调频与鉴频电路
LC移相电路在调频和鉴频中的应用与仿真
LC移相电路在调频和鉴频中的应用与仿真孙冬艳【摘要】由LC回路构成的移相电路具有调节输入输出信号之间的相位关系的作用，在通信电路中有广泛的应用。
为深入研究LC移相电路的应用原理，论文推导了LC移相电路的传递函数，分析相移与电路参数的关系，讨论移相电路在间接调频和正交鉴频电路中的作用。
利用Multisim仿真软件分别对调频和鉴频电路进行了仿真实验并验证理论分析结果，在通信电路课程学习中有助于学生加深对这部分知识的理解和掌握，提高应用能力。
%LC phase shifting circuit can adjust phase shifting between input signal and output signal. It is widely used in communication circuit. In this paper, further research is done on principleof LC phase shifting circuit. Transfer function of LC phase shifting circuit is derived, and the relational expressions between phase shifting and some coefficients are analyzed. Then the applications of LC phase shifting circuit in indirect frequency modulation and quadrature discrimination are discussed, respectively. Multisim software is used for the circuit simulation of frequency modulation and discrimination , and the results of theoretical analysis are verified. It can help the students deepen the understanding of this part of knowledge in the communication circuit course and improve the application abilities.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P145-148)【关键词】移相电路;间接调频;正交鉴频;仿真实验【作者】孙冬艳【作者单位】南开大学电子信息与光学工程学院，天津 300071【正文语种】中文【中图分类】TN702LC回路是通信电路中最常用的无源网络，在电路中具有选频、滤波、移相、阻抗匹配等作用，回路的频率特性及其在通信电路中的应用是通信电路课程教学中的重要内容[1-2]。
高频电子——鉴频电路
P.157 图6.3.7
L1C1和C2网络的变换 得到调幅－ 网络的变换， 1、输入调频信号 us (t) 经L1C1和C2网络的变换，得到调幅－调频信号
u1 (t) 和 u2 (t)
2、V3、V4分别构成两个峰值检波器，C3、C4为滤波电容，V5、V6 V3、V4分别构成两个峰值检波器，C3、C4为滤波电容，V5、 分别构成两个峰值检波器 为滤波电容 为差分放大，V6单端输出得 为差分放大，V6单端输出得 u O (t )
上下两包络检波器的输入电压为
u S1 (t ) = u1 (t ) + u2 (t ) = U1m cos(ωC t ) ＋ U 2 m cos(ω C t −
－ － － －
π
u S 2 (t ) = u1 (t ) − u 2 (t ) = U 1m cos(ω C t )
注意： 注意：ϕ随 ωC 而变。 而变。
ϕ (ω ) = π
2 − arctan(2Qe
ω − ω 0 （6.3.10） 6.3.10） ) ω0
可得相频特性如P.161 6.3.13（ 可得相频特性如P.161 图6.3.13（b）
总之， 总之，频相变换电路
设
ux (t) = Uxm cos(ωCt)
π
2 2Qe ∆ω(t)
得 ϕ(ω) ≈
U 2 m cos(ω C t −
π
2
+ ϕ)
2
+ ϕ)
分析表明： 分析表明：
f C 时（ϕ＝0），u 2 (t ) 滞后于 u1 (t ) π ⑴、 f ＝
U
⇒
S 1m
= U
S 2m
2 经包络检波后
− u 2 (t ) 超前于
锁相环路及其在调频-鉴频电路中的应用
锁相环路及其在调频\鉴频电路中的应用摘要：本文主要介绍锁相环工作原理，及其在无线电技术中发挥的优越性能，给出一种实验的方法来测量锁相环的同步带和捕捉带，分析其在调频和鉴频电路中的应用。
关键词：锁相环；原理；同步带；捕捉带在无线电技术中，各种类型的反馈控制电路得到了广泛的应用。
锁相环路就是其中一种，它以其优越的稳频、滤波等性能，在许多反馈控制系统中发挥着重要的作用。
锁相环路在早期电视机同步系统中的应用，使电视图像的同步性能得到了很大的改善。
而在锁相环接收机中，由于中频信号可以锁定，频带可以做的很窄，带宽的大幅下降，使得输出信噪比大大提高了。
在空间技术中，比如接收来自宇宙飞行器的微弱信号，相比超外差式接收机的宽频带，信噪比也很低。
锁相环路简称锁相环（PLL）。
锁相环利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。
因锁相环输出信号频率能够自动跟踪输入信号的频率，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出信号与输入信号电压保持某种特定的关系，即输出电压与输入电压的相位被锁定，这也是锁相环名称的由来。
