湖南大学正交鉴频及锁相鉴频实验报告
FM收音机鉴频器部分实验报告
( )
令
2
arctan 2Q
f f0 f0
arctan 2Q
f f0 f0
当
6
时，
2Q
于是
f f0 f0
f f0 f0
( )
2
2Q
令调频波的中心频率 fc 等于延时网络的谢振频率，则
2Q
f (t ) fc
1 R C2 2 L
移相网络的作用是将调频波的瞬时频率变化规律变成附加的相位变化， 形成调相调
频波，该网络也成为频-相转换网络。 移相网络的传输函数为：
H ( j )
V2 V1
j 2 1 jQ 2 1 0
其中 ω0 为等效并联谐振回路的谐振频率，
0 =
Q 为该并联谐振回路的 Q 值，
1 L(C1 C2 )
Q
R R0 (C1 C2 ) 0 L
其幅频特性和相频特性可分别表示为：
H ( j )
C1 R
2 1 Q 2 1 0
2 2
( )
2 arctan Q 2 1 2 0
调频波中，调制信息包含在瞬时频率的变化中，所以，鉴频就是把已调信号频率的 瞬时变化转换为电压或电流的变化，还原出调制信号。 正交鉴频——通过线性移相网络将调频波转换为调相-调频波，使相位的变化与瞬 时频率的变化成正比，然后利用乘积型相位检波器解调。 1. 线性相移网络
Vfm(t)
C1 低通滤波器 (ct mF sin t )
v1 (t ) V2 m cos ct mF sin t ( ) 2
实验十一 锁相环调频与鉴频电路
实验十一锁相环调频与鉴频电路实验目的1. 加深锁相环工作原理和锁相环调频与鉴频的原理的理解。
2.掌握锁相环调频与鉴频的测试方法。
二、实验使用仪器1．锁相环调频与测试实验板、锁相环鉴频实验板2．高频信号源、低频信号源、100MHz双踪示波器、谱分析仪、万用表。
三、实验基本原理与电路1．锁相调频电路锁相调频原理框图如图11-1所示。
载波为频率稳定性很高的方波。
相位比较器的输出中包含了载波与已调波之间的相位差形成的直流电压和信号的交流电压，若低通滤波器的幅频特性与信号的幅频特性之间基本互不重叠，那么低通滤波器的输出中将不包含信号的频率分量，而只有与载波锁定后的直流电压，所以已调波的载频被锁定在输入载波的频率上。
图11-1锁相调频原理框图与频谱关系采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实验电路如图10-5所示。
2．锁相鉴频电路锁相环鉴频电路的系统原理框图如图11-2所示，设输入为，输出为，低通滤波器的传递函数为。
图11-2锁相鉴频电路的原理框图为直流分量，经隔直电路将被隔除，输出端仅有由输入引起的输出。
由正弦信号进过线性系统的输出为幅值被传递函数的幅频特性函数加权，相位增加传递函数的相频特性函数，输出可表示为采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实际电路如图11-3所示。
调频信号FM从相位比较器I输入（14端），PLL入锁后，VCO的振荡频率将跟踪调频信号的频率变化，经低通滤波器滤去载频信号后，从10端输出解调信号。
四、实验内容1.锁相环路调频电路调频2.锁相环路鉴频电路鉴频五、实验步骤1. 锁相环路调频电路调频实验电路如图10-5选择相位比较器1。
接通J1、J3下、J4， J2下。
用高频信号源输出频率为500KHz、幅值为10V的01方波，作为载波由IN1输入到实验电路。
用低频信号源输出频率为1kHZ、幅值为1V的调制信号从IN2加入。
在OUT 端可得到调频波中心频率为500KHz的调频信号。
正交鉴频器设计实验报告(demo)
16MHz 调频接收机的设计无43 孙忆南2004011007第一部分：正交鉴频器的设计装调设计指标与要求：使用MC1496 设计正交鉴相鉴频器，能够解调50mV e.m.f，调制信号1kHz，频偏20kHz，载频为1.709MHz 的调频信号，对于寄生调幅的抑制没有要求。
提供的主要器件为MC1496，LM741，10x10 型50uH中周。
一、实验目的：1．加深对相乘器工作原理的认识；2．掌握正交鉴相鉴频器的工程设计方法；3．掌握用频率特性测试仪调试移相网络和鉴频特性曲线的方法。
二、正交鉴频器的电路设计2．1 正交鉴频器的工作原理常见的鉴频器有双失谐鉴频器，比例鉴频器，正交鉴相鉴频器等。
其核心都是将调频波转化为调频调幅波或调频调相波。
其中，正交鉴相鉴频器性能较好，便于集成化，应用逐渐广泛，其他两种形式一般只在过去的分立元件电路中应用。
正交鉴相鉴频器由移相网络和鉴相器构成。
2．2 移相网络使用LC 谐振回路构成的移相网络。
如图1 所示。
图1 图2由电路分析，可以知道：≈)(jf H 常数，0022)(f f f Q f --≈πϕ，)(21210C C L f +=π完成了调频波到调频调相波的转换。
由 f 0 =1.704MHz ，L = 50μH ，计算得到C 1 ≈170 pF 。
取C2=8.2pF 。
2．3 鉴相器采用模拟相乘器构成。
常用的模拟相乘器有LM1496。
内部电路见图2。
LM1496 内部没有偏置电路，需要外接，偏置电路见图3。
Q9,Q8,Q7 构成镜像电流源，由5脚设置工作电流，一般为1mA 。
外接电阻Ω=Ω--=k I V R S EE 8.65007.08。
1，4脚经小电阻接地，电位为0。
8，10脚接到R9,R14分压，电位为+6V 。
输出端负载电阻取3.3K ，电位约为8.7V 。
