電容耦合鑒相器實驗的原理和電路
1. 電容耦合鑒相器的實驗目的
2. 進一步學習和掌握頻率解調的相關理論。
3. 了解電容耦合環路鑒相器的工作原理。
4. 了解鑒頻特性(S曲線的調試和測試方法)。
2.
實驗中使用的儀器
1. 電容耦合鑒相器實驗板。
2. 20MH雙蹤示波器。
3. 萬用表。
4.頻率掃描儀{觀察頻率鑒別特性(S形曲線)是可選的,本步驟實驗需要頻率掃描儀}。
3. 實驗的基本原理和電路
1. 實驗的基本原理。
從調頻波中取出原始的調制信號稱為鑒頻,又稱鑒頻。完成鑒頻器功能的電路叫做鑒頻器。于調頻波的高頻振蕩頻率的變化中包含了調制信息,因此調頻波的解調任務是要求鑒頻器的輸出信號與輸入調頻波的瞬時頻移成線性關系。
該鑒頻器實際上由兩部分組成:1.通過諧振電路將等幅調頻波轉換成幅度隨瞬時頻率變化的調幅調頻波;2.用二極管檢波器進行幅度檢測,恢復調制信號。
鑒頻器按工作原理可分為:斜坡鑒頻器、參差調諧鑒頻器、鑒相鑒頻器、比率鑒頻器、
脈沖計數鑒頻器。
本實驗所用的鑒相器。鑒頻鑒頻器利用環路的相頻特性實現調頻波到調幅調頻波的轉換,它是將調頻信號的頻率變化轉換成兩個電壓之間的相位變化,再將相位變化轉換成相應的幅度變化,然后用幅度檢測器檢測幅度變化。
鑒相鑒頻器由兩部分組成:頻率—相位轉換電路和鑒相器。輸入的調頻信號經過正向和反向并聯二極管D1和D2的限幅,然后加到放大器T的基極。放大管的負載是頻率-相位轉換電路,它是由電容CV3耦合的雙調諧電路。初級和次級都被調諧到中心頻率。一次回路電壓直接加到二次回路串聯電容C4、C5的中心點,作為鑒相器的參考電壓。同時通過電容CV3耦合到二次電路作為鑒相器的輸入電壓,加到L2兩端表示。相位檢測器采用兩個并聯的二極管檢測電路。檢測到的低頻信號通過RC濾波器輸出。
圖1頻率—電壓轉換的原理圖。
3. 電容耦合鑒相器實驗示意圖。
容耦合鑒相器的實驗原理如圖2。
圖2電容耦合鑒相器實驗電路。
4. 實驗內容
1. 調頻-鑒頻器過程觀察:用示波器觀察調頻器的輸入輸出波形,鑒頻器的輸入輸出波形。
2. 鑒頻特性觀察(S形曲線)(可選)。
3. 觀察初級回路電容、次級回路電容和耦合電容變化對FM波解調的影響。
4. 觀察初級回路電容、次級回路電容和耦合電容變化對S形特性曲線的影響。
5. 實驗步驟
1. 將實驗電容耦合電路鑒相器和變容二極管頻率調制器模塊插入實驗箱主板上,打開實驗箱上的電源開關電源指示燈。。
2. 調頻-鑒頻過程的觀測。
用示波器觀察頻率調制器的輸入、輸出波形,鑒頻器的輸入、輸出波形。
用一個實驗性的六變容二極管頻率調制器模塊產生一個FM波(由示波器監測),并將頻率調制器單元的輸出連接到鑒頻器單元的輸入IN。
用雙蹤示波器觀察變容二極管調頻模塊的輸入信號波形和鑒頻器輸出信號(OUT)波形。如果波形不好,調整VC1、VC2、VC3、W1,使鑒頻器的輸出波形幅值盡可能大。波形盡可能好。
在實驗報告紙上畫出變容二極管調頻模塊的輸入信號波形和鑒頻輸出信號(OUT)波形,并進行比較。
如果變容二極管頻率調制器模塊上的調制信號幅度增大,鑒頻器輸出信號幅度也會相應增大。
6. 實驗報告要求
1. 在實驗報告紙上畫出變容二極管調頻模塊的輸入信號波形和鑒頻輸出信號(OUT)波形,并進行比較。
2. 分析了鑒頻器模塊的環路電容CV2和耦合電容CV3對鑒頻性能的影響。
3. 總結從這次實驗中獲得的經驗。
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