二极管比例鉴频器.doc

二极管比例鉴频器.doc

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1、高频实验报告(四)——二极管比例鉴频器组员座位号16实验时间周一上午目录一、实验目的3二、实验原理3三、实验内容53.1实验准备53.2电路调整53.3鉴频过程观察5四、实验报告要求64.1基本要求64.2提高要求6五、实验参数设计6六、实验结果记录76.1基本要求部分76.2提高要求部分9一、实验目的1.掌握二极管比例鉴频器的工作原理和电路特点。2.掌握二极管鉴频电路的调试过程,了解其中各谐振回路对于鉴频特性的影响。3.了解鉴频电路中各关键点的波形特征。4.了解比例鉴频器的自限幅特性。二、实验原理从调频信

2、号中将调制信号分解出来的电路称为频率解调电路或鉴频电路,简称鉴频器。本设计使用常用的鉴频电路“比例鉴频器”,如图4.1所示。图中初级回路和次级回路都调谐到本实验所选择的中心频率上,为使电路对称,还应选择二极管,特性尽可能一致。调频信号在图4.1中加到初级回路两端,鉴频器输出电压由检波负载电容、的中点(即接线柱端)对地输出。图4.1比例鉴频频器电路可将图4.1改画成图4.2的等效电路。图4.2比例鉴频器等效电路输出电压(4-1)其中,为两个检波器输出电压的比值;(4-2)其中;(4-3)这种鉴频器的输出电压除

3、了与鉴频器中两个检波器输出电压和之和有关外,还与两个检波器输出电压和的比值有关。比例鉴频器的输出电压随输入信号频率的变化情况如图4.3中实线所示。图4.3鉴频特性曲线一般称它为“鉴频特性曲线”或简称鉴频器“S曲线”。曲线表明在一定频率范围内,鉴频器输出电压与输入信号频率有线性的比例关系。鉴频特性曲线也可能是图4.3中虚线情况,这取决于鉴频器中线圈及二极管的接法。但不管哪种形式,并不影响鉴频器工作性能。鉴频特性曲线线性部分(即在附近)的斜率(以表示)称为鉴频器的鉴频灵敏度,即(4-4)在图4.2中,将电容的容

4、量取得足够大,则由于大电容的滤波作用,使得当鉴频器输入信号幅度有较快变化时(即有寄生调幅),两端电压仍可保持不变。这样,鉴频器输出电压将只与比值有关,而的大小又只与输入信号的频偏有关。因此,比例鉴频器不但能有效地从调频信号中取出调制信号(实现了鉴频),而且还能抑制调频信号中的寄生调幅。一、实验内容3.1实验准备根据实验提供的参数,计算C3A和C4A的值,选择合适的电容器插入实验板。在实验板上R5的位置,插入51W的电阻。在实验板上R11的位置,插入10kW的电阻。接通实验板电源,实验板上的电源指示发光二极管

5、点亮。3.2电路调整一、将信号发生器输出1(Output1)连接到比例鉴频器的输入(J1)上,输出扫频信号。将比例鉴频器的输出(J2)连接到示波器输入端。二、用示波器观察S曲线。若无法看到S曲线,或者S曲线的中心频率偏离10.7MHz太远,则应检查C3A和C4A的容量是否选择正确。若S曲线的中心频率接近10.7MHz,则可以缩小信号发生器的扫频宽度为500kHz,作进一步的调整。三、调节C3B和C4B,使得S曲线的中心频率精确等于10.7MHz,且有良好的对称性和线性。记录S曲线的形状和参数。3.3鉴频过程

6、观察一、将信号发生器输出1(Output1)连接到比例鉴频器的输入(J1)上。将比例鉴频器的输出(J2)连接到示波器输入端。二、将输出信号模式设为为FM,载波频率为10.7MHz,调制频率为1kHz,最大频偏为160kHz,输出幅度为2mV。三、调节示波器,使能够观察到鉴频输出波形,即频率为1kHz的正弦波。此时若改变信号发生器的调制频率,可以观察到鉴频器输出信号的频率改变。四、改变信号发生器的输出载频信号幅度,则鉴频器输出信号幅度亦会相应改变。从输出载频幅度等于6dBm开始,逐点记录输入输出的幅度,直至输

7、出载频幅度达到40dBm止。一、实验报告要求4.1基本要求一、完成电路计算和调试,观察和记录S曲线,观察和记录输出波形。二、根据S曲线,计算比例鉴频器的鉴频宽度和鉴频跨导。鉴频宽度,鉴频跨导。式中,fmax、fmin分别是S形曲线的上、下峰点对应的频率;Vmax、Vmin分别是S形曲线的上、下峰点对应的幅度值。三、记录比例鉴频器的自限幅特性,画出比例鉴频器的输入幅度-输出幅度关系曲线。4.2提高要求一、逐步增大输入调频信号的最大频偏,观察鉴频器的输出信号波形,直至出现明显的失真。记录并解释上述现象。二、在T

8、1谐振回路两端加接R4以改变其Q值,观察比例鉴频器的S曲线形状的改变。记录并解释上述改变。三、通过改变C3和C4,分别改变T1谐振回路和T2谐振回路的谐振情况,观察它们对于S曲线形状的影响。记录并解释上述结果。二、实验参数设计实验电路:T1:1-2,14T;2-3,7T;4-5,7T;T2:1-2,8T;2-3,8T;4-5,1TLT1(1-3)+LT2(4-5)≈4mH;LT2(1-3)≈2.1mH图4.4比例

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