由此，可以判断各个晶体管均工作在放大区。
2,3脚之间为增益调整电阻，取1K ，为中等的增益。
正交鉴频器设计实验报告
电路参数优化建议
调整电阻值：根据实验结果，调整电阻值以优化电路性能 更换电容器：选择更高品质的电容器，提高电路稳定性 调整电源电压：根据实验结果，调整电源电压以优化电路性能 优化电路布局：根据实验结果，优化电路布局以提高电路性能
实验总结与展望
实验总结
实验目的：验证正交鉴频器的性能和稳定性 实验方法：采用模拟电路和数字电路相结合的方法 实验结果：正交鉴频器性能稳定，误差较小 实验结论：正交鉴频器设计成功，满足设计要求 展望：未来可以进一步优化设计，提高性能和稳定性
实验时间：2023年4月15日
实验数据：频率、相位、幅 度等参数记录
实验结果：正交鉴频器的性 能指标分析
实验结论：正交鉴频器的性 能评估与改进建议
实验结果分析
实验目的：验证正交鉴频器的性能和稳定性 实验设备：正交鉴频器、信号发生器、示波器等 实验数据：记录正交鉴频器的输出信号、频率、相位等参数 实验结论：正交鉴频器的性能和稳定性符合预期，能够准确测量信号的频率和相位。
实验原理
正交鉴频器的工作原理
正交鉴频器是一 种用于测量信号 频率的电子设备
其工作原理是基 于正交信号的频 率差，通过比较 两个正交信号的 相位差来测量频 率
正交鉴频器通常 由两个正交信号 发生器、一个相 位比较器和一个 频率指示器组成
正交信号发生器 产生两个正交信 号，相位比较器 比较两个信号的 相位差，频率指 示器显示频率测 量结果
正交鉴频器在通信系统中的应用前景
提高信号接收质量：正交鉴频器可以有效地消除信号中的噪声和干扰，提高信号接收质量。 提高信号传输速率：正交鉴频器可以大大提高信号的传输速率，满足高速数据传输的需求。 提高信号传输距离：正交鉴频器可以大大提高信号的传输距离，满足远距离通信的需求。 提高信号传输安全性：正交鉴频器可以大大提高信号的传输安全性，满足信息安全的需求。
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 [()]}2sin[sin ()]s sm c f sm c f v t V t m t V t m t πωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+得到的输出信号''1()KV sin[2(sin )()]21 V sin ()2o 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。
正交鉴别实验报告
一、实验目的1. 理解正交鉴别的基本原理及其在信号处理中的应用。
2. 掌握正交鉴别器的设计与实现方法。
3. 分析正交鉴别器的性能，包括线性度、灵敏度、选择性等。
二、实验原理正交鉴别器是一种广泛应用于信号处理的非线性电路，其主要功能是将调频信号（FM）转换为调频调相信号（FPM），从而实现对信号的解调。
正交鉴别器由两个相互正交的鉴频器组成，分别对输入信号的正弦和余弦分量进行解调，然后将两个解调后的信号相加，得到调频调相信号。
三、实验内容1. 正交鉴别器的设计与搭建（1）根据实验要求，选择合适的电路元件，如二极管、电容、电阻等。
（2）按照原理图搭建正交鉴别器电路，包括两个相互正交的鉴频器。
（3）检查电路连接是否正确，确保电路的稳定性。
2. 正交鉴别器的性能测试（1）输入调频信号，调整输入信号频率和幅度，观察输出信号的变化。
（2）测试正交鉴别器的线性度，通过改变输入信号频率，观察输出信号与输入信号的关系。
（3）测试正交鉴别器的灵敏度，通过改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
（4）测试正交鉴别器的选择性，观察在不同频率输入信号下，输出信号的变化。
四、实验结果与分析1. 正交鉴别器的设计与搭建（1）电路搭建成功，输入调频信号后，输出调频调相信号。
（2）电路连接正确，稳定性良好。
2. 正交鉴别器的性能测试（1）线性度测试：在输入信号频率为1kHz时，改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的线性度较好，输出信号与输入信号呈线性关系。
（2）灵敏度测试：在输入信号频率为1kHz时，改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的灵敏度较高，输出信号随着输入信号幅度的增大而增大。
（3）选择性测试：在输入信号频率分别为1kHz和2kHz时，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的选择性较好，对不同频率的输入信号有较好的鉴别能力。
五、实验总结1. 正交鉴别器是一种有效的信号处理方法，能够将调频信号转换为调频调相信号，实现信号的解调。
实验六鉴频器实验报告
③脉冲计数式鉴频器
基本思想是将调频波变换成瞬时频率与调频波相等的等幅等宽脉冲序列， 其平 均分量就是原调制信号。
4.锁相鉴频器
锁相环路用于调频信号的解调时， 调频信号从相位比较器输入， 环路入锁后， VCO 的振荡频率将跟踪调频信号瞬时频率的变化。鉴相器检测 VCO 输出信号与输入调频波 之间的瞬时相位差，并转化成误差电压，经环路（低通）滤波器滤除高频载波后，输出 低频调制信号。
五、思考题
