幅度對稱的S形曲線 。
以實驗箱上的函數(shù)發(fā)生器作為音頻調制信號源,輸出頻率f=1kHz、峰-峰值Vp-p=2V左右(用示波器監(jiān)測)的正弦波。
把實驗箱上的函數(shù)發(fā)生器輸出的音頻調制信號加入到變容二管調頻實驗電路模塊IN1端, 在變容二管調頻實驗電路模塊OUT端上觀察到FM波。
把調頻器單元的調頻輸出端連接到鑒頻器單元的輸入端上,便可在鑒頻器單元的OUT端上觀察到經解調后的音頻信號。
改變調制信號的頻率和相位,觀測鑒頻器單元的OUT端上經解調后的音頻信號。
需要指出的是,動態(tài)調制特性(實為調頻特性)的本義是:調頻器的輸出頻偏與輸入電壓之間的關系曲線。這里,用相位鑒頻器作為頻偏儀。只要相位鑒頻器的鑒頻線性足夠好,就可以鑒頻器的輸出電壓代替鑒頻器輸入頻偏(兩者之間相差一個系數(shù)),本實驗即為此。
(3)變容二管的Cj~V特性曲線的測量(選作)
六、實驗報告要求
1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在坐標紙上畫出靜態(tài)調制特性曲線,求出其調頻靈敏度,說明曲線斜率受哪些因素的影響。
2.畫出動態(tài)調制特性曲線。
3.繪出變容二管的Cj~V特性曲線。
4.總結由本實驗所獲得的體會。