正交鉴频器实验报告

正交鉴相鉴频器

实验报告

一. 设计方案:

1. 实验原理：

先将调频波经过一个移相网络变换成调相调频波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。

利用模拟乘法器的相乘原理可以实现乘积型相位检波: 输入信号

()cos(sin )s sm c f v t V t m t ω=+Ω

移相后的信号为:

''

'

()cos{sin [

()]}

2

sin[sin ()]

s sm c f sm c f v t V t m t V t m t π

ωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+

得到的输出信号

''

1()KV sin[2(sin )()]

2

1 V sin ()

2

o sm sm c F sm sm v t V t m t K V ωϕωϕω=+Ω++

其中第一项为高频分量,可以用滤波器滤掉，第二项是所需的频率分量。只要线性移相网络的相频特性()ϕω在调频波的频率变化范围内是线性的，当

()0.4rad ϕω≤时，sin ()()ϕωϕω≈。因此，鉴频器的输出电压()o v t 的变化规

律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。

2. 各部分电路具体实现：

鉴相鉴频器主要由三部分组成：移相网络，模拟相乘器和低频放大器。具体电路实现如下： (1) 移相网络：

v D (t)

用LC 谐振回路实现移相网络，使输入信号移相90°。谐振回路的谐振频率为中频频率2.455MHz 。

(2) 模拟相乘器

用MC1496构成相乘器，使输入的两路正交信号相乘。1,4管脚和8,10管脚间分别接有电位器R2和R5用来调节输入直流平衡。电源处C7,C8和L2构成 型滤波网络，R12和C9起级间去耦作用。

(3) 低频放大器:

用LM741运放来放大输入调制信号，同时运放还能起到低通滤波以及隔离的作用。通过调节相应的电阻值可以改变放大的倍数。在运放的两个输入端2脚和3脚加上两个隔直电容，可以滤去直流分量，以保证运放的工作点正确。R21和C15构成低通滤波器。

L2

R13R12

二. 实际实验电路：

实际实验时微调了几个元件的参数，如下图所示。还有一点需要说明的是，由于实验室稳压源只能提供两路电压输出，所以实际电路中的+8V 电压源是由+12V 电压源通过7808三端稳压器产生+8V 电压。在实际电路中三个电压源都接有电源滤波电路，±8V 的在下图中没有标出。

L2

R12

R13

三. 实验数据及分析：

1. 用频率特性测试仪调整、测试鉴频特性曲线 a) 调相乘器两输入端直流平衡

转动电位器R2和R5，用万用表直流电压档测量MC1496芯片管脚电压，使1和4, 8和10,6和12管脚的电压值分别相等。 b) 调移相网络移相90°

调整可变电容L1的值，使谐振网络的频率特性曲线在2.455MHz 处达到峰值，即移相网络的谐振频率为中频频率。 c) 调整鉴频特性曲线

鉴频灵敏度：max min 30

65.362.720 2.261o d V S f f =

==--格/MHz

峰峰值:

max 1.38pp V V

=

2. 研究相移网络对鉴频特性曲线的影响以及鉴频特性曲线对调频信号的影响

a) 最大频偏：51.0kHz

b) 在移相网络并联10k

Ω电阻后

分析:并联10k Ω电阻后，移相网络的Q 值降低，谐振频率不变，线性范围增大,鉴频灵敏度降低。

移相网络传输函数的相频特性为

0000

()arctan (

)22

2f f f f Q Q f f f π

π

ϕω-=

--≈- 所以Q 值降低后，谐振曲线会变平缓，鉴频特性曲线也会随之变平缓，斜

率降低，即鉴频灵敏度降低，同时线性范围会向两侧扩展。由于谐振频率不变，所以零点频率不会改变。并联电阻后，谐振回路耗能增加，所以峰峰值会降低。 c)

分析：中频频率不是90°后，零点频率也不再是中频频率，

f右移，上下峰点频率也随之右移。由于输入信号不再在中频频率处正交，所以最大频偏降低，

峰峰值降低。

四. 联调数据：

3dB带宽： 3.1

BW kHz

=

灵敏度：127V

μ

2.数字信号：

发射：0111

接收：0111 正确

f(kHz)

V

p

p

(

V

)

3.音乐信号接收：正常

五. 实验总结：