1、对鉴频器的性能指标要求有哪些？
答：1.线性范围（鉴频带宽） ：鉴频特性那个曲线近似直线段的频率范围，用 表 示。辨明鉴频器不失真解调所允许的频率变化范围。要求：鉴频带宽 大于输入调 频波带宽 的两倍，即 （ 为调频信号最大频偏） 2.鉴频灵敏度（鉴频跨导）Sd（单位 V/Hz 或 V/KHz）:输入调频波中心频率附 近，单位频偏产生的解调输出电压的大小，及 （或 ）附近鉴频特性曲线的 斜率 。 3.中心频率 4.鉴频特征曲线（S 曲线）
相位鉴频器实验电路
2K3 拨向“相位鉴频”构成相位鉴频器，双调谐回路 2L7、2C39、2C40 和 2C44、 2C45、2L8 为移相网络，初、次级回路都谐振于输入 FM 信号的中心频率 fc，2C46 为耦合电容，两个并联二极管及电容 2C47 和电阻 2C48 构成平衡叠加型鉴相器。
f = f c时:
uo K d (U R1 U R 2 ) 0
I jC 3 U 1
U R 1 K r U1 U 2 / 2
f > fc 时，
uo K d (U R1 U R 2 ) 0
U R 2 K r U1 U 2 / 2
f < fc 时:
实验五锁相环测试及应用实验报告
：锁相环测试及应用实验试验目的：1．了解锁相环的组成、基本原理及性能特点。
2．掌握集成锁相环4046芯片的使用方法。
3．掌握锁相环路及各部件性能（鉴相特性、压控特性、同步带和捕捉带）的测试方法。
4．掌握锁相调频、锁相鉴频电路的构成、基本原理及参数测试测试方法。
5．掌握简单锁相频率合成器的基本原理及性能指标的测试方法实验设备：1．调幅与调频发射模块。
2．直流稳压电压GPD-3303D3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器实验原理：1. 锁相环的组成及基本原理锁相环路（PLL ）亦称自动相位控制（APC ）电路，它是一种利用相位误差消除频率误差的反馈控制系统。
如图1所示，由鉴相器（相位比较器）、环路滤波器（低通滤波器）和压控振荡器三个基本部件组成。
若o i f f ≠，瞬时相位差ϕ∆将随时间而变化；若i of f ϕ∆=保持固定值。
锁相环就是利用两个信号之间相位差的变化，控制压控振荡器的输出信号频率，最终使两个信号相位差保持为常数，达到频率相等。
锁相环的工作过程：如图1所示，若o i f f ≠，必将引起ϕ∆的变化，鉴相器输出正比于ϕ∆的误差电压()d u t 。
经环路滤波器滤除()d u t 中的高频分量和噪声，产生缓慢变动的直流电压()c u t 。
VCO 受控于()c u t ，使得振荡频率o f 与输入参考频率i f 的频差逐渐减小，直到o i f f =，电路达到稳定平衡状态，即锁定状态。
此时，ϕ∆保持一个不变的稳态相差ϕ∞，以维持电路的平衡状态。
需要指出，环路能达到锁定状态，是在o f 与i f 相差不大的范围内。
2. 几个重要概念 ⑴ 失锁与锁定开始工作时， o i f f ≠，ϕ∆不固定，环路处于不稳定状态，称为失锁。
当o i f f =时，ϕ∆保持常数，电路进入稳定状态，称为锁定。
⑵ 跟踪过程与捕捉过程在环路锁定状态下，如果输入信号频率i f 发生变化，环路通过自身的调节作用，使输出信号频率o f 以同样的规律跟随着变化，并且始终保持o i f f =，这个过程称为跟踪过程或同步过程。
锁相技术实验报告
计算机与信息技术学院锁相技术实验报告一、实验目的1、 熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
2、 观测移相电路的功能及使用方法。
二、实验仪器或设备1、 锁相技术实验性2、 20MHz 双踪示波器3、 连接线三、设计原理1、 移相电路的工作原理U2=jwc R R 1+111U jwc jwRc U ⨯+=⨯ 22)(110)2()(1112wRC wRC U U arctgwRC wRC wRC jwRCjwRC U U +=-<+=+=其模为：π 2、 实验电路本次试验中，实际的RC 移相电路原理如下图所示：四、实验步骤1、将移相器，信号源模块的电源打开。
2、按高频DDS信号源模块的F-PS按键，使LED25亮，按F-UP键，用频率记观察DDSH-OUT的输出，使其输出频率为40K-50K。
3、用连接线将DDSH-OUT连至移相器模块的IN1测试点，用示波器观察移相器OUT1的波形，并对比DDSH-OUT的波形。
4、调节VR161，用示波器同时观察移相器IN1和OUT1的波形。
5、用连接线将相器模块的OUT1连至移相器模块的IN2测试点。
6、调节VR161或VR162，用示波器同时观察移相器IN1和OUT2的波形。
五、结果分析与总结总结：熟悉了由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
观测了移相电路的功能及使用方法。
图一、DDSH-OUT的输出频率为14K的信号源。
图二、用示波器观察移相器IN1和OUT1的波形，分别为余弦和反余弦。
图三、用示波器观察移相器IN1和OU2的波形，分别为余弦和反正弦。
锁相环调频及锁相环调频发射与接收实验实验报告
锁相环调频及锁相环调频发射与接收实验实验报告沈凯捷101180101锁相环调频实验一. 实验目的1．加深对锁相环基本工作原理的理解。
2．掌握锁相环同步带、捕捉带的测试方法，增加对锁相环捕捉、跟踪和锁定等概念的理解。
