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1、高频实验报告（四）二极管比例鉴频器组员座位号 16实验时间 周一上午目录一、实验目的 3二、实验原理 3三、实验内容 53.1 实验准备 53.2 电路调整 53.3 鉴频过程观察 5四、实验报告要求 64.1 基本要求 64.2 提高要求 6五、实验参数设计 6六、实验结果记录 76.1 基本要求部分 76.2 提高要求部分 9实验目的1. 掌握二极管比例鉴频器的工作原理和电路特点。2. 掌握二极管鉴频电路的调试过程，了解其中各谐振回路对于鉴频特性的 影响。3. 了解鉴频电路中各关键点的波形特征。4. 了解比例鉴频器的自限幅特性。实验原理从调频信号中将调制信号分解出来的电路称为频率解调电路或
2、鉴频电路，简称鉴频器。本设计使用常用的鉴频电路“比例鉴频器”，如图4.1所示。图中T初级回路和次级回路都调谐到本实验所选择的中心频率 fo上,为使 电路对称，还应选择二极管 Di，D2特性尽可能一致。调频信号在图 4.1中加到 初级回路两端，鉴频器输出电压Vd由检波负载电容Cd3、Cd4的中点（即接线柱 端）对地输出。图4.1比例鉴频频器电路可将图4.1改画成图4.2的等效电路。D2图4.2比例鉴频器等效电路输出电压Vo 2 1K(4-1)其中,K为两个检波器输出电压的比值;VC4(4-2)其中；(4-3)广 V 、fV0 = VC 3 + VC4 = VC3 1 += ! 1 +|C3I V
3、c3丿(K丿这种鉴频器的输出电压Vd除了与鉴频器中两个检波器输出电压Vc3和Vc4之和有关外，还与两个检波器输出电压 Vc3和Vc4的比值有关。4.3中实线所示一般称它为“鉴频特性曲线”或简称鉴频器“ S曲线” o曲线表明在一定频 率范围内，鉴频器输出电压与输入信号频率有线性的比例关系。 鉴频特性曲线也 可能是图4.3中虚线情况，这取决于鉴频器中线圈及二极管的接法。但不管哪种 形式，并不影响鉴频器工作性能。鉴频特性曲线线性部分（即在 f二fo附近）的斜率（以Sd表示）称为鉴频器的鉴频灵敏度，即VDf(4-4)在图4.2中，将电容Cd的容量取得足够大，则由于大电容的滤波作用，使得当鉴频器输入信号
4、幅度有较快变化时（即有寄生调幅），Cd两端电压V。仍可保 持不变。这样，鉴频器输出电压 Vd将只与比值K有关，而K的大小又只与输入 信号的频偏有关。因此，比例鉴频器不但能有效地从调频信号中取出调制信号（实 现了鉴频），而且还能抑制调频信号中的寄生调幅。三、实验内容3.1实验准备根据实验提供的参数，计算C3a和C4a的值，选择合适的电容器插入实验板。在实验板上R5的位置，插入51“的电阻。在实验板上Ri的位置，插入10k1的 电阻。接通实验板电源，实验板上的电源指示发光二极管点亮。3.2电路调整一、将信号发生器输出1 （Output 1）连接到比例鉴频器的输入（Ji）上，输 出扫频信号。将比例鉴
5、频器的输出（JR连接到示波器输入端。二、用示波器观察S曲线。若无法看到S曲线，或者S曲线的中心频率偏离 10.7MHz太远，则应检查C3a和C4a的容量是否选择正确。若 S曲线的中心频率接近 10.7MHz贝U可以缩小信号发生器的扫频宽度为 500kHz,作进一步的调整。三、调节C3b和C,使得S曲线的中心频率精确等于10.7MHz且有良好的对称 性和线性。记录S曲线的形状和参数。3.3鉴频过程观察一、将信号发生器输出1 （Output 1）连接到比例鉴频器的输入（JJ上。将 比例鉴频器的输出（J2）连接到示波器输入端。二、 将输出信号模式设为为FM载波频率为10.7MHz调制频率为1kHz，
6、最 大频偏为160kHz,输出幅度为2mV三、 调节示波器，使能够观察到鉴频输出波形，即频率为1kHz的正弦波。此 时若改变信号发生器的调制频率，可以观察到鉴频器输出信号的频率改变。四、改变信号发生器的输出载频信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会相应 改变。从输出载频幅度等于6dBm开始，逐点记录输入输出的幅度，直至输出载频 幅度达到40dBmt。四、实验报告要求4.1基本要求一、完成电路计算和调试，观察和记录 S曲线，观察和记录输出波形。二、根据S曲线，计算比例鉴频器的鉴频宽度和鉴频跨导。鉴频宽度BW =fmax - fmin，鉴频跨导S二仏 。式中，f max、f min分别是S形曲线的上、
