變容二管調頻實驗

一、實驗目的
1.進一步學習掌握頻率調制相關理論。
2.掌握用變容二管調頻振蕩器實現FM的方法。
3.理解靜態(tài)調制特性、動態(tài)調制特性概念和測試方法。
二、實驗使用儀器
1．變容二管調頻電路實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3.萬用表
三、實驗基本原理與電路
1.變容二管調頻原理
變容二管的調頻原理可用圖6-1說明。由變容二管的電容和電感組成振蕩器的諧振電路，其諧振頻率近似為。在變容二管上加一固定的反向直流偏壓Ｕ和調制電壓（圖ａ），則變容二管電容量將隨改變，通過二管的變容特性（圖ｂ）可以找出電容Ｃ隨時間的變化曲線（圖ｃ）。此電容Ｃ由兩部分組成，一部分是為固定值；另一部分是為變化值，是變化部分的幅度，則有
＝十
將代入的公式，化簡整理可得

式中=　
是時，由Ｌ和固定電容所決定的諧振頻率，稱為中心頻率，。是頻率的變化部分，而是變化部分的幅值，稱為頻偏。式中的負號表示當回路電容增加時，頻率是減小的。我們還可通過圖6-1（ｃ）及圖（ｄ）（固定，與成反比曲線）找出頻率和時間的關系。比較圖（a）及圖（e），可見頻率是在隨調制電壓而變，從而實現了調頻。
從圖6-1可以看出，由于和兩條曲線并不是成正比的，z后得到的曲線形狀將不與曲線完全一致，這就意味著調制失真，失真的程度不僅與變容二管的變容特性有關，而且還決定于調制電壓的大小。顯然，調制電壓愈大，則失真愈大。為了減小失真，調制電壓不宜過大，但也不宜太小，因為太小則頻移太小。實際上應兼顧二者，一般取調制電壓比偏壓小一半多，即。


圖6-1變容二管調頻原理

3.變容二管調頻實驗電路
變容二管調頻實驗電路如圖7-2。

圖7-2變容二管調頻實驗電路

四、實驗內容
1．變容二管調頻靜態(tài)調制特性測試。
2．變容二管調頻動態(tài)調制特性測試。
3．變容二管的Cj～V特性曲線的測量（選作）。
五、實驗步驟
1．變容二管調頻靜態(tài)調制特性測試
在實驗箱主板上插上變容二管調頻實驗電路模塊。接通實驗箱上電源開關，電源指標燈點亮。
斷開J2，連接J1。調整電位器RW1，在測試點TP2測電壓為+5V，即變容二管的反向偏壓為-5V。
連接J1、J2。調整微調電容CV1，電位器RW2、RW3在TP3得到頻率為10.7MHz的z大不失真正弦信號（頻率由OUT端測試）。

調整RW1，改變變容二管兩端的反向電壓VD，測量變容二管調頻實驗電路的輸出頻率，得到變容二管調頻靜態(tài)調制特性。
表7-1變容二管調頻靜態(tài)調制特性
VDVfMHz
（2）變容二管調頻動態(tài)調制特性測試
先把電容耦合相位鑒頻器模塊插入實驗箱主板上，接通電源，使鑒頻器工作于正常狀態(tài)，即鑒頻特性是：中心頻率為10.7MHz、上下頻偏及幅度對稱的S形曲線 。
以實驗箱上的函數發(fā)生器作為音頻調制信號源，輸出頻率f=1kHz、峰-峰值Vp-p=2V左右（用示波器監(jiān)測）的正弦波。
把實驗箱上的函數發(fā)生器輸出的音頻調制信號加入到變容二管調頻實驗電路模塊IN1端， 在變容二管調頻實驗電路模塊OUT端上觀察到FM波。
把調頻器單元的調頻輸出端連接到鑒頻器單元的輸入端上，便可在鑒頻器單元的OUT端上觀察到經解調后的音頻信號。
改變調制信號的頻率和相位，觀測鑒頻器單元的OUT端上經解調后的音頻信號。
需要指出的是，動態(tài)調制特性（實為調頻特性）的本義是：調頻器的輸出頻偏與輸入電壓之間的關系曲線。這里，用相位鑒頻器作為頻偏儀。只要相位鑒頻器的鑒頻線性足夠好，就可以鑒頻器的輸出電壓代替鑒頻器輸入頻偏（兩者之間相差一個系數），本實驗即為此。
（3）變容二管的Cj～V特性曲線的測量（選作）
六、實驗報告要求
1．根據實驗數據，在坐標紙上畫出靜態(tài)調制特性曲線，求出其調頻靈敏度，說明曲線斜率受哪些因素的影響。
2．畫出動態(tài)調制特性曲線。
3．繪出變容二管的Cj～V特性曲線。
4．總結由本實驗所獲得的體會。

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