3．掌握集成锁相环芯片NE564的使用方法和典型外部电路设计。
1.理解用锁相环实现调频的基本原理。
2.掌握NE564构成调频电路的原理和调试，测试方法。
二、实验使用仪器1．NE564锁相和调频实验板2．100MHz泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 低频信号源三、实验内容1. 压控振荡器的测试。
2 . 同步带和捕捉带的测量。
3. 调频信号的产生和测量。
四、实验步骤1. 压控振荡器的测试（1）在实验箱主板上插上锁相环调频与测试电路实验模块。
接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。
（2）把跳线S1，S2，S5，S6，S7断开，S3，S4合上。
单独测试压控振荡器的自由振荡频率。
将双排开关S8的4端合上，此时8200pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的3端合上，此时820pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的2端合上，此时82pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的1端合上，此时22pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
正交鉴频实验报告总结
正交鉴频实验报告总结
正交鉴频实验是一种常用的电信测量技术，用于测量无线电通信系统
中的正交干扰以及频率偏移。
在本次实验中，我们使用了DDS（Direct Digital Synthesis）技术生成了两个正交的信号，并使用带通滤波器和
相干解调器进行信号的分解和检测。
实验结果表明，在正交鉴频技术的应用下，我们成功地实现了信号的
分解和检测。
通过检测两个正交信号的相位差，我们可以准确地测量信号
的频率偏移。
根据实验结果和理论计算，我们得到了较为准确的频率偏移值，证明了正交鉴频技术在频率测量中的可靠性和准确性。
在实验过程中，我们也发现了一些问题。
首先，由于实验设备的限制，我们只能测量较低频率范围内的信号，因此在实际应用中需要注意考虑频
率范围的选择。
其次，由于信号在传输过程中易受到干扰和衰减的影响，
因此在实际应用中需要采取适当的干扰抑制和信号增强措施，以提高测量
的准确性和可靠性。
另外，在信号的处理和分析过程中，需要注意选择合
适的算法和技术，以便更好地解决相关的问题。
综上所述，正交鉴频实验是一种有潜力的电信测量技术，具有较高的
准确性和可靠性。
然而，由于实验设备和环境的限制，目前该技术在实际
应用中仍存在一些挑战，需要进一步研究和改进。
通过进一步的研究和实践，正交鉴频技术有望在无线通信系统中发挥更大的作用，帮助我们更好
地理解和解决相关的问题。
锁相实验报告
实验一 集成压控振荡器构成的频率调制器1.1 实验目的1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。
1.2 预习要求1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。
2.认真阅读指导书，了解566(VCO 的单片集成电路)的内部电路及原理。
3.搞清566外接元件的作用。
4、弄懂实验原理与实验步骤。
5、写好预习报告。
1.3 实验仪器设备1. 双踪示波器，≥60MHz ，1台，可用一般示波器。
2. 频率计，测量范围≥10MHz ，分辨率≤1Hz ，1台（也可使用示波器）。
3. 高频信号发生器，≥60MHz ，1台。
4. 电容表，测量范围10pF~1µF 。
5. 万用表，MF-47或其他，1块（也可使用示波器）。
6. 实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。
1.4 实验原理1、566(VCO 的单片集成电路)的电路组成及工作原理566采用的是积分施密特触发器型的压控振荡器，其原理电路如图15.6.1所示，电路由恒流源控制电路(I O )、积分器(T 1、T 2、T 3、D 1、D 2、C T ) 和施密特触发器三部分组图15.6.1 NE566VCO 原理电路图E C成。
施密特触发器的输入输出信号关系如图15.6.2所示。
施密特触发器的正向触发电平定义为U SP ，反向触发电平定义为U SM ，当电容C T 充电使其电压上升至U SP ，此时施密特触发器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压u 0为高电平；当电容C T 放电时，其电压下降，降至U SM 时施密特触发器再次翻转，输出为低电平从而使u 0也变为低电平。
用u 0的高、低电平控制三极管T 3的通断，也控制了二极管D 1、D 2即S 1和S 2两开关的）闭合与断开。
u 0为低电平时T 3截止，T 1、T 2也截止，二极管D 1截止，D 2加正端高电位，负极低电位导通，这时I 0全部给电容C T 充电，使电容上的电位上升，由于I 0为恒流源，电容电位线性斜升，升至U SP 时u 0跳变为高电平，u 0高电平时控制T 3、T 1、T 2导通，T 1的集电极为低电位，T 2的集电极也是充放电电容电位为高电位，此时D 1导通，D 2截止，恒流源I 0全部流经D 1、T 1到T 3入地，因T 2与T 1同时导通，当两管参数对称时，I B1=I B2，I C1=I C2=I 0，T 2的电流由C T 放电电流提供，因此电容电位线性斜降，降至U SM 时u 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去。
