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1、通信电路实验报告 50MHz FM/FSK 无线收、发信机实验 班级: 学号: 姓名: 日期:2014 年 6 月 12 日 目录 1实验目的2 2实验预习2 2.1发射机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2.2接收机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 3实验数据整理3 3.1发射机部分 (正常工作电源电压 5V . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3.1.1调
2、试三倍频谐振回路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3.1.2测量输出功率 (接 50 假负载，无调制信号). . . . . . .4 3.1.3静态调制特性测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3.2接收机部分 (正常工作电源电压 12V) . . . . . . . . . . . . . . . .6 3.2.1扫频仪测量 10.7MHz 陶瓷滤波器幅频特性曲线 . . . . . .6 3.2.2用逐点法测量第二中频 455kHz 陶瓷滤波器的幅频特性 . .7 3.2.3用逐
3、点法调测鉴频特性曲线 . . . . . . . . . . . . . . . . .8 3.2.4用频率计测量第二本振信号频率，记录该频率值 . . . . . .10 3.2.5开环 VCO 压控特性测量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 3.2.6锁相频率合成器工作频率范围的测量 . . . . . . . . . . . .11 3.2.7双模前置分频器输出频率测量 . . . . . . . . . . . . . . . .12 3.2.8第一本振信号的频谱纯度测量 . . . . . . . . . . . . . . . .12
4、3.2.9调测接收机灵敏度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 3.2.10 测试接收机最大不失真解调范围 . . . . . . . . . . . . . . .14 3.2.11 测试接收机输入端选频匹配网络的镜像频率干扰抑制性能14 3.3收、发联机实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 3.3.1方波传输. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 3.3.2方波传输. . . . .
5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 3.3.3正弦信号传输 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 4思考题解答16 1 1实验目的 1. 了解无线收、发信机的构成及其性能指标； 2. 掌握个单元电路的工作原理和性能，弄清它们在系统中所处的地位与作 用； 3. 了解二次变频超外差接收机的特点，掌握其工作原理； 4. 了解射频电路系统的工作特点，学会正确使用仪器调测无线收、发信机性 能的方法 2实验预习 2.1发射机 发射机原理框图如下所示 图 1: 发射机原理框图 发射机通
6、常由高频振荡器、调制器、上变频器、高频功率放大器、带通滤波 器等模块组成。其任务是完成基带信号对载波的调制，将其变换为占有一定频 带的已调信号，并通过上变频将已调信号的频谱搬移到所需的发射频段上，再 由功率放大器将已调信号放大到一定的功率水平，然后经天线发射出去。对于 调幅发射机，要求只改变载波频率，而不改变已调信号的频谱结构，一般采用 上变频器实现。 2.2接收机 发射机原理框图如下所示 图 2: 接收机原理框图 2 接收机通常包括带通滤波器、高频小信号放大器、本地振荡器、下变频器、 中频放大器、解调器等功能模块。下变频将高频已调信号的频谱搬移到适合解 调或进行模数转换的频段。 3实验数据整
7、理 3.1发射机部分 (正常工作电源电压 5V 3.1.1调试三倍频谐振回路 不加调制信号，在输出端接 50 假负载，逐级调试三级 LC 谐振回路，用 100MHz 示波器分别观察并记录 H3、H4、H5 三个监测点处的三倍频波形并标 上幅度；用频率计测量 H5 处信号的频率。 按照实验指导书上电路图，正确连接跳线后实验结果如下： 1. H3、H4、H5 测量点幅度 测量点Vopp H3240 H4820 H51480 2. 晶体本振频率及 H5 信号频率 本振频率16.257MHz H5 信号频率48.76394MHz 三个测量点处输出结果如下： 1. H3 处结果 图 3: H3 输出波形
8、 3 2. H4 处结果 图 4: H4 输出波形 3. H5 处结果 图 5: H5 输出波形 可见通过选频网络后从 H5 处输出了较好的三倍频信号。 3.1.2测量输出功率 (接 50 假负载，无调制信号) 各级均调谐后，在 50 负载上用 100MHz 示波器测量 VCC= 3 9V 不同工 作电压下的输出信号幅度并计算出对应的功率值。 实验结果如下： 4 VCCH5 输出幅度功率 30.885V7.83mW 41.210V14.6mW 51.480V21.9mW 61.730V29.9mW 71.980V39.2mW 82.210V48.8mW 92.400V57.6mW 可见随着 V
