实验五-FM调频波信号调制

欢迎共阅实验五FM调频波信号调制一、仿真实验目的（1）掌握变容二极管调频电路的原理。（2）了解调频电路的调制特性及测量方法。（3）观察调频波波形，观察调制信号振幅对频偏的影响。（4）观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。二、FM调制原理（变容二极管调频电路）调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。许多中小功率的发射机都采用变容二极管直接调频技术，直接调频法即在工作于发射载频的LC振荡回路上直接调频，具体采用的方法是用模拟基带信号控制振荡回路变容二极管的大小，使振荡器输出信号的瞬时频率随基带信号做线性变化。其频率的变化量与调制信号成线性关系。变容二极管jC通过耦合电容1C并接在NLC回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：jNCCC振荡频率为：)(2121jNCCLLCf变容二极管是一种电抗可变的非线性元件，通过改变外加反向电压可以改变空间电荷区的宽度，从而改变势垒电容的大小。变容二极管在反向偏置直接调频电路中，不能工作于正向偏压区，必须加上一个大于调制信号振幅的反向直流偏压。变容二极管调频产生的调频信号的调制指数较大，但载频稳定性较差。除了这种方法还可直接用锁相环产生调制指数较大，载频很稳定的调频信号。三、仿真电路变容二极管调频电路如图所示。该电路为一种针对克拉泼电路做的一种改进型电容三端式电路——西勒电路。变容二极管的结电容以部分接入的形式纳入在回路中。该高频等效电路未考虑负载电阻。所以，振荡频率f0=1/2πNLC。西勒电路在分立元件系统或集成高频电路系统中均获得广泛的应用。调频波：从示波器上看到的波形频率变化不明显，从频率计（XFC1）可看出频率不停变化。载波信号80kHz，调制信号3kHz，从示波器看不出明显的调频波频率的变化。调频广播载波频率范围是（88~108）MHz，低频调制信号最高20kHz,从载波波形也看不出频率的变化。FM调频波信号调制电路图FM调频波信号波形图四、实验步骤和测试内容（1）测试变容二极管的静态调制特性，即拿掉3V，保留直流电压1V，观察02V以及取其它值时振荡频率的变化，这时的振荡器属于压控振荡器。欢迎共阅（2）观察调频波波形。（3）观察调制信号振幅对频偏的影响，观察寄生调幅现象。五、实验报告要求1．整理实验数据，在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度，说明曲线斜率受哪些因素的影响。答：受电压和频率影响。2.分析调制信号振幅对频偏的影响答：对于一般的频率调制电路，小信号情况下，调频的频偏和调制信号的幅度成线性关系；大信号情况下，频率调制率也会出现像放大器增益饱和类似的情况。实验六FM调频信号的解调一、仿真实验目的（1）熟悉乘积型相位鉴频器的基本工作原理，熟悉模拟乘法器的使用。（2）掌握并联回路对S曲线和对解调波形的影响。二、FM解调原理（乘积型相位鉴频器）乘积型相位鉴频器实际上是一种正交鉴频器。调频信号一路直接加至乘法器，另一路经相移网络移相后(参考信号)加至乘法器。由于调频信号和参考信号同频正交，因此，称之为正交鉴频器。单调谐移相网络传输特性，在失谐不太大的情况下其幅频、相频特性假定输入调频波的中心频率ωc=ω0，将输入调频波的瞬时角频率ω=ωc-ΔωmcosΩt=ωc+Δω代入上式，得设低通滤波器增益为1，则当Δf/f01时，乘积型相位鉴频器输出为：三、仿真实验电路调频信号的解调电路如图所示。调频信号源采用中心频率30KHz，调制频率为3KHz。调频信号的解调电路图四、实验步骤和测试内容VD（V）122.533.544.555.2f0(MHZ)78.8mV79.2mV80mV82.9mV82.8mV83.1mV79.1mV79.9mV82.6mV13.3MHZ14.1MHZ15.6MHZ16MHZ10.7MHZ10.6MHZ10.6MHZ77.6MHZ77.0MHZu1CLRu2(a)0f0f2(b)C1欢迎共阅（1）观察并联回路对波形的影响。答：改变R1的值，观察波形如图所示（2）测量鉴频特性曲线，由此计算鉴频灵敏度和线性频率范围。输入频率f(KHz)30354042444647485052545658606570鉴频输出电压（mV）-126-92-34.6-9.516.443.557.672.198136.3164202249287.6352417五、实验报告要求整理实验数据，在同一坐标纸上画出鉴频特性曲线，并计算计算鉴频灵敏度和线性频率范围