锁相调频与鉴频课程设计
锁相调频与鉴频课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解锁相调频与鉴频的基本原理，掌握相关理论知识；2. 使学生掌握锁相调频与鉴频电路的组成、工作原理及其在实际应用中的重要性；3. 引导学生了解锁相环技术在我国通信、雷达等领域的发展现状和趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际电路问题的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够正确搭建和调试锁相调频与鉴频电路；3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、合作完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发其探索精神；2. 引导学生关注我国电子技术的发展，增强国家意识和自豪感；3. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的学习习惯。
本课程针对高年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论联系实际，突出实践性。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和动手能力，通过理论讲解、实践操作和小组合作，实现课程目标。
课程目标分解为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论部分：（1）锁相调频原理：讲解锁相环的基本概念、工作原理和数学模型；（2）鉴频原理：分析鉴频器的种类、原理及其在通信系统中的应用；（3）锁相调频与鉴频电路：介绍锁相调频与鉴频电路的组成、功能及性能指标。
2. 实践部分：（1）锁相调频电路搭建：指导学生搭建锁相调频电路，掌握调试方法；（2）鉴频电路搭建：引导学生搭建鉴频电路，学会分析电路性能；（3）实验分析与总结：组织学生进行实验数据分析，总结实验规律。
3. 教学进度安排：（1）理论部分：共计4课时，分配如下：第1课时：锁相调频原理；第2课时：鉴频原理；第3课时：锁相调频与鉴频电路；第4课时：课堂小结与答疑。
（2）实践部分：共计4课时，分配如下：第1课时：锁相调频电路搭建；第2课时：鉴频电路搭建；第3课时：实验数据分析；第4课时：实验总结与报告撰写。
教学内容参考教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织，确保教学内容科学、系统。
鉴频器实验报告
实验六鉴频器一、实验内容（注：原始数据见附录）1.脉冲计数式鉴频器用示波器观察记录放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形，如下：Figure 1 无调制时放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形Figure 2有调制时放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形绘制鉴频特性u 0~∆f 曲线如下：Figure 3 脉冲计数式鉴频器u0~∆f曲线分析：从图1，图2中可以看出来：脉冲计数式鉴频器是将调频波变换成瞬时频率与调频波相等的等幅等宽脉冲序列，其平均分量就是原调制信号。
图3，用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.00675v/KHz。
2.锁相鉴频器用示波器观察u FM、u0的波形如下：Figure 4 u FM、u0的波形Figure 5 锁相鉴频器u0~∆f曲线分析：用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.03836v/KHz，这个灵敏度比脉冲计数式鉴频器大的多。
3.相位鉴频器调节电容得到鉴频输出信号波形，如下图所示：Figure 6 u0的波形Figure 7 相位鉴频器u0~∆f曲线分析：用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.02477v/KHz，这个灵敏度比锁相鉴频器的灵敏度稍小，但比脉冲计数式鉴频器大的多。
绘制U0~f曲线如下：Figure 8 相位鉴频器的U0~f曲线用频谱仪扫频观察鉴频特性S曲线如下：Figure 9 鉴频特性S曲线分析：由图8和图9对比，可以看出鉴频特性S曲线很相似，在一定范围内u0~∆f成线性关系，在该范围内可以实现无失真鉴频。
由频谱仪测得最大鉴频带宽2∆f max=320KHz。
二、思考题1.对鉴频器的性能指标要求有哪些？,即单位频偏所产生的输答：鉴频器的三个主要性能指标：其一是鉴频灵敏度Sd|∆f=0；其二为最大鉴频带宽：鉴频器近似线性的解调调出电压的大小：S d=du0df频信号时允许的最大频偏范围；其三为中心频率稳定度。
