高频-电容耦合相位鉴频器.doc

该【高频-电容耦合相位鉴频器 】是由【布罗奇迹】上传分享，beplayapp体育下载一共【9】页，该beplayapp体育下载可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高频-电容耦合相位鉴频器 】的内容，可以使用beplayapp体育下载的站内搜索功能，选择自己适合的beplayapp体育下载，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此beplayapp体育下载到您的设备，方便您编辑和打印。高频-。了解电容耦合相位鉴频器的工作原理。(S形曲线的测试方法)。二、、,称为频率检波,又称鉴频。完成鉴频功能的电路,称为鉴频器。在调频波中,调制信息包含在高频振荡频率的变化量中,所以调频波的解调任务就是要求鉴频器输出信号与输入调频波的瞬时频移成线性关系。对于调频波的解调电路来说,是从调频波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比,又称为鉴频器。对于调相波的解调电路,是从调相波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比,又称为鉴相器。实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类,第一类是调频--调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波,然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波,其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系,然后将调相调频波与原调频波进行相位比较,通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成,所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列,然后通相位鉴频器实验121180166赵琛位频偏所产生的输出电压的大小,希望鉴频器的鉴频跨导应该尽可能的大。(2)鉴频灵敏度指鉴频器正常工作时,所需要输入调频波的最小幅度。其值越小,鉴频器灵敏度越高。(3)鉴频器频带宽度从上图的鉴频特性曲线中可以看出,只有特性曲线中间一部分的线性度较好,我们称为频带宽度。一般,要求大于输入调频波频偏的两倍,并留有一定的余量。(4)对寄生调幅应有一定的抑制能力。图9--4。相位鉴频器实验121180166赵琛图9-4电容耦合相位鉴频器实验电路电路原理:相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号经正、反向并联二极管D1、D2限幅之后,加到放大器T的基极上。放大管的负载是频相转换电路,该电路是通过电容C4,C5耦合的双调谐回路。初级和次级都调谐在中心频率上。初级回路电压直接加到次级回路中的串联电容C4、C5的中心点上,作为鉴相器的参考电压;同时,又经电容C4,C5耦合到次级回路,作为鉴相器的输入电压,即加在L2两端用表示。由于电容C4,C5对于高频信号的容抗很小,可以近似看作短路,即电容C4,C5上没有压降,而假设CV2,CV3近似相等,则加在电容CV2两端的电压近似为/2,所以加在二极管D3两端的电压为=,加在二极管D4两端的电压为=,要注意的是,电压,均为矢量,是初级回路通过电容耦合到次级回路两端的电压,两者之间有相位差。当输入信号的频偏在初次回路和次级回路的通频带之间时,可以近似的认为,的幅度不变,但是随着输入调频信号瞬时频率的变化,,之间的相位差在不断发生变化。(表达式的具体推导可参考高频电路教材的电感耦合相位鉴频器一章,P435-438)鉴相器采用两个并联二极管检波电路。假设二极管D3的检波电路和二极管D4的检波电路完全对称,两个检波电路的电压传输系数完全相等,检波后的输出信号为两个检波电路的输出电压差。即相位鉴频器实验121180166赵琛当瞬时频率时,比滞后90°,但||=||,这时,鉴频器输出为零。