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1、欢迎共阅 实验五 FM调频波信号调制 一、仿真实验目的 （1）掌握变容二极管调频电路的原理。 （2）了解调频电路的调制特性及测量方法。 （3）观察调频波波形，观察调制信号振幅对频偏的影响。 （4）观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、FM调制原理（变容二极管调频电路） 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。许多中小功率的发射机都 采用变容二极管直接调频技术， 直接调频法即在工作于发射载频的LC 振荡 回路上直接调频，具体采用的方法是用模拟基带信号控制振荡回路变容二极 管的大小，使振荡器输出信号的瞬时频率随基带信号做线性变化。其频率的 变化量与调制信号成线性关系。 变容二极管 j C
2、通过耦合电容 1 C 并接在 N LC回路的两端，形成振荡回路 总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C 为： jN CCC 振荡频率为： )(2 1 2 1 jN CCLLC f 变容二极管是一种电抗可变的非线性元件，通过改变外加反向电压可以 改变空间电荷区的宽度， 从而改变势垒电容的大小。 变容二极管在反向偏置 直接调频电路中， 不能工作于正向偏压区， 必须加上一个大于调制信号振幅 的反向直流偏压。 变容二极管调频产生的调频信号的调制指数较大，但载频稳定性较差。 除了这种方法还可直接用锁相环产生调制指数较大，载频很稳定的调频信 号。 三、仿真电路 变容二极管调频电路如图所示。 该电路为一种
3、针对克拉泼电路做的一种 改进型电容三端式电路西勒电路。变容二极管的结电容以部分接入的形 式纳入在回路中。该高频等效电路未考虑负载电阻。 所以，振荡频率 f0=1/2 N LC。西勒电路在分立元件系统或集成高频电路 系统中均获得广泛的应用。 调频波：从示波器上看到的波形频率变化不明显，从频率计（XFC1） 可看出频率不停变化。载波信号80kHz，调制信号 3kHz，从示波器看不出 明显的调频波频率的变化。调频广播载波频率范围是（88108）MHz，低频 调制信号最高 20kHz,从载波波形也看不出频率的变化。 FM 调频波信号调制电路图 FM 调频波信号波形图 四、实验步骤和测试内容 （1） 测
4、试变容二极管的静态调制特性，即拿掉3V ，保留直流电压1V ，观 察02V以及取其它值时振荡频率的变化，这时的振荡器属于压控振荡器。 欢迎共阅 （2）观察调频波波形。 （3）观察调制信号振幅对频偏的影响，观察寄生调幅现象。 五、实验报告要求 1整理实验数据，在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制 灵敏度，说明曲线斜率受哪些因素的影响。 答：受电压和频率影响。 2. 分析调制信号振幅对频偏的影响 答：对于一般的频率调制电路， 小信号情况下，调频的频偏和调制信号的幅度成线性关系； 大信号情况下，频率调制率也会出现像放大器增益饱 和类似的情况。 实验六 FM调频信号的解调 一、仿真实验目的
5、 （1）熟悉乘积型相位鉴频器的基本工作原理， 熟悉模拟乘法器的使用。 （2）掌握并联回路对S 曲线和对解调波形的 影响。 二、FM解调原理（乘积型相位鉴频器） 乘积型相位鉴频器实际上是一种正交鉴频器。调频信号一路直接加至乘 法器，另一路经相移网络移相后(参考信号 )加至乘法器。由于调频信号和参 考信号同频正交，因此，称之为正交鉴频器。 单调谐移相网络传输特性，在失谐不太大的情况下 其幅频、相频特性 假定输入调频波的中心频率c=0，将输入调频波的瞬时角频率 =c- mcost= c+代入上式，得 设低通滤波器增益为1，则 当 f/f01时，乘积型相位鉴频器输出为： 三、仿真实验电路 调频信号的解
6、调电路如图所示。调频信号源采用中心频率30KHz，调 制频率为 3KHz。 调频信号的解调电路图 四、实验步骤和测试内容 VD（V）1 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.2 f0(MHZ) 78.8 mV 79.2 mV 80 mV 82.9 mV 82.8 mV 83.1 mV 79.1 mV 79.9 mV 82.6 mV 13.3 MH Z 14.1 MHZ 15.6 MHZ 16 MHZ 10.7 MHZ 10.6 MHZ 10.6 MHZ 77.6 MHZ 77.0 MHZ u 1 CLRu 2 (a ) 0 f0 2 (b ) C 1 欢迎共阅 （1）观察并联回路对波形的影响。 答：改变 R1 的值，观察波形如图所示 （2）测量鉴频特性曲线，由此计算鉴频灵敏度和线性频率范围。 输入 频率 f(KH z) 30 35 40 42 44 46 47 48 50 52 54 56 58 60 65 70 鉴频 输出 电压 （m V） -126 -92 -34.6 -9.5 16.4 43.5 57.6 72.1 98 136.3 164 202 249 287.6 352 417 五、实验报告要求 整理实验数据，在同一坐标纸上画出鉴频特性曲线，并计算计算鉴频灵敏度 和线性频率范围