实验九 锁相鉴频
实验九锁相鉴频实验一、实验目的1.掌握锁相环鉴频器工作原理。
2.熟悉鉴频器主要技术指标及其测试方法。
二、实验原理及实验电路说明1.鉴频原理调频波(FM)解调称为频率检波，简称鉴频。
实现调频波解调的方法有很多，常见的方法有：a．斜率鉴频、相位鉴频、比例鉴频，这些鉴频器电路需要大量的电阻电容等元件，电路形式比较复杂不易于集成；b．移相乘积鉴频、脉冲均值鉴频，这些鉴频器易于集成，但移相乘积鉴频器内部噪声较大，脉冲均值鉴频器线性好、频带宽，但中心频率范围较低；c．锁相环鉴频，它是利用现代锁相技术来实现鉴频的方法，具有工作稳定、失真小、信噪比高等优点，所以被广泛应用在通信电路系统中。
实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频-- 调幅调频变换型。
这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。
第二类是相移乘法鉴频型。
这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。
因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。
第三类是脉冲均值型。
这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。
鉴频器是一种具有移相鉴频特性的的陶瓷滤波元件，主要用在电视机或录像机的伴音中频放大或解调电路中以及FM调频收音机的鉴频器电路中。
它分为平衡型和微分型两种类型，前者用于同步鉴相器作平衡式鉴频解调，后者用于差分峰值鉴频器作差动微分式鉴频解调。
德键调频音频窄带型JTCV10.7M系列贴片鉴频器，搭配多种IC应用于FM程序检验，转换频率为有用的音频信号。
2.锁相环的工作原理锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相环(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成，有时也包含运算放大器。
锁相调频与鉴频实验
高频放大 LM318
Vi(t) J604
低通滤波 R614 C607
调频波输入
二、实验原理
（一）、观察系统的调频情况 ）、观察系统的调频情况 短接K601 1-2，在J601或TP601输入 输入3.5VP-P自振频率的 短接 ， 或 输入 自振频率的 正弦波。 正弦波。 短接K6021-2，在J602 或TP604输入 输入1VP-P频率 频率1KHz的 短接 ， 输入 频率 的 正弦波（可取自函数信号发生器的实验单元， 正弦波（可取自函数信号发生器的实验单元，即连接 J701与J602）。用双踪示波器跟踪观察 ）。用双踪示波器跟踪观察 与 ）。用双踪示波器跟踪观察TP604和TP603， 和 ， 就能清晰地观看到调频波的稀密变化。 就能清晰地观看到调频波的稀密变化。 ）、观察系统的鉴频情况 （二）、观察系统的鉴频情况 在第（ 部分的基础上，联结J603和J604，即将调频 在第（三）部分的基础上，联结 和 ， 波导入解调锁相环。用示波器观察TP604和TP612（或 波导入解调锁相环。用示波器观察 和 （ J605），应能清晰地观察到频率为 ），应能清晰地观察到频率为 ），应能清晰地观察到频率为1KHz，幅度为 P-P的 ，幅度为1V 解调正弦波，与进入J602的低频信号频率相位完全一致。 的低频信号频率相位完全一致。 解调正弦波，与进入 的低频信号频率相位完全一致
二、实验原理
1、集成锁相环调频与鉴频 、 调频是用反映信息的低频信号（调制信号） 调频是用反映信息的低频信号（调制信号） 去控制高频振荡的输出频率， 去控制高频振荡的输出频率，并使之随调制信号 的变化规律而变化。 的变化规律而变化。它的逆过程称为频率解调也 称为频率检波或鉴频。 称为频率检波或鉴频。 本系统实验箱是采用LM4046数字集成锁相 本系统实验箱是采用 数字集成锁相 环（PLL）来实现调频与鉴频。锁相环的内部电 ）来实现调频与鉴频。 路主要由鉴相器和压控振荡器VCO两部分组成。 两部分组成。 路主要由鉴相器和压控振荡器 两部分组成
锁相实验报告
电子信息工程综合实验姓名吴冰清学号 0704210246学院电光学院指导老师谭文实验一虚拟仪器综合使用实验一、实验目的学习掌握虚拟仪器DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的功能及使用方法，达到熟练运用程度。
二、实验仪器1．DSO-2902示波器/逻辑分析仪一台2．PC-LAB20000任意波形信号源一台3．普通示波器/信号源各一台4．微机一台5．微机专用直流电源一台三、实验内容1．了解DSO-2902示波器/逻辑分析仪基本配置。
2．学习硬件及其软件的安装。
3．掌握DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的使用方法。
四、实验结果1．用DSO-2902示波器观察、测试、存储各种信号的波形、幅度、频率。