锁相环路由三部分组成：鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO。
1鉴相器组成鉴相器PD通常鉴相器由模拟相乘器和低通滤波器组成。
设输入信号为Ui （t）和本振信号（压控振荡器输出信号）Uo（t）。
输入、输出信号在鉴相器中进行比较，输出一个与两者相位差成比例的电压，称作误差电压，记为Ud(t)；该电压是两个信号相位差的函数。
环路滤波器LF为线性电路低通滤波器，作用是滤除误差电压Ud（t）中的高频分量及噪声，具有窄带滤波器的特性。
如果电路设计合理，会得到一个极窄的通道。
经过LF输出的电压为Uc（t），将它加给压控振荡器。
压控振荡器VCO 通常由变容二极管和电抗管等组成振荡电路。
VCO的输出频率受Uc（t）的控制。
当Uc（t）变化时，引起二极管结电容的变化，从而振荡器频率发生改变。
调频器与鉴频器实验报告 doc
调频器与鉴频器实验报告 doc一、实验目的1、了解调频与鉴频原理及实现过程。
2、熟悉调频与鉴频电路设计、特性及应用。
3、掌握使用信号调制解调技术的方法和技巧。
二、实验仪器1、实验箱、波形发生器（信号源）、双踪示波器、信号发生器和频谱分析器。
2、二极管、可变电容器、晶体管、电解电容等元器件。
三、实验原理1、调频的原理调频记载波的频率随着信息发生改变而改变，调制信号是高频信号（100kHz~10MHz）、载波频率是低频信号（1kHz~10kHz）。
它是通过改变载波频率的方式将模拟信息信号转化为模拟电磁波信号的一种调制方式。
在调频的过程中，一般是通过改变振荡电路的频率来实现。
具体实现过程可以参考以下电路：其中，变容二极管VP电容大小随电平改变，导致谐振频率的改变，实现载波的调制，调制后的信号经过放大、过滤器的处理后输出。
其中，二极管和晶体管NT共同组成放大电路，电解电容CE和电感长L组成的LC滤波器用于过滤混频器中产生的噪声，过滤后的信号被输出。
鉴频是指将调频信号还原为调制信号，实际上是把中频信号当作原始信号。
于是要求从调制信号中分离出中频信号的幅度。
具体实现方式可以参考以下电路：其中，变容二极管VC捕捉调频信号的高频载波信号，将高频信号与本振（初始频率与调频的载波频率一致）信号做混合后得到中频信号，中频信号经过滤波器的处理获得载波调制的信息信号。
其中，Di、Q1和Q2构成的混频器，将高频信号和本振信号相混，得到中频信号，接着经过放大、LC滤波得到模拟的模拟信息信号，而模拟输出的信号经过后续相关处理用于提取原始调制信号，也作为后续电路的输入信号。
四、实验方法1、按上述调频器和鉴频器电路原理搭建实践电路，注意在电路调试的过程中，应对电路中各部分元器件的选替、位置的调整及参数的设计进行筛选评估，以保证本次实验的顺利完成；2、利用波形发生器产生调制信号，将调制信号搭配上调频器输出的高频载波信号，将正弦波或方波信号转化为调制成振荡频率不同时的高频信号输出，用示波器观察调制后和调频后的波形和频谱，调节调制量和调节放大量，观察波形和频谱的变化；3、将经过调频后的信号，加入到鉴频器电路后，观察通过混频、放大、滤波等结构，将高频波转化为的中频波和模拟信息信号等的波形和频谱变化。
6.4 鉴频电路
二、鉴相器的主要质量指标 （1）鉴相特性曲线： 鉴相器的输出电压与输入信号的瞬时相位偏移的关系。 通常要求是线性关系。
（2）鉴相跨导： 鉴相特性在原点处的斜率。
合 肥 工 业 大 学
duo S | 0 定义： d
（3）鉴相线性范围： 通常应大于调相波最大相移的二倍。 （4）非线性失真，应尽可能小。
I0
I0
11
8
3
sin 2 ct 31 (t ) I 0 2
sin 2ct 1 (t ) I 0 2
2
8
8
8
2 38
I0
3 8
sin 4 ct 1 (t )
2
3 2
sin 4 ct 31 (t )
(3 )
sin 31 (t ) I 0
17
(4) 锁相环路鉴频
通信电子线路
6.5 调角信号的解调
例1： 鉴频器输入信号为 ui (t ) 3 cos[c t 10sin 2 103 t ](V )
已知鉴频跨导 S D 5m V / kHz, 线性鉴频范围大于 2f m , 求鉴频输出电压 u0 (t )
分析：鉴频特性曲线为鉴频器的输出电压与输入信号的瞬时频率 偏移之间的关系，而鉴频跨导为鉴频特性曲线的斜率，所以有：
2
EXIT
通信电子线路
6.5 调角信号的解调
一、鉴频器的主要质量指标 (1)鉴频特性曲线 (S曲线） 指鉴频器的输出电压uo(t)与输入FM信号瞬时频偏Δω(t)或Δf(t) 之间的关系曲线 . 由调频信号的特征：
uo(t)
kf 合 或： f ( t ) f c u ( t ) f c f ( t ) 肥 2 工 kf 所以： 业 f ( t ) u ( t ) 2 大 学
调频与鉴频
根据C1、C2的取值，有三种等效电路
（1）C1不接，C2较大（对高频视为短路）
Cj
uD C C j
（2）当分布电容不可忽略，或接入并联电容以满足调 制特性的某些要求时，必须考虑C1，若仍把C2视
为短路，等效电路如下图。
C1
L
Cj
uD
C C1 C j
(3) 当C2不够大，与CJ相同数量级时，等效电路如下图。
取多大为好？
如果取 2 ， 可以得到理想的状态。
当 2 时，由（2）式 (t) 1 mcos t 2
忽略3次方以上各项
2 2 (t ) C 1 m cos t 1 m 1 m cos(2t ) 82 82 2
（3）
令 (t )
C
表示频率偏移
1 2 m 2 cos 2 t C 2！ 2 1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！ C
