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1、变容二极管直接调频实验预习报告学号姓名实验台号04-*一、实验目的1、进一步掌握实现调频的方法及其电路组成。2、了解变容二极管调频电路的组成和基本工作原理。、实验仪器数字万用表、数字频率计、数字示波器、直流稳压电源三、实验原理R3104J i C10"lOOu1OOKR1p47K«jbgiW16LC2 1'-200P g jOK163R2R3100K固定电感tl2V RFC< FanXA ciR4Oikr+llamT DW3C2 ;2二 PoopRtXcnXkRFC 2C12 &k530P5/20 zX1C3/175QPCi/2soapJOOPLlS3
2、 uhCT20P1WKKt '2DW24COUT1、实验原理(1) 变容二极管调频原理所谓调频，就址把要传送的信息(例如语言、音乐)作为调制信兮去控制伐波(高 频振荡)的瞬时频率，使其按调制信息的规律变化。设调制信号:Uq (t) = VoCOsQt.载波振荡电压为:a (t) = AOcoswot根据定义，调频时载波的瞬时频率3 (t)随Uq (t)成线性变化，即3 (t) = 3。+ KfVncosQt =3。+ acosQl(6-1)则调频波的数字表达式如卜：KfVnar(t) = A0cos(3°t+sinQt)戒(t) = A«cos ( wot + mf
3、 sinQt)(6-2)式中:A«=KfVfi是调频波瞬时频率的最大偏移,简称频偏，它与调制信号的振幅 成止比。比例常数Kf亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏-式中：mjKfW 3/Q =Af/F称为调频指数,是调频瞬时相位的最大偏 移，它的人小反映了调制深度。由上公式町见，调频波是一等幅的稀密波，可以用 爪波器观察其波形。图&2用调制值号控1变容二极管结电容由此可得出振荡回路总电容的变化星为:AC = Cf -(Cn+Cjq) = ACj= -CmcosQt(6-7)由式可见：它馳调制信号的变化规爪而变化，式中Cm的是变容极符給电 化的 最大幅值.我们知道：当回路
4、电容有微量变化<：时,振酱频率也会产生 f的变化.苴关系如下：(6-8)V 1 ACZ) 2 C式中，是缶未调制时的载波频率$ C。是调制信号为零时的I叫路总电容，显然Co= Cn+ Gq由公式(6-4)可计算出心(调频中乂称为中心频率)。将(6-7)式代入(6-8)式,nffg：V(f) = (Z>/CO)CW cos Dr = Afcosd(6-9)频偏：V = 7(Z)/CO)CW(6-10)振荡频率：f(t) = f；+ Af(t) = fo+ AfcosQt(641)白此可见：振荡频率蘆调制电压线性变化.从而实现了训址1频偏与冋路 的中心频率仁成正比与结电客变化的最大值C
5、m成正比.勺冋路的总电容C。成反比（3）调制就敏度单隹调制电压所引起的频偏称为调制灵敏度，以Sj表示，单位为KHZN,即Sf Af /（6-20）式屮.% A调制常号的幅度（峰值）f为空客卩的給电容空化,乂I川;迦的频率唸化乾由于克容餐畛接入谐尿冋路.则,引起河路总电容的变化就ACr为AC>=p?ACjI622）频僞校小吋* Af与<：工的关系叮采用下面近似公式，即 监丄竺Z z» 2 q 迟将式（6-22）代入（60）中得（6-23）»亠土Z 2強 %式中，ACy为变容二极管结电容的变化引起回路总电容的变化量cffX为静态时谐振冋路的总电容，即CcCQ 6-2
6、4）Cv虫十屹 1 Q+q调制灵城及勺可以由丈；特性曲戡t岭处的斜率Kc攻罠（6-23）计订，Sf越人,调制Ci1J«控制作用越歸严5的顽偏越丸三、实验任务1, 准备（1）熟悉电路中各个元器件的作用和位置，断开k4, k5,检查无误后接通电源。用示波器测量输出波形及频率。（2）闭合k5,调节DW3，使VQ=4V左右，适当调节 DW1,C6，使输出波形较好，振荡频率4MHz左右2, 测量Cj-v特性（1）逐渐改变DW3的大小，测量笔记录 VQ大小（用数字万用表测量）以及 VQ对应的频率fj，绘制fj-VQ曲线，该曲线即为静态频率调制特性。VQ（ v）23456789fj（ MHz）Cj
7、（ pF）foscfk。(2) 断开k5(即去掉变容二极管及其偏执电路)，测量并记录测试的振荡频率(3) 闭合K4 (记载回路电容 C6两端并联已知电容 Ck)，记录此时的振荡频率(4) 计算C总、Cj，填入表中，绘制变容二极管的Cj-v特性曲线。(5)有Cj-v特性曲线计算 VQ=4V时的休旅Sc,计算调制灵敏度 Sf。3, 观察调频信号波形(1) 闭合K4K5，调整DW3，使VQ=4V，调整DW1，使输出波形正常。(2) 介入调制信号，并调整音频信号输出电压Vpp<2V，观察输出的调频信号波形;适当调整调制信号的幅度，观察调频信号波形的变化。(3) 观察调制信号电压幅度对调频信号中心频率的影响。