1）各波形参数特征波形正弦波方波三角波单脉冲串锯齿波标准信号参数频率/Hz 1.5k 500 200k 40k 10 峰峰值V pp/V 1 5 8 3 2.5 直流偏压/V0 2 -1.5 3.5 0测量条件探头比率1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 采样频率/Hz500K 100k 10M 2M 10k X轴灵敏度/us500 500 2.5 25 25k Y轴灵敏度/V0.5 1 1 1 1 耦合方式DC DC DC DC DC测得数据频率/Hz 1.504k 500 200 40 10 峰峰值/V0.98 4.96 7.52 2.92 2.4 直流偏压/V0 2 -1.2 3.44 -0.042）各波形波形图正弦波：图1.正弦波信号源图2.正弦波波形图3.方波信号源图4.方波波形图5.三角波信号源图6.三角波波形图7.单脉冲串信号源图8.单脉冲串波形图9.锯齿波信号源图10.锯齿波波形2．用DSO-2902示波器FFT功能观察各种信号的频谱1) 各波形频谱信号参数频率峰峰值正弦波200kHz8V图11.正弦波信号图12.正弦波频谱（功率谱）信号参数频率峰峰值方波200kHz 8V图13.方波信号图14.方波频谱（功率谱）信号参数频率峰峰值三角波200KHz 8V图15.三角波信号图16.三角波频谱（功率谱）频率峰峰值单脉冲10Hz 2.5V图17.单脉冲串信号图18.单脉冲频谱（幅度谱）频率峰峰值锯齿波10Hz 2.5V图19.锯齿波信号图20.锯齿波频谱（幅度谱）实验二 DDS 信号发生器一、实验目的1. 学习掌握DDS 信号源的原理设计；2. 了解专用AD9850 集成电路芯片功能，用专用芯片设计DDS 信号源；3. 学习掌握一种单片机的编程技巧与单片机的外围电路设置，实现与专用芯片的对接。
鉴频器实验内容
鉴频器实验内容一．脉冲计数式鉴频器特性参数测试1） 接通《脉冲计数鉴频器》电源。
2） 输入端（1TP20）接入1MHz 、2V PP ，频偏200 KHz 调频信号，观察1TP21、1TP22、1TP23、1TP24的信 号波形。
3）信号源频偏调节按50KHz 步进单位，最大500KHz ，测量鉴频输出（1TP24），绘制o u ~△f 曲线，计算灵敏度d S 。
二. 锁相鉴频器特性参数测试（选做）锁相鉴频电路如下图所示，这种电路称为调制跟踪型锁相鉴频。
为了实现不失真的解调，环路的捕捉带必须大于输入调频信号的最大频偏，环路的带宽必须大于输入调频信号中调制信号的频谱宽度。
1W8用于调节VCO 的固有振荡频率。
1） 打开“锁相鉴频”电路电源开关，输入端不接信号，调节1W8，使VCO 的固有振荡频率为500KHz 。
2） 输入端1TP18接入中心频率500KHz ，调制频率1KHz 、最大偏移100KHz 的调频波，观察并记录FM u 、o u 的波形，测量o u 的频率和幅度。
3） 在20 KHz ~ 200 KHz 范围，以20 KHz 为步进单位改变频偏f ∆，观测鉴频输出o u 的幅度，绘制鉴频特性 o u ~f ∆曲线，计算灵敏度d S 。
三.相位鉴频器特性参数测试1. 用频谱仪测试相位鉴频器的鉴频特性（S ）曲线1）接通“斜率与相位鉴频器”电路的电源，开关2K3拨向“相位鉴频”，构成相位鉴频器；2）《频谱仪》射频输出（RF OUT ）连接《鉴频器》输入2TP12；《鉴频特性测试模块》输出端口连接《频谱仪》USB 端口，输入端口连接《鉴频器》输出端口（2TP14）；3）开启鉴频测试【AUX 】→[鉴频测试 开启] →[幅度 ×4 ] →[刻度0.1V /DIV]]；4）设置频谱仪中心频率【FREQ 】为6.3MHz ，扫宽【Span 】为5MHz ；5）开启频标【Marker 】；6）仔细调节电容2C39、2C45和2C46，直到《频谱仪》屏幕上出现以中心频率6.3MHz 上下左右基本对称的鉴频特性“S ”曲线），记录曲线，测量鉴频带宽2△f max ，如图1所示。
高频鉴频实验实验报告
1. 理解高频鉴频的基本原理和过程。
2. 掌握正交鉴频和锁相鉴频两种方法的操作步骤。
3. 学习如何使用实验仪器测量鉴频特性曲线。
4. 了解鉴频灵敏度和线性鉴频范围的概念。
二、实验原理高频鉴频是将调频信号中的调制信息解调出来的过程。
它通过检测调频信号与参考信号的相位差，从而得到调制信号。
本实验主要采用正交鉴频和锁相鉴频两种方法。
1. 正交鉴频：正交鉴频器利用正交信号（即相位差为90度的两个信号）分别对调频信号进行鉴频，然后将两个鉴频信号相加，得到解调信号。
其原理如下：- 将调频信号与正交信号分别送入两个鉴频器，得到两个鉴频信号。
- 将两个鉴频信号相加，得到解调信号。
2. 锁相鉴频：锁相鉴频器利用锁相环（PLL）来实现对调频信号的解调。
其原理如下：- 锁相环由相位比较器、低通滤波器和压控振荡器组成。
- 相位比较器将调频信号与压控振荡器输出的参考信号进行比较，得到误差信号。
- 低通滤波器将误差信号滤波，得到控制信号。
- 压控振荡器根据控制信号调整频率，使输出信号与调频信号同步。
三、实验仪器与设备1. 高频信号发生器2. 双踪示波器3. 鉴频器4. 低通滤波器5. 万用表1. 正交鉴频实验1. 将调频信号和正交信号分别送入鉴频器。
2. 观察示波器上的波形，记录鉴频信号的幅度和相位。
3. 调整鉴频器的参数，使鉴频信号达到最佳状态。
4. 记录鉴频特性曲线。
2. 锁相鉴频实验1. 将调频信号送入锁相鉴频器。
2. 观察示波器上的波形，记录锁相环的锁定过程。
3. 调整锁相鉴频器的参数，使锁相环锁定调频信号。
4. 记录锁相鉴频器的输出波形。