C C m cos t C 2 2
1 2 2 = C m cos t C m cos 2 t C 2 2 2！ 2
1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！
C
2
m cos t
（5）
（5）式说明，为了减小非线性失真，取m较小为好 另一方面，再从调制灵敏度看电容调制度m的取值
最大频偏： m
C
2
m cos t
cos t 1
2
mC
相应调制电压的变化量： U U m
mC m 2 kf U U m
基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真
课程设计报告题目：基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真学生姓名：**学生学号：********系别：电气信息工程学院专业：通信工程届别：2014届指导教师：***电气信息工程学院制2013年3月目录1课程设计的任务与要求 (5)1.1 课程设计的任务 (5)1.2 课程设计的要求 (5)1.3 课程设计的研究基础 (5)2基于锁相环FM调制与解调系统方案制定 (7)2.1 方案提出 (7)2.2 方案论证 (8)2.2.1调频与鉴频的概念 (8)2.2.2 间接调频电路 (9)2.2.3变容二极管直接调频电路 (10)3 Multisim软件介绍 (18)4实现FM调频与鉴频的电路元件 (20)4.1FM的调制 (20)4.2FM的解调 (21)5实验结果与分析 (22)5.1调频仿真 (22)5.2鉴频仿真 (24)6总结 (25)参考文献 (27)基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真学生：**指导教师：***电气信息工程学院通信工程专业摘要：频率的调制和解调是通信电子线路中非常重要且比较关键的一部分，调频电路在通信电子线路中运用非常广泛且作用很大,如何学好此部分对我们来说非常重要。
本课程设计的内容是学习基于Multisim的调频电路设计与仿真。
用Multisim仿真软件进行调频电路调频和解调，得到仿真结果。
调制信号的仿真结果是弹簧波形图,解调信号的仿真结果是调制信号波形图。
从仿真结果中更好地理解频率的调制和解调。
Abstract: frequency modulation and demodulation is a part of communication electronic circuit is very important and key, frequency modulation circuit is widely applied and plays a great role in the communication electronic circuit, how to learn this part is very important for us. The content of the curriculum design is the study of design and Simulation of frequency modulation circuit based on Multisim. FM frequency modulation and demodulation, using Multisim simulation software, the simulation results are obtained. Simulation of modulation signal is the result of spring waveform, simulation of signal demodulation results are modulated waveform. From the simulation results in betterunderstanding of frequency modulation and demodulation.关键词：调制与解调；Multisim;仿真分析Keywords: modulation and demodulation; Multisim; simulation analysis and demodulation1课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务通过本次课程设计，掌握通信原理中模拟基带信号通过FM的调制与解调。
基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真
课程设计报告题目：基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真学生姓名：**学生学号：********系别：电气信息工程学院专业：通信工程届别：2014届指导教师：***电气信息工程学院制2013年3月目录1课程设计的任务与要求 (4)1.1 课程设计的任务 (4)1.2 课程设计的要求 (4)1.3 课程设计的研究基础 (4)2基于锁相环FM调制与解调系统方案制定 (5)2.1 方案提出 (5)2.2 方案论证 (5)2.2.1调频与鉴频的概念 (5)2.2.2 间接调频电路 (6)2.2.3变容二极管直接调频电路 (7)3 Multisim软件介绍 (13)4实现FM调频与鉴频的电路元件 (14)4.1FM的调制 (14)4.2FM的解调 (15)5实验结果与分析 (16)5.1调频仿真 (16)5.2鉴频仿真 (17)6总结 (18)参考文献 (20)基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真学生：**指导教师：***电气信息工程学院通信工程专业摘要：频率的调制和解调是通信电子线路中非常重要且比较关键的一部分，调频电路在通信电子线路中运用非常广泛且作用很大,如何学好此部分对我们来说非常重要。
