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高频实验_锁相环频率解调器_压控振荡器频率调制器.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.28M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    实验十 集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器 一、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。 二、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（VOC 的单片集成电路）的内部电路及原理。 3.高清 566 外接元件的作用。 三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.频率计 3.万用表 4.电容表 5.实验板 G5 四、实验电路说明 图 9-1 为 566 型单片集成 VCO 的框图及管脚排列 图 9-1 图 9-1 中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为 Vsp，反向触发电平定义为 VSM，当电容 C 充电使其电压 V7（566 管脚⑦对地的电压）上升至 VSP，此时幅度鉴别器翻转，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 Vo 为高电平；当电容 C 放电时， 其电压 V7 下降，降至 VSM 时高度鉴别器再次翻转，输出为低电平而使 Vo 也变为低电平，用 Vo 的高、低电平控制 S1 和 S2 两开关的闭合与断开。Vo 为低电平时 S1 闭合，S2 断开，这 时 I6=I7=0，Io 全部给电容 C 充电，使 V7 上升，由于 Io 为恒流源，V7 线性斜升，升至 VSP 时，Vo 跳变高电平，Vo 高电平时控制 S2 闭合，S1 断开，恒流源 Io 全部流入 A 支路，即 I6=Io， 由于电流转发器的特性，B 支路电流 I7 应等于 I6，所以 I7=Io，该电流由 C 放电电流提供， 因此 V7 线性斜降，V7 降至 VSM 时 Vo 跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I7 及 Vo 波形 如图 9-2。 图 9-2
    566 输出的方波及三角波的载波频率（或称中心频率）可用外加电阻 R 和外加电容 C 来确定。 f   VV 8 5 VCR   8 ( Hz ) 其中：R 为时基电阻 C 为时基电容 V8 是 566 管脚⑧至地的电压 V5 是 566 管脚⑤至地的电压 五、实验内容及步骤 实验电路见图 9-3 图 9-3 566 构成的调频器 图 9-4 输入信号电路 1.按图接线，观察 R、C1 对频率的影响（其中 R=R3+RP1）。  将 C1 接入 566 管脚⑦，Rp2 及 C2 接至 566 管脚⑤；接通电源（±5V）。  调 Rp2 使 V5=3.5V，将频率计接至 566 管脚③，改变 RP1 观察方波输出信号频率，记录 当 R 为最大和最小值时的输出频率。当 R 分别为 Rmax 和 Rmin 及 C1=2200 时，计算这二种情 况下的频率，并与实际测量值进行比较。用双踪示波器观察并记录 R=Rmin 时方波及三角波 的输出波形。 当 R 最小时，理论值 测量值 当 R 最大时，理论值 测量值 f f f f max max min min       VV 5 8 VCR   8 VV 8 5 VCR   8 VV 8 5 VCR   8 VV 8 5 VCR   8   ( Hz ) =45.45KHz  .38 608 KHz  09.34 KHz  .29 368 KHz 误差分析：实验室中有的器件老化了，接线柱上两个距离近的接口用了一根很长的导线等， 都会导致精确度不高，还有测量时电压不稳定，也会导致测量时候数据的不准确。 2.观察输入电压对输出频率的影响 直流电压控制：先调 RP1 至最大，然后改变 RP2 调整输入电压，测当 V5 在 2.2V~4.2V 变 化时输出频率 f 的变化，V5 按 0.2V 递增。将测得的结果填入表 9.1。 V5（V） 2.2 2.4 2.6 2.8 f（KHz） 60 .1 57.0 53.1 48.7 表 9.1 3.0 3.2 43 37 .5 .4 3.4 30.8 3.6 3.8 4.0 4.2 24 .1 17.5 10.8 4.0
    用交流电压控制：仍将 R 设置为最大，断开⑤脚所接 C2、RP2，将图 9-4（即：输入信号 电路）的输出 OUT 接至图 9-3 中 566 的⑤脚 （a）将函数发生器的正弦波调制信号 em（输入的调制信号）置为 f=5KHz、Vp-p=1V，然后 接至图 9-4 电路的 IN 端。用双踪示波器同时观察输入信号 em 和 566 管脚③的调频（FM）方 波输出信号，观察并记录当输入信号幅度 Vp-p 不要大于 1.3V。 注意：为了更好的用示波器观察频率随电压的变化情况，可适当微调调制信号的频率，即可 达到理想的观察效果。 观察如下图所示 （b）调制信号改用方波信号 em，使其频率 fm=1KHz，Vp-p=1V，用双踪示波器观察并记录 em 和 566 管脚③的调频（FM）方波输出信号。 观察如下图所示： | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