9、CC的增加，输出功率值逐渐增大。 3.1.3静态调制特性测试 调节发射板上电位器 RW1，使发射机 H1 测试点的电压在 0 2V 之间变 化，用频率计在 H5 端测量相应信号的输出频率。 实验数据如下: H1 电压幅度 (V)H5 输出频率 (MHz) 0.2048.772635 0.4148.772503 0.6148.770789 0.8048.767073 1.0048.763542 1.2048.760636 1.4048.757853 1.6148.756390 1.8148.756099 2.0148.756060 H5 输出频率随 H1 电压变化关系图如下所示： 5 图 6:
10、H5 输出频率随 H1 电压变化关系图 从实验数据中可以看到，在发射频率附近，调制特性曲线的斜率绝对值较 大，而在远离发射频率处，调制特性曲线的斜率绝对值较小。实验中调节 RW1 使 H1 直流电压为 1V 左右，达到最佳静态调制特性。 3.2接收机部分 (正常工作电源电压 12V) 3.2.1扫频仪测量 10.7MHz 陶瓷滤波器幅频特性曲线 在 BP1-IN 端口加入扫频信号，将 BP1-OUT 接至扫频仪 Y 输入口，记录 扫频仪上所示曲线 3dB 带宽。 幅频特性曲线如下所示: 6 图 7: 陶瓷第一中频滤波频率特性 相关数据如下表所示： 中心频率10.811MHz 3dB 频点 (左
11、)10.689MHz 3dB 频点 (右)10.913MHz 3dB 带宽224kHz 从实验中可见，虽然陶瓷滤波器价格低廉，但其滤波效果还是能够满足实验要 求的。 3.2.2用逐点法测量第二中频 455kHz 陶瓷滤波器的幅频特性 使用逐点法，测量结果如下: 7 输入频率 (kHz)输出幅度 (mV) 45255.2 45364.2 45474 45584 45691.8 45794.6 45891.6 45984 46075 46166.4 46259.2 46353.2 相关数据如下 中心频率457kHz 3dB 频点 (左)453kHz 3dB 频点 (右)461kHz 3dB 带宽7
12、kHz 幅频特性曲线如图所示: 图 8: 陶瓷第二中频滤波频率特性 3.2.3用逐点法调测鉴频特性曲线 测试前先调移相网络，使得 f = 0 点的输出电压值为 0。实验结果如下: 8 输入频率 (kHz)直流电压 (V)输入频率 (kHz)直流电压 (V) 4453.004463.00 4472.984482.96 4492.934502.89 4512.844522.78 4532.714542.62 4552.534562.43 4572.334582.22 4592.114602.01 4611.914621.81 4631.734641.66 4651.604661.55 4671.5
13、14681.48 4691.454701.44 4711.434721.42 4731.424741.42 4751.42- 鉴频特性曲线如下所示 图 9: 鉴频特性曲线 从图中可见线性范围为 463-463 = 10kHz。 9 3.2.4用频率计测量第二本振信号频率，记录该频率值 使用频率计测得到第二本振荡信号频率为 10.243MHz。通过上述频率的测 量，可以计算的到第一本振信号频率为 48.764-10.243-0.457 = 38.064MHz。第 一中频信号频率 10.243+0.457 = 10.700MHz。 3.2.5开环 VCO 压控特性测量 调节电位器 RW3，使接收芯
14、片 VCO 压控端 23 脚直流电压按照 0.8、1.0、 1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0V 变化，用频率计在 LO 监测点测量相 应 VCO 输出信号频率。 实验结果如下: VE 孔电压 (V)VCO 输出信号频率 (MHz) 0.836.391 1.036.796 1.537.357 2.037.674 2.537.877 3.038.025 3.538.144 4.038.247 4.538.325 5.038.397 作出开环 VCO 压控特性曲线如下： 10 图 10: 开环 VCO 压控特性曲线 本实验中第一本振频率为 38.064MHz，实验中测得
15、 VE 孔电压为 3.15V，可 见符合控制电压在 2 4V 之间的要求。 3.2.6锁相频率合成器工作频率范围的测量 通过拨动锁相频率合成器的 N、A 拨码开关，改变 N、A 值，通过观察锁定 指示灯的亮暗，测量工作范围。结果如下: N 置数N 值A 置数A 值 011101011047000111115 011110000048010000032 由公式 f = (PN + A)frP = 40 取 fr= 2kHz, 则有 fL= (470 40 + 15) 2 103= 37.63MHz fH= (480 40 + 32) 2 103= 38.464MHz 此外调整 N、A 值有 N=
16、475、A=32，可得到频率输出正好为 38.064MHz。整 理表格如下 锁定下限锁定中频锁定上限 37.630MHz38.064MHz38.464MHz 11 3.2.7双模前置分频器输出频率测量 将 N、A 开关调至中频 38.064MHz，使用频率计测量 fin口频率。得到 fin= 949.993kHz。MC12016 双模前置分频器将中频信号进行 40 倍降采样，计 算得到 fin的理论值为 fin= 38.064 106 40 = 951.6kHz 实验测得 fin= 949.993kHz。与与理论值有 1.05% 的差距。 3.2.8第一本振信号的频谱纯度测量 用频谱分析仪测量第一本振信号的频谱纯度，结果如下。 频率幅度 10.08MHz-40.0dBm 37.78MHz-4.45dBm 76.27MHz-21.7dBm 114.3MHz-38.1dBm 152.4MHz-34.8dBm 频谱分析显示结果如图 图 11: 频谱分析结果 测量 10kHz、100kHz 相位噪声结果如下： 1. 10kHz 相位噪声 测量结果