本课程设计的内容是学习基于Multisim的调频电路设计与仿真。
用Multisim仿真软件进行调频电路调频和解调，得到仿真结果。
调制信号的仿真结果是弹簧波形图,解调信号的仿真结果是调制信号波形图。
从仿真结果中更好地理解频率的调制和解调。
Abstract: frequency modulation and demodulation is a part of communication electronic circuit is very important and key, frequency modulation circuit is widely applied and plays a great role in the communication electronic circuit, how to learn this part is very important for us. The content of the curriculum design is the study of design and Simulation of frequency modulation circuit based on Multisim. FM frequency modulation and demodulation, using Multisim simulation software, the simulation results are obtained. Simulation of modulation signal is the result of spring waveform, simulation of signal demodulation results are modulated waveform. From the simulation results in better understanding of frequency modulation and demodulation.关键词：调制与解调；Multisim;仿真分析Keywords: modulation and demodulation; Multisim; simulation analysis and demodulation1课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务通过本次课程设计，掌握通信原理中模拟基带信号通过FM的调制与解调。
调频和鉴频电路简介
调频和鉴频电路简介
调频是使载波频率随调制信号的幅度变化，而振幅则保持不变。
鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号，它的过程和调频正好相反。
（ 1 ）调频电路
能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。
常用的调频方法是直接调频法，也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。
图 8 画出了它的大意，图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。
用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化，使载波振荡器的频率发生变化。
（ 2 ）鉴频电路
能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路，有时也叫频率检波器。
鉴频的方法通常分二步，第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频—调幅波，第二步再用一般的检波器检出幅度变化，还原成低频信号。
常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等。
6[1].3 鉴频电路
![6[1].3 鉴频电路](https://img.taocdn.com/s3/m/abcb44a20029bd64783e2c1c.png)
失谐回路斜率鉴频器
单失谐回路斜率鉴频器由单失谐回路和二极管包络检波器组成. 由单失谐回路和二极管包络检波器组成.
在输入调频波的情况下,所谓失谐是指谐振回路与调频波的载波失谐. 在输入调频波的情况下,所谓失谐是指谐振回路与调频波的载波失谐.
斜率—振幅 斜率 振幅 变换网络 物理量的控制关系: 物理量的控制关系:
1.鉴频特性 . 2.线性范围 . 鉴频特性线性部 分的频率变化范 围称为线性范围 3.鉴频灵敏度 .
鉴频特性线性部分 的斜率称为调频灵 敏度, 敏度,又称鉴频跨 导,记为 S d
斜率鉴频器
斜率鉴频原理
将振幅为X 瞬时角频率为ω(t)的调频波作用在线性网络上,输出信号 的调频波作用在线性网络上, 将振幅为 m,瞬时角频率为 的调频波作用在线性网络上 H 调频-调幅波 这种调频-调幅波的振幅与瞬时角 调幅波. 将是振幅为 ( jω ( t )) X m 的调频 调幅波.这种调频 调幅波的振幅与瞬时角 频率ω(t)有关, 或者说振幅的变化反映了瞬时角频率的变化.线性网络起 有关, 频率 有关 或者说振幅的变化反映了瞬时角频率的变化. 调幅波进行振幅检波 到了从频率到振幅的变换作用.如果对此调频-调幅波进行振幅检波, 到了从频率到振幅的变换作用.如果对此调频 调幅波进行振幅检波,就恢 复了原调制信号. 复了原调制信号.