7、下BW峰点对应的频率；Vmax Vmin分别是S形曲线的上、下峰点对应的幅度值。三、记录比例鉴频器的自限幅特性，画出比例鉴频器的输入幅度一输出幅度 关系曲线。4.2提高要求一、逐步增大输入调频信号的最大频偏， 观察鉴频器的输出信号波形，直至 出现明显的失真。记录并解释上述现象。二、在T1谐振回路两端加接R4以改变其C值，观察比例鉴频器的S曲线形状的 改变。记录并解释上述改变。三、通过改变C3和C4,分别改变T1谐振回路和T2谐振回路的谐振情况，观察 它们对于S曲线形状的影响。记录并解释上述结果。五、实验参数设计实验电路:C10丰0.01u _R18.2k+ 12VC3BC3A 2/7p4 I3
8、C4A工C4B2/7pR61kDiNR71kD2C5330pC6330pCiiO.Olu丄C710u10kJ10kC20.01uC1J1 0.01uR23.9kTiR51n51C8 :330pR103.9kO.OluC9T1：1-2,14T ; 2-3,7T ; 4-5,7T ; T2: 1-2,8T ; 2-3,8T ; 4-5,1TLt1 (1-3)+L t2(4-5) 4H; Lt2 (1-3)2.1 JH图4.4比例鉴频器实验电路因为 L1 = 4mH ,1LWH，根据 f.LC ,f = 10.7MHz计算得至U C3 =55.3pF , C4 =105.4 pF因此，取C3A =
9、51p瓷片电容，Csb =20p可调电容；取C4A -100p瓷片电容,C4B=20p可调电容。六、实验结果记录与分析6.1基本要求部分1. S曲线记录输入：扫频信号，中心频率10.7MHz,扫频宽度0.8MHz(10.3 MHz-11.1MHZ，输出幅度20mV输出S曲线： 0 MSPkHz- OO 1.91 HZ-B.20mVIS.COH1Vcoms1k AoO 10 OmVA,A *0.00080 12L4mV 一值最大值怖准空财.肛He1.58478.2mO-4 SmV14.45.6m3 1 D|i13t54：1*2.鉴频宽度和鉴频跨导的计算所需数据并不是直接从S曲线上读出，而是采用正
10、弦波输入，改变 其频率，看输出电平。记录Vmax和Vmin所对应的f。输入：正弦波信号，幅度Vpp=1V输出： f=10.7MHz 对应 Vo= -4.62 mVf min=10.52MHz 对应 Vnin= -592 mVma=10.92MHz 对应Vma= 608mV所以得鉴频宽度:BW= f -maxfmin =0.40MHz鉴频跨导:S = Vmax -Vmin = 1.20V= 3.0V/MHzBW 0.40MHz3. FM鉴频波形输入：模式为FM载波频率10.7MHz,调制频率1kHz,最大频偏160 kHz输出波形：最小值25.2m怖准匚2.227e.SSni1 OOlkH? 1
11、.000k &+.4H1V1,1,OOM加秽ti *o. ooooo 10Lsomvl.ODSk91.6m” 理冃 2014可以看到，鉴频得到的信号频率为 1.001kHz，但是幅度较小DO4T72kHf-1 5.&QmVOG37.5 HZA39S .4 HZ4.自限幅特性输入：FM波载波频率10.7 MHz最大频偏160kHz输入幅度（V）输出幅度（mVVpp0.10.20.30.40.50.6V)pp20.823.224.825.62828.8VPP0.70.80.91.01.21.4V)pp3031.23233.641.643.2Vpp1.61.82.02.22.42.6V)pp46.4
12、48.851.254.457.660.8VPP2.83.03.23.43.63.8V)pp6467.269.673.676.880.8Vpp4.04.24.44.64.85.0V)pp83.288.89293.693.694.4VPP5.25.45.65.86.06.2Vopp94.49288.8848076可以看到当输入幅度超过1V时，输出幅度变化十分缓慢。 经MATLA拟合，得到自限幅特性曲线：6.2提高要求部分 1增大频偏，观察输出波形输入：FM波，载波频率10.7 MHz输入幅度1V输出波形记录如下：频偏为160KHz此时波形无失真 之后逐渐加大频偏，波形均无失真频偏为210kHz此时
13、波形底部开始出现失真频偏为240kHz底部明显失真 之后失真越来越明显分析：之前已经计算过，本电路鉴频宽度为 0.4MHz,所以在此范围内，鉴 频效果较好，超出此范围，就会出现失真。所以理论上频偏为 200kHz时会出现 失真，实际观察发现从210kHz开始失真，理论与实际较为符合。2.改变Q值，观察S曲线实验中，随着R4阻值的减小，输出幅度减小，S曲线形状变差 随着R4阻值变化大致波形如下（由于未记录，这里手绘）分析：随着R4的减小，Q值减小。Q值减小降低了回路放大倍数，导致输出幅度 变小。同时Q的减小也会降低谐振回路的选频性能。欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求