五、实验结果与分析1. 正交鉴频实验结果- 鉴频特性曲线呈现出S形曲线，表明正交鉴频器能够正确解调调频信号。
- 鉴频灵敏度较高，线性鉴频范围较宽。
2. 锁相鉴频实验结果- 锁相环能够迅速锁定调频信号，输出信号稳定。
- 解调信号质量较好，失真度低。
六、实验结论1. 正交鉴频和锁相鉴频都是有效的解调方法，能够将调频信号中的调制信息解调出来。
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正交鉴频及锁相鉴频实验
实验目的：
1、熟悉正交及锁相鉴频器的基本工作原理。
2、了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。
实验内容：
1、了解各种鉴频器的工作原理。
2、了解并联回路对波形的影响。
3、用逐点法或扫频法测鉴频特性曲线，由S曲线计算鉴频灵敏度Sd和线性鉴频范围2Δfmax。
实验仪器：
1、 1 号模块 1 块
2、 6 号模块 1 块
3、 5 号模块 1 块
4、双踪示波器 1 台
5、万用表 1 块
实验原理：
相位鉴频器
先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。
陶瓷鉴频器
陶瓷鉴频器是利用在有用频带内电路的幅度频率具有线性斜率这一特性制成的频率解调器，能使输出电压和输入信号频率相对应。
锁相鉴频
锁相环由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个环路。
为达到锁定的条件,相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压是一个随调制信号频率而变化的解调信号，误差控制信号就是解调信号。
1、乘积型鉴频器
调频波
]
sin
cos[
)(t
m
w
V
t
v
f
c
sm
s
Ω
+
=
移相后的调频调相波
)]}
(
2
[
sin
cos{
)('
'ω
ϕ
π
ω+
+
Ω
+
=t
m
V
t
v
f
c
sm
s
输出 [])(sin 21)()sin (2sin 21)(''''ωϕωϕωsm sm L f c sm sm L s s L o V V K t m V V K V V K t v ++Ω+== 当
r a d 4.0)(≤ωϕ
)(21)(''ωϕsm sm L o V V K t v =
相移与频偏△f 的特性曲线：
)]1(arctan[2)(22
--=o Q ωωπ
ωϕ )2(arctan(2)(o Q ωω
π
ωϕ∆-=
2、鉴频特性
相位鉴频器的输出电压V0与调频波瞬时频率的关系称为鉴频特性，其特性曲线(或称S 曲线)
鉴频灵敏度Sd f V S o d ∆=/
线性鉴频范围： 2Δfmax
3、电路原理图
1、乘积型鉴频器观测
将5号模块上SW1拨至4.5MHz ;
将Vp-p=500mV左右f C=4.5MHz、调制信号的频率fΩ=1kHz（调节低频输出为1kHz左右）的调频信号从P2端输入(将1号模块上“FM调制开关”拨到右边（此时“FM”指示灯会亮）,再顺时针调节“FM频偏”旋钮旋到最大);
用示波器观测TP5，适当调节谐振回路电感T1，调谐并联谐振回路，使其谐振频率为4.5MHz ：使输出端获得的低频调制信号的波形失真最小，幅度最大。
2、逐点描迹法测量鉴频特性曲线
将Vp-p=500mV左右4.5MHz的高频从P2端输入；
测量鉴频器的输出端的电压，用数字万用表(置于“直流电压”档)于测量TP4处输出电压值；
改变高频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值，并填入下表；最后根据表中测量值描绘S曲线。
3、扫频法测量鉴频特性曲线
扫频仪器的扫频信号输出端接电路TP1端输入；
扫频仪器测量端口用信号线（不带整流）接TP4处；
调整扫频仪观测中心频率4.5MHz 处的S曲线
实验数据：
1、乘积型鉴频器观测
输出端获得的低频调制信号：
2、逐点描迹法测量鉴频特性曲线
4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
5.0 F/M
Hz
V0/V 7.86 7.83 7.78 7.69 7.51 7.94 8.52 8.32 8.22 8.16 8.12
4.41 4.42 4.43 4．44 4.45 4.46 4.47 4.48 4.49
F/M
Hz
V0/V 7.49 7.48 7.47 7.48 7.51 7.56 7.63 7.72 7.82
鉴频特性曲线:
3、扫频法测量鉴频特性曲线
乘积型相位鉴频原理
乘积型相位鉴频器实际上是一种正交鉴频器，它由移相网络、乘法器和低通滤波器三部分组成。
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。
锁相鉴频的原理。
PLL技术可以从信号系统的基本知识来理解。
自动频率跟踪/调整（AFT）是以频率作为误差量的负反馈闭环系统，稳态时有残留的频率误差，锁相技术是以相位作为误差量的负反馈闭环系统，稳态时只有残留的相位误差，而相位的微分是频率，误差为零。
由此可以明白，PLL可以无误差的跟踪FM信号的频率，即能够得到与FM信号中心频率fs
相关的本地参考频率fo。
以此fo信号与FM信号做乘法运算，结果即可得到载波上的信号。