≈ AM U 1mU 2 m Qe
(ω ω 0 )
ω0
叠加型相位鉴频器(自学) 叠加型相位鉴频器(自学)
叠加型相位鉴频器由频率 相位变换网络 叠加型鉴相器构成 叠加型相位鉴频器由频率-相位变换网络和叠加型鉴相器构成 频率 相位变换网络和 (1)叠加型鉴相器 叠加型鉴相器
叠加型鉴相器是将两个存在相位差的高频输入信号叠加后,再进行包络检波. 叠加型鉴相器是将两个存在相位差的高频输入信号叠加后,再进行包络检波.由 叠加后的高频信号的大小与相位差有关 的大小与相位差有关, 于叠加后的高频信号的大小与相位差有关,因而包络检波后的低频电压值也与相 位差有关,即相位差的变化转化为输出电压的变化,从而实现了鉴相.为了获得 位差有关,即相位差的变化转化为输出电压的变化,从而实现了鉴相. 较大的线性鉴相范围,通常采用叠加型平衡鉴相器. 较大的线性鉴相范围,通常采用叠加型平衡鉴相器.
5.2 5.3调频电路鉴频电路
5-2调频电路5-2-1调频电路概述一、直接调频和间接调频1、 直接调频——调制信号直接控制振荡器的振荡频率2、间接调频——先对调制信号进行积分，再对载波进行调相。
二、调频电路的性能要求1、 调频特性：瞬时频率偏移()()C f t f t f ∆=-随调制电压()v t Ω变化的特性。
要求在一定的调制电压范围内应是线性的。
2、调频灵敏度：调频特性曲线在原点的斜率。
反映调制电压对瞬时频率的控制能力()F d f S dv Ω∆=5-2-2 在正弦波振荡器中实现直接调频基本原理：LC 正弦波振荡器的振荡频率一般由振荡器中的LC 谐振回路（选频电路）的谐振频率决定，如LC 谐振回路如图，D 为变容二极管D 的结电容jC <<C ∴0osc ωω≈≈用调制信号v Ω去控制D 的反向偏压就可以改变j C 从而控制osc ω，∴是FM 一、变容二极管作为振荡回路总电容的直接调频电路1、基本谐振电路（P267）设正弦振荡器中的谐振回路（选频电路）如图L1：高频扼流圈，对C ω开路，对Ω短路；C1、C2：对Ω开路，对C ω短路；D ：变容二极管，结电容为j C（1）LC 谐振回路的等效电路，即高频（C ω）通路j C ：D 的结电容，受反向电压()Q V V v t Ω=+的控制。
谐振频率：0osc ωω≈≈（2）、变容二极管反向电压控制电路，即直流和调制信号频率Ω通路Q V ：直流电压，保证在()v t Ω作用下，D 一直处于反偏，Q V 的大小决定了载波的频率。
LCD jLC→Cf f f ∆=-v ΩC2ΩLC j Q2、实际电路（P267）图5-2-9高频振荡电路 低频控制电路 直流通路+-+V二、变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路LC1C2CjLCj 只是总电容C ∑的一部分，调变能力小于全接入式（调频灵敏度小），但载波频率的稳定性好三、晶体振荡器的变容管直接调频电路（P269）T1是低频放大器。
第8章 调频与鉴频
要求:压控特性的线性范围要宽
2、调制灵敏度（压控灵敏度）
其定义是调制特性原点的斜率。
(t ) kf u
通常可用：
uห้องสมุดไป่ตู้0
kf u
表示
(t )m k f U m 在相同的调制电压条件下， k f
C C m cos t C 2 2
1 2 2 = C m cos t C m cos 2 t C 2 2 2！ 2
1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！
1 P0 m cos t 2 2 P0 ( 1) 3P02 2 2 m cos 2 t 4 4 P0 ( 1)( 2) 18 P02 2 ( 1) 15 P02 3 m3 cos3 t 24
（14）
如果只取（14）式中的第1项，则：
忽略3次方以上各项
2 2 (t ) C 1 m cos t 1 m 1 m cos(2t ) 82 82 2
（3）
令 (t )
C
表示频率偏移
1 2 m 2 cos 2 t C 2！ 2 1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！ C