当时,滞后于的相角小于90°,||>||,鉴频器的输出大于零。当时,滞后于的相角大于90°,||<||,鉴频器的输出小于零。相位鉴频器鉴频特性的线性较好,鉴频灵敏度也较高。四、实验内容在实验箱主板上插上实验用电容耦合回路相位鉴频器和变容二极管调频器模块,接通实验箱上电源开关电源指标灯点亮。-鉴频过程观察用示波器观测调频器输入、输出波形,鉴频器输入、输出波形用实验8变容二极管调频器模块产生FM波(示波器监视),,并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入IN上。用双踪示波器观察变容二极管调频模块的输入信号波形和鉴频输出信号(OUT)波形,如果波形不好,可调整VC1、VC2、VC3,W1使鉴频器输出波形幅值尽可能大、波形尽可能好。将变容二极管调频模块的输入信号波形与鉴频输出信号(OUT)波形画在实验报告纸上并作比较。1).观察当在变容二极管调频器模块上增大调制信号幅度,则鉴频器输出信号幅度的变化,并记录。2)观察当在变容二极管调频器模块上增大调制信号频率,则鉴频器输出信号幅度的变化,并记录。改变调制信号幅度:第一组:反偏电压2V,频率1KHz相位鉴频器实验121180166赵琛调制电压幅度/V12345输出信号幅度/:反偏电压6V,频率1KHz调制电压幅度/V12345输出信号幅度/:反偏电压10V,频率1KHz调制电压幅度/V12345输出信号幅度/:第一组:反偏电压2V,信号幅度2V调制电压频率/KHz12345输出信号幅度/:反偏电压6V,信号幅度2V调制电压频率/KHz12345输出信号幅度/:反偏电压10V,信号幅度2V调制电压频率/KHz12345输出信号幅度/:1如果调制电压幅度越大,那么最大频偏会增大。而在鉴频器正常工作的区间内,随着最大频偏的增大,输出的电压值也会增大,且两者基本成线性关系。这符合理论。在不同反偏电压情况下,这点都得到了验证。2随着频率的增加,我们可以看到输出幅值在减小。这说明随着输入信号频率增大,频偏变化的时间变得很小,在Δt时间里面包含的频率变化量就会减小,而Δf的减小直接导致了输出解调信号幅度的减小。3反偏电压和输出幅度之间并没有很明显的关系,相对来说反偏电压6V时候幅度最大,我想这是1因为在6V的时候,在失真和灵敏度之间相对有一个最合适的值,从而能得到最好的波形。2在调节完反偏电压之后每次都需要重新对鉴频器进行调节,每次不同的调节都会使得幅度有一定变化,因此幅值和反偏电压没有明确的关系。(S形曲线)观察和测量扫频仪输出信号接在电容耦合回路相位鉴频器模块的输入端,扫频器输入端接在电容耦合回路相位鉴频器输出端,观测鉴频特性曲线(S曲线),调整电容耦合相位鉴频器模块的次级回路电容CV2,CV3,使鉴频器S曲线形状较好,此时鉴频的灵敏度、鉴频的频带宽度、线性度最好。用高频信号源产生一个高频载波,,幅度有效值在1V左右,调整鉴频器使鉴频器输出直流电压幅度为0,此时确定了S形曲线的中心点。然后逐渐增加高频载波的频率,每次增加10KHZ,鉴频器输出的直流电压的幅度会逐渐增加,用万用表测量并记录此时的输出直流电压幅度V,按照此方法记录20个点,然后逐渐降低高频载波的频率,每次减少10KHZ,鉴频器输出的直流电压的幅度会逐渐减小,用万用表测量并记录此时的输出直流电压幅度V,按照此方法记录20个点。然后绘制S形曲线。分析:如图所示我们可以看到,是一条比较良好的S型曲线,并且和下图用扫频功能显示的鉴频特性基本相符,说明实验较为成功。相位鉴频器实验121180166赵琛扫频产生的s型曲线对于扫频曲线,,11..4MHz为结束频率,时间10ms,得到如图所示图像。从图像中我们可以清晰地看到,——。这也说明s型曲线并不是在非线性段完全对称。这也验证了我在实际测量中得到结果,在频率大于中心频率处线性度相对更好。实验感想:本次试验主要验证了相位鉴频器的特性。首先验证了不同参数下鉴频器的特性,即在不同反偏电压、不同调制信号幅度和不同频率下鉴频器的性能。从中我们可以验证出理论课上学过的东西。之后我对于s型曲线进行了验证。这也是我第一次使用信号源的扫频功能。从s型曲线我也注意到,不仅仅是在中间一段是近似直线,而在非线性的部分是并非对称的。相位鉴频器实验121180166赵琛