    实验十一 集成电路(锁相环)构成的频率解调器 一、实验目的 1．弄清用锁相环构成调频波的解调原理。 2．学习掌握集成电路频率调制器/解调器系统的工作原理。 二、预习要求 1.查阅有关锁相环内部结构及工作原理。 2.弄清锁相环集成电路与外部元器件之间的关系。 三、实验仪器 1、高频实验箱 2、高频信号发生器 3、双踪高频示波器 4、扫频仪 5、万用表 6、实验板 G5 四、565 锁相环(PLL)集成电路说明 1 台 1 台 1 台 1 台 1 块 1 块 图 10-1 565（PLL）的框图及管脚排列 图 10-1 为 565(PLL 单片集成电路)的框图及管脚排列,锁相环内部电路由相位鉴别器、 压控振荡器、放大器三部分构成,相位鉴别器由模拟乘法器构成,它有二组输入信号,一组为 外部管脚②、③输入信号 e1,其频率为 f1；另一组为内部压控振荡器产生信号 e2，经④脚 输出,接至⑤脚送到相位鉴别器,其频率为 f2，当 fl 和 f2 差别很小时可用频率差代表两信 号之间的相位差,即 fl–f2 的值使相位鉴别器输出一直流电压,该电压经⑦脚送至 VCO 的输 入端,控制 VC0,使其输出信号频率 f2 发生变化,这一过程不断进行,直至 f2=fl 为止,这时称 为锁相环锁定。 五、实验内容及步骤 实验电路如图 10-2 所示。
    图 10-2 565(PLL)构成的频率解调器 1.正弦波解调器 调 Rp 使其中 VCO 的输出频率 fo(④脚)为 50KHz。先按实验的要求获得调频方波输出信号, 要求输入的正弦调制信号 e m 为:Vp-p=0.8V,f=lKHz,然后将其接至 565 锁相环的 IN 输入端, 调节 565 的 Rpl(逆时针旋转)使 R 最小,用双踪示波器观察并记录 565 的输入调制信号 e m 和 565“B”点的解调输出信号。 波形如下图所示： 2.相移键控解调器：用峰一峰值 Vp-p=0.8V,fm=1KHz 的正弦波做调制信号送给调制器 565, 分别观察调制器 565 的调制信号和比较器 311 的输出信号。在试验中我测得了同步上限频率 上f ，同步下限频率 下f ，捕捉上频率 上f ，捕捉下频率 下f 。 ' ' 上f =83.2HKz 下f =7.27KHz 上f =69.2KHz 下f =31.4KHz ' ' 捕捉带 f f '  f ' 上  f ' 下  8.37  f 上  f 下 93.75
    实验心得 在本次试验中我学到一些比较新鲜的东西，因为在做此实验之前，由于急急忙忙的应付 考试，所以我没有好好的去查找相关的资料和教科书上相关的知识点，从而影响了在做整个 实验的时候思路的连贯性。但是我一边在做实验的时候，一边向旁边的同学请教，同时还请 教老师一些现在想起来非常幼稚的问题，但是有些东西不问自己就永远不知道当时的迷惑， 所以现在想起来，当时问的问题还是对现在重新来复习相关的知识是有帮助的。 此次做实验我了解了了压控振荡器并用它构成频率调制原理和锁相环构成调频波的解 调原理，掌握了集成电路频率调制器和解调器的工作原理。然而在做完实验之后我重新复习 书上相关的知识点时，感觉复习起来有一种非常熟悉的感觉，可以说是一种实践操作之后再 回顾书上的东西时，学起东西来非常轻松，这对于我们工科专业学生来说，实践与理论相结 合是学习的良好方法，动起手来比我们在这里干瘪瘪的学知识点有趣多了。 从第一个实验的控制电压和输出频率的变化曲线来看，曲线的线性程度较好，用压控振 荡器直接调频可获得比较大的频偏。所以压控振荡器直接调频的主要优点是：在实现线性调 频的要求下，可以获得相对较大的频偏。它的主要缺点是：调频过程中会导致载频（FM 波 的中心频率）偏移，频率稳定性较差。通常需要采用自动频率微调电路来克服载频的偏移。 在第二实验中，开始对我们要测的同步上下限频率和捕捉带上下限频率不是非常了解，但是 后来在同学的帮助下知道该怎么去调试，怎么去得到这个实验的结果。这里需要注意同步带 和捕捉带的一些调试问题，应该使压控振荡器的中心频率落在捕捉带内，这样才能获得调频 信号。锁相环为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，其用途是在收、发通信双方建立 载波同步或位同步。锁相环还有一些优点：良好的跟踪特性；良好的窄带滤波特性；锁定状 态无剩余频差；易于集成化。 总之，通过本次实验使我更深刻地了解到了实践的重要性，通过实验我更加体会到了“学 以致用”这句话的道理，终于体会到“实习前的自大，实习时的迷惘，实习后的感思”这句 话的含义了，有感思就有收获，有感思就有提高。巩固了我的部分理论知识掌握了电子元器 件的识别方法和频率调制解调的原理，培养了我的实践技能，更为了我以后的学习相关知识 奠定了一定的基础。 最后附上：
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