取多大为好？
如果取 2 ， 可以得到理想的状态。
当 2 时，由（2）式 (t) 1 mcos t 2
(t ) 1 m cos t 2 C
1 m cos t C
锁相环路及其在调频-鉴频电路中的应用
锁相环路及其在调频\鉴频电路中的应用摘要：本文主要介绍锁相环工作原理，及其在无线电技术中发挥的优越性能，给出一种实验的方法来测量锁相环的同步带和捕捉带，分析其在调频和鉴频电路中的应用。
关键词：锁相环；原理；同步带；捕捉带在无线电技术中，各种类型的反馈控制电路得到了广泛的应用。
锁相环路就是其中一种，它以其优越的稳频、滤波等性能，在许多反馈控制系统中发挥着重要的作用。
锁相环路在早期电视机同步系统中的应用，使电视图像的同步性能得到了很大的改善。
而在锁相环接收机中，由于中频信号可以锁定，频带可以做的很窄，带宽的大幅下降，使得输出信噪比大大提高了。
在空间技术中，比如接收来自宇宙飞行器的微弱信号，相比超外差式接收机的宽频带，信噪比也很低。
锁相环路简称锁相环（PLL）。
锁相环利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。
因锁相环输出信号频率能够自动跟踪输入信号的频率，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出信号与输入信号电压保持某种特定的关系，即输出电压与输入电压的相位被锁定，这也是锁相环名称的由来。
锁相环路由三部分组成：鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO。
1鉴相器组成鉴相器PD通常鉴相器由模拟相乘器和低通滤波器组成。
设输入信号为Ui （t）和本振信号（压控振荡器输出信号）Uo（t）。
输入、输出信号在鉴相器中进行比较，输出一个与两者相位差成比例的电压，称作误差电压，记为Ud(t)；该电压是两个信号相位差的函数。
环路滤波器LF为线性电路低通滤波器，作用是滤除误差电压Ud（t）中的高频分量及噪声，具有窄带滤波器的特性。
如果电路设计合理，会得到一个极窄的通道。
经过LF输出的电压为Uc（t），将它加给压控振荡器。
压控振荡器VCO 通常由变容二极管和电抗管等组成振荡电路。
VCO的输出频率受Uc（t）的控制。
当Uc（t）变化时，引起二极管结电容的变化，从而振荡器频率发生改变。
实验五 调频及鉴频实验
实验五调频及鉴频实验一、实验目的1、掌握直接调频的原理及电路设计方法；2、了解集成调频电路的设计方法；3、熟悉乘法器鉴频的原理及电路设计方法。
二、实验内容1、观察调频波的正弦带；2、观察调制信号幅度对调频波频偏的影响；3、使用乘法器鉴频方法产生调频波，并观察鉴频器的输出波形；三、实验仪器1、20MHz模拟示波器一台2、调试工具一套3、频谱分析仪一台四、实验原理（一）直接调频原理在某些实际情况下，为了满足中心频率稳定度较高的要求，有时采用石英晶体振荡器直接调频电路。
但由于晶体的串联谐振频率和并联谐振频率靠的很近，因而调频的频偏很小。
为了扩大频偏，可在石英晶体支路中串联电感线圈，但同时使振荡频率的稳定度下降。
直接调频的实验原理图如图4－1所示。
图4－1 直接调频实验原理图（二）集成电路调频原理本实验运用的芯片是Motorola公司的窄带单片调频电路MC2833，它由可变电抗和高频振荡组成的调频振荡器、缓冲加两级放大器组成的功率放大器、对音频信号进行放大的微音放大器以及电压基准四部分组成。
相关芯片资料可在网站下载。
本实验的原理图如图4－2所示。
CR2为10.7MHz晶振，T2为中周，且T2和C16组成选频网络。
调制信号从TP3输入，调频波从TP4输出。
MC2833组成调频电路的基本原理是：调制信号经过耦合电容送给可变电抗的输入端（第5脚）去控制可变电抗。
而由受调制信号控制的可变电抗与高频振荡器组成调频振荡电路，产生的调频波经缓冲送给功率放大器，再经中周耦合到负载R17上。
CR2图4－2 集成调频电路实验原理图（三）乘法器鉴频原理图4－3 乘法器鉴频实验原理图乘法器鉴频的实验原理图如图4－3所示，调频波从TP4处输入，解调信号从TT3处输出。
