变容管调频和鉴频.ppt

实验三.变容管调频电路和鉴频器试验任务与要求实验仪器实验任务与要求基本命题图1.变容管调频振荡器实验电路图如下： 3.电路调整：调整振荡器的工作点为1～3mA，在输出端用示波器观察波形，使波形无失真，幅度最大，记下此时三极管的各极直流电压。
4.静态调制特性的测量
a.变容管偏压从最小值到最大值，间隔0.5V，Cc＝51pF测出相应f的变化，作出f～EQ曲线。
b.改变变容管的耦合电容Cc,取Cc=100pF,重复上述步骤。
c.描绘Cc为不同值时的静态调制特性。
5.LC调频电路实验a.接通电源调节Rw2，在变容管的负端用万用表测试电压，使变容管的偏压为4V。b.用示波器和数字频率计在输出端分别观测频率，在波形最大不失真的情况下，调电感L，使振荡频率为10MHz。c.输入1KHz的正弦调制信号（用EE1641产生），慢慢增加其幅度，用示波器在输出端观察振荡波形（如有频谱仪则可观察调制频偏）。将调制波形换为方波，输出如何。a.用频谱仪观测调频信号，记下不同调制电压所对应的频偏大小，并计算调制灵敏度的数值。
b.改变Cc，观测频偏与接入系数的关系（测试时应同等条件，即偏压相同，调制电压相同）。7.改变调制信号频率，观察调频波的变化情况。
8.改变偏置电压大小，观察调频波的变化情况。
扩展命题b.扫频法（也称连续法）
本实验建议用连续法，测量时将扫频输出加到实验板输入端，用直通测试电缆（不带检波探头）连至扫频仪输入端，合适调整衰减及中心频率度盘，即可观测特性曲线。
4.将调频振荡器和鉴频电路相连，并接上低频放大电路，改变调制频率（音频），听声音的变化情况，并用示波器双踪观察调制信号及调频信号。
实验说明及思路提示实验电路的设计考虑
对调频振荡器的设计首先要考虑主振级电路，对主振级电路的设计请参考实验二振荡器实验的相关内容。在主振电路设计完成后，然后考虑调制电路的设计。设计任务有：选择变容二极管，并确定工作点；选择线路，确定变容二极管的接入系数，确定调制信号电压；验算中心频率偏移量和非线性失真系数等。
1.变容管的选择和工作点的确定：PN结的结电容随所加的电压而变化，因此接到回路中能实现调频。选管时，要选用截止频率高，有足够高的反向击穿电压和反向电流小。变容管上加的反向偏压越大,Q值越高,但要求调制信号电压UΩ也取γ=1/2，由可算出m值

调制电压
4.计算非线性失真系数Kf调频振荡器的频率调制特性

1.静态调制特性：它是指振荡频率f随变容管直流偏压UD的变化特性，即f=φ(UD)曲线，如图2所示。由特性曲线可见，f随偏压的变化不是直线，振荡频率的变化就不能正确地反映调制信号的变化，引入了非线性失真。为了减小失真变容管的偏压应选在线性段的中点。为了改善调制特性，可适当配置电容，可在一定范围内获得较好的静态调制特性，调整方法是改善图3中的Cc和Co。图2.静态调制特性曲线如下：图3.调制特性的改善电路如下：一般Cc取值较大,Co取值较小(由几个P到几十个
P),Cc取值接近Cj（变容二极管结电容）的高端，
远大于Cj的低端,Cc的变化主要影响静态调频特性
低端的曲线形状,其变化如图4所示。
假设Cc足够大且保持不变，改变Co的值，由于
Co的值接近于Cj的低端值，因此改变Co，主要影
响静态特性高端曲线形状，其变化如图5所示，
适当调节Cc、Co的大小，可得到线性较好的静态
调制特性。图4.Cc对静态调制特性的影响如下：图5.C0对静态调制特性的影响如下：2.动态调制特性

当变容二极管静态工作点确定后，加入调制信号
UΩ，这时振荡频率随调制信号UΩ而变化，即
Δf~UΩ曲线称为动态特性曲线，如图6所示,此曲
线可确定频率调制器的调制灵度和最大线性频偏。
测量动态调制特性的仪器连接图如图7(a)所示.
若无频偏仪，则可借助于鉴频器间接测量，见图
7(b)所示.
图6.动态调制特性曲线如下：图7(a).动态调制特性测试方框图：图7(b).动态调制特性测试方框图：
设计计算
设计指标：
振荡器中心频率fo=10MHz
频率稳定度Δf/f0≤1×10-4
调制信号频率F=1KHz
最大频偏Δfm≥±50KHz
调频波非线性失真系数Kf≤10%
输出电压U0≥0.3Vp-p
1.选择电路形式：
如图1，即振荡器用频率稳定度高的西勒振荡器，变容管采用部分接入。
2.振荡回路计算：
有关三端LC振荡器内容请参照实验2，因电感L可调，故f0=10MHz情况下，上节设计用的C1=200PF，C2=510PF，C3=100PF，C4=51等参数保持不变。
3.调制电路的设计：
变容管选用2CC系列即可（2CC系列管参数请见附录），并设其EQ=4V（表示反偏）时，Cj0＝50pF,γ=1/2.*实测时，静态下通过替代法得到Cj0的大小(即频率不变用一