《高频实验》实验六频率调制与解调
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实验六频率调制与解调
一、实验目的
1．掌握变容二极管调频器电路的原理。
2．掌握集成电路频率解调器的基本原理。
3．了解调频器调制特性及测量方法。
4．掌握MC3361用于频率解调的调试方法。
5．掌握调频与解调系统的联测方法
二、实验内容：
1．测试变容二极管的静态调制特性
2．观察调频波波形
3．观察调制信号振幅对频偏的影响
4、观察寄生调幅现象
三、基本原理：
调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系，常采用变容二极管实现调频。
该调频电路即为实验三所做振荡器电路，将S2置于“1”为Lc振荡电路，从J1处加入调制信号，改变变容二极管反向电压即改变变容二极管的结电容，从而改变振荡器频率。R1,R 3和VR1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压。
实验电路见图6－l。
图6—1 变容二极管调频电路
图6—2 MC3361构成鉴频电路
解调电路如图6－2所示，它主要完成二次混频和鉴频。MC3361广泛用于通信机中完成接收功能，用于解调窄带调频信号，功耗低。它的内部包含振荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等功能电路。该电路工作电压为十5V。通常输入信号频率为10.7MHZ，内部振荡信号为10.245MHZ。本实验电路中根据前端电路信号频率，将输入信号频率定为6.455MHZ，内部振荡频率为6MHZ，二次混频信号仍为455KHZ。集成块16脚为高频6.455MHZ信号输入端。通过内部混频电路与6M HZ本振信号差拍出455KHZ中频信号由3脚输出，该信号经过F LI陶瓷滤波器（455KHZ）输出455K HZ中频信号并经5脚送到集成电路内部限幅、鉴频、滤波。MC3361的鉴频采用如图6－3所示的乘积型相位鉴频器，其中的相移网络部份由M C3361的8脚引出在组件外部（由CP4移相器）完成。
图6—3 乘积型相位鉴频器
C54、R62、C58、R63、R58与集成电路内的运算放大器组成有源滤波器。二极管D2与相关元件完成噪声检波。当MC3361没有输入载波信号时，鉴频器的噪声经过有源滤波器后分离出频率为10KHZ的噪声电平。经噪声检波器变成直流电平，控制静噪触发器，使输出
电压为0伏。当接收机收到一定强度的载波信号时，鉴频器的解调输出只有话音信号。此时，从静噪控制触发器给出的直流电压就由原来的0伏增加到1.8伏左右，低频放大器导通工作。本实验中该部分电路未用。
（11、12脚之间组成噪声检波，10、11脚间为有源滤波，14、12脚之间为静噪控制电路)。鉴频后的低频信号由9脚送到片外低通滤波后由J39（JP.OUT）输出。
四、实验步骤
1．静态调制特性测量
将开关S2“1”拨向ON，输入端不接音频信号，将频率计通过一个100P的。电容接到调频器的输出端J6处，CT1调于中间位置，调整电位器V R1,记下变容二极管两端电压和对应输出频率，将对应的频率填入表6．l。
表6．1
2．动态测试
注意，此时S4置于2或3，S3开路。
（1）、将短路块J2连通到下横线处，即将音频调制信号加到变容二极管上，同时将S2拨码开关“1”置于“ON”（即处于LC振荡）。在J6（ZD.OUT）处可以看到高频振荡信号。（由于载频是10MHZ左右，频偏非常小，因此在此处看不到明显的FM现象。但若用频偏仪（如BE37）可以测量频偏）；
（2）、为了清楚的观察到FM波，可将已调FM信号（J6）用短路线连接到晶体管混频器的信号输入端J32处；并且将J34的短路块连通在下横线处，然后用示波器在J38（ZP.OUT）处观察FM波形。调整VR9改变调制信号的大小即可观察频偏变化。
（3）、若外加调制信号可将调制信号源接入J1（TP．IN）处，短路块J2断开。
其它操作同上（2）。
3．观察MC3361二次混频实验：
（l）将6.455MHZ频偏为15KHZ左右的FM信号加到该模块J37（S.IN）处，信号幅度调到100mV，短路块J29断开，在J38处（ZP.OUT）用示波器看输出信号波形，记下波形和频率并与输入波形进行比较。若J3 8处无输出，可轻调VR12、VR14电位器，直到有输出。改变输入信号幅度，观察输出变化并记录。
②将FM波改为AM波，输入信号幅度为100m V左右，观察输出波形，若要使输出信号为不失真的中频调幅波，特别注意调整VR14以改变实际输入信号幅度，观察输出变化并记录。
4．调频波解调实验
（1）同实验步骤一条件，在J3 8处看到455KHZ中频调频信号，将开关S9置于左端，在J39（J.P.OUT）观察鉴频输出低频信号，此时可调节移相器CP4和电位器V R12以保证输出信号波形最好，其中VR12改变输出信号幅度大小。
（2）加大、减小调制信号振幅，观察输出波形频偏变化并进行分析。
（3）改变输入信号频率，观察输出波形变化并进行分析。
注：若输出信号幅度较小，可将低放模块中的短路块J42短接在J.P.IN处，从J44处可观察到放大后的低频信号。
五、实验报告要求
1．整理实验数据
2．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S，说明曲线斜率受哪些因素的影响。
3．画出实际观察到的调频波波形，并说明频偏变化与调制信号振幅的关系。
4．画出二次混频，鉴频前后的波形。通过波形分析二次混频，鉴频的作用。
5．通过调试分析MC3361使用中应注意的问题及实际调试中如何解决的方法。