L1、C21、CC1、R19组成移相网络，将调频波转换为调频调相波送入到乘法器的第1脚，此调频调相波与乘法器第10脚的信号相乘，再经低通滤波器滤出所需的低频调制信号即可。
鉴频电路通信电子电路实验
U/V
根据测得数据，选择线性度较好的区域计算鉴频灵敏度 SD，并找出鉴频中心频率f0。
鉴频电路调测
扫频测量法：将频率特性分析仪的输出信号加到鉴频器 的输入端Y1，检测探头加到鉴频器的低频输出端Y2。频 率特性分析仪的中心频率设置为6.5MHz，扫频宽度为 1MHz，频率特性分析仪的显示屏上直接显示出鉴频特性， 可绘制出S曲线。调节可调电感L1或平衡电位器W1可改 变S 曲线的斜率和对称性。
鉴频电路调测
鉴频特性曲线（S曲线）的测量 ：
测量鉴频特性曲线的常用方法有逐点描迹法和扫频 测量法
鉴频电路调测
• 逐点描迹法：设置信号发生器输出波形为正弦波，输出频率为fC， 电压幅度100mVp-p，加到鉴频器的输入端Y1。先调节中心频率f0 ＝6.5MHz，鉴频器的输出端Y3接万用表（置于“直流电压”档） 测量输出直流电压U0值。（调节L1使其最大）。再改变信号发 生器的输出频率（维持幅度不变），记下对应的输出电压U0值， 并填入然后根据表中的测量值描绘S曲线。
2
1
22 23 R23 10K
1
8
4
2
0.1
U 2A 11
1 R12 2
7.5K N E5532
C13 2
20K
A GN D
R13
26
2R143. 9K15
100K
C9 1n5
U 2B 7
N E5532
1
2 GAIN2
12
C11 2n7
220 0.1
2
W1
1
3
1
1
+ 5V04.1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
调频与鉴频电路
实验目的
1
通过实验进一步加深对调频和 鉴频电路工作原理的理解
2 初步掌握调频电路的设计方法
3 掌握调频与鉴频电路主要参数的 调整和测试方法
2020/7/12
实验任务一: 调频电路设计
➢ 设计一变容二极管调频电路 1、电路结构
高频振荡
调频
射随
实验任务一: 调频电路设计
2020/7/12
调频电路设计提示
R5、R6 、R7、RW 取值：
V DQ 取 4 V ， V ＝ 3V ， 则 V DQ＝1V ～ 7 V
取
I＝1m
A
，
V
＝
DQ
7
V
时
；
R
＝
7
7V 1m A
7K ，
取
6.8 K
R
＝
6
1
2V － 7V 1m A
5 K ， 取 5.1K
则
V
D
＝
Q
1V
时
；
R 7＋
R5是隔离电阻，用于减小偏置电路对振荡回路的影 响以及调制信号对UQ的影响。 R1~R4为共基极放大电路提供静态偏置电压，其工作 点设置应偏向截止区。 Q2为射极跟随器，是输出缓冲电路
2020/7/12
实验任务一: 调频电路设计
3、电气指标
中心频率； fo 6.5MHz 频率稳定度； fo fo5104/h 调频最大频偏； fm75KHz 调频信号输出幅度。 U0 0.5V
调频电路设计提示
P 0.3， V＝ 1V时 ，
C
＝
P
2
C
＝
j
（0
.3）2
6
.6
P
F
＝0
.5
9
4
P
F
fm
1 2
C CQ
fo
1 2
0.594 77
6.5MHz
2 5 .1K H z；
P 0.3， V＝ 2V时 ，
C
＝
P
2
C
＝
j
（0
.3）2
1
6
.6
P
F
＝1
.4
9
P
F
fm
1 2
C CQ
fo
1 2
1.49 77
设ICQ2=3mA，UCEQ2=6V，则R10=2kΩ。 取R8 =R9 =51kΩ；取大可提高Q2输入 阻抗。
2020/7/12
调频电路设计提示
✓（3）动态元件参数： C1取初值 暂时不考虑C4和Cj时，而且C2、C3远大 于C1，取C1的初值
1
fo
2
LC1
已定L＝10H 则
1
1
C1(2f0)2L 26.5106 210106 60PF
C8
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
0.1 100 16
3
1
100 5.1 6.8
μF KΩ KΩ KΩ KΩ KΩ KΩ KΩ
R8
R9
R10
L1
L2
VD
51 51
2
10 100 2CC1E
KΩ KΩ KΩ μH μH
调频电路调测
1、静态工作点测量：（去掉振荡元件，电路 不振荡。用万用表直流电压档测量）
R7
R
＋
6
Rw
12V
1V ,
RW 72 K ， 取 RW＝ 72 K
变 容 二 极 管 反 偏 时 电 流 为 零 ， 取 R5 = 100k
调频电路设计提示
综上所述，元件取值为：
C
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
0.1 100 2200 2200 24
μF PF PF
PF PF
10 2200 0.1 μF PF μF
f0
2
1 LC
P＝C4＋ C4Cj ,
2020/7/12
总电容：C＝C1＋CC4＋ 4CCj j C1 PCj;
调频电路设计提示
分析P对f0的影响程度
C＝P2Cj
CQ C1 C4串联CQJ
C4CQJ C4 CQJ
77PF
2020/7/12
调频电路设计提示
P 0.2，V＝1V时，
C
＝
P
2
C
＝
j
（0.2）2
6.6
PF
＝0.264P
F
fm
1 2
C CQ
1 0.264 fo 2 77 6.5MHz 11.1KHz
P 0.2，V＝2V时，
C
＝
P
2
C
＝
j
（0.2）2
16.6P
F＝0.66P
F
fm
1 2
C CQ
1 0.66 fo 2 77 6.5MHz 27.8KHz
结论：P＝0.2时，fm偏小，由于C变化有限，应加大P。
4、设计条件
电源电压＋12V； 变容二极管型号为2CC1E。
L 110H ,L 247H。
2020/7/12
调频电路设计提示
✓（1）振荡器部分：根据振荡器的理论，基 本放大器的工作点应偏向截止区的原则， 可设计较小的VBQ 。
设ICQ1=1mA，UCEQ1=8V，UR4=1V 则R4=1kΩ，R3=3k Ω，UBQ1=UR4+0.7V=1.7V 取R2=16kΩ，则R1=100kΩ ✓（2）射随电路：按最大动态范围设计
2、基本工作原理 ： 该电路是基本放大电路组成的LC振荡电路，由调制信号控
制并改变变容二极管的电容量，从而改变输出信号的频 率，达到调频的目的。调制信号由耦合电容C5输入，经 电感L2加到变容二极管的阴极。C5是耦合电容，调制信号 要通过它加到VD上，调制信号的频率一般为几百Hz到几 十kHz，故应取几μF~几十μF。 C6是滤波电容，用于减小高频信号对调制电路的影响，一般 取几十pF。电感L2对高频振荡信号呈现断路，对低频US 呈现短路，用于阻断US与调频电路间的高频通路。 电阻RW+R6与R7构成变容二极管的偏置电路，为变容二极管 提供静态UQ电压值。
6.5MHz
63.3KHz
所 以 取 P 0.3， V＝ 2V时 ，fm满 足 要 求 。
调频电路设计提示
求C4：
P＝C4＋C4CQj
C4
PCQj 1 P
0.355.8PF 1 0.3
23.9PF,
取C4 24PF；
取C2 C3 1000PF～4700PF；可取2200PF.
L 2 取 1 0 0 H ， C 5 取 1 0 F ， C 6 取 2 2 0 0 P F 。
2020/7/12
调频电路设计提示
由2CC1E曲线，查出 VQ＝4V，Cj＝55.83PF V。 1 2 3 4 5 6 P
9V 00. 7(24 4. V6 24.3V 55)8. 417V 1. 时 44， 1. 4C 16. j 6.66PF;
F )
V3(4 5V92V)32V 8 时 ， 6 C 6 j 16.62PF;
2020/7/12
调频电路设计提示
接入系数P的选取及C4取值
P的大小决定CΣ对f0影响程度。若P大些，L1～ C1～C2～C3回路对CJ的影响大（不利），一方 面CJ受影响大，另一方面CJ对振荡频率f0的调 制作用也大，CJ变化可产生较大频偏。若P小 些，优点是振荡回路L1～C1～C2～C3对CJ的影 响小，缺点是CJ的变化对f0的影响也小。