高频电子线路实验报告 实验四

系别：电子工程系 专业： 课程名称：高频电子线路实验 班级： 姓名： 学号： 组别： 实验名称：实验四 变容二极管调频 实验时间： 成绩： 教师签名： 批改时间： 一、实验目的 1、了解变容二极管调频的工作原理、电路组成及各元件的作用； 2、学习静态频率调制特性和调制灵敏度的测量方法； 3、观察调制信号幅度和不同接入电容对调频波的影响。 二、实验仪器 1. 示波器（一台） 2．频率计（一台） 3. 数字万用表（一块） 4. 无感起子（一把） 5. 实验箱及实验电路板（一套） 三、实验原理 变容二极管直接调频电路 变容二极管的结电容Cj与反向偏置电压ur的关系为： CjCj0ur1UD 式中，UD为PN结的势垒电压，Cj0为ur=0时的结电容，为电容变化系数。 图1 Cc为变容二极管的接入电容或耦合电容，L为高频扼流圈，它对高频信号可视为开路。 图1 变容二极管调频原理图 变容二极管上的反向电压为ur(t)VQu(t)VQUmcost，变容二极管的结电容为 1

CjCj0VQUmcost1UDCjQ1mcostCjQCmcost （4） 式中，CjQCj0VQ1UDUm为电容调制为未加调制信号时的结电容，CCm，其中，mmjQVQUD度。Cj随调制电压的变化情况如图2所示。 图2 变容二极管结电容随调制电压的变化关系 总回路电容 CCCcCjCcCjCCcCjQCmcostCcCjQCmcost CQ式中，CQCcCCjQcCmcost （5） 2CCcCjQCcCjQ为未加调制信号时的总电容，所以，调频波的瞬时频率为 f(t)12LC12CcLCQCCjQc2Cmcost 1Ccfc12CcCjQ1Ccfcfc2CcCjQ2

2CmcostC QCmcostCQ2fcfmcost式中，fc是未加调制信号时的载波频率，计算公式为： （6） fc12LCQ （7） 1Cc调频波的最大频偏：ffmc2CcCjQ3．实验电路 Cm （8） CQ2实验电路如图３所示。Q1和L4、 C7、 C8、C9、C5、ＣＣ１组成电容三点式ＬＣ振荡器，变容管（BB910）的直流反偏电压由R1、R2、W1、R3提供，其交流等效电路如图４所示。Q2组成隔离缓冲级。 由图4可知，总的回路电容是：CC5CC111C接入1Cj1 （9） 111C7C8C9因此，电路的振荡频率为：f12L4C （10） K+12VFC10.1uR120kC33.3pC410pC1215pC724pR42kW222kFC20.1uLR11kLED1R615kC9100pJ1R3J2J3R23.3kL1470uHJ4C2C568pL42.2uHQ1R78.2kC8200pR51kC110.01uW14.7k0.33uCC1(IN1)C10R88.2kQ2100pR910kR10680C130.1uTT2W35.1k 图３ 变容二极管调频实验电路 C724pR42kC8200pL42.2uHQ1C9100pR51kC3/C4/C12C568pJ4CC1Cj 图４ 变容二极管调频电路的交流等效电路 3

四、实验内容与步骤 在主箱上插好发射模块，对照发射模块中的变容二极管调频部分，正确连接电路电源线，＋12V孔接+12V， GND接GND（从电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），接上电源通电(若正确连接，则扩展板上的电源指示灯会亮)。 1、测量静态调制特性（不输入调制信号） ① 断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压VQ=2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。② 断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压取不同的数值，对每一反偏电压，再连接J3，在TT2出测量相应的输出信号频率，将结果填入表1，并画出VQ~f曲线。 表1 静态调制特性测试结果 反偏电压VQ(V) 输出信号频率（MHz ） 2、测量调频灵敏度（不输入调制信号） ① 断开J1、J2、J3，连接J4、J5，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压VQ=2.5V，再连接J3，用示波器在TT2处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2使输出波形失真最小。② 断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压分别取2.0V和3.0V，对每一反偏电压，再连接J3，在TT1出测量相应的输出信号频率f1、f2，则灵敏度SfdfdU|fC(f2f1)(MHz/V)。 3、观察调频波的波形 ① 断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压VQ=2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。 ② 从IN1处输入1KHz的正弦信号作为调制信号（调制信号由实验箱上的低频信号源提供，连接4

JD1、选择正弦波），振幅由零慢慢增大，用示波器在TT1处观察波形的变化。 ③ 将调频波信号从TT1输入到鉴频电路的INB1端，用示波器观察鉴频器TTB1端的输出电压波形，调整微调电容CCB1（必要时还要调整调频电路的CC1）及改变输入调制信号幅度的大小，使输出波形幅度较大且失真尽可能小，分析鉴频输出信号与原调制信号的差异。 ④ 分别接J1、J2重做实验3，观察不同接入电容对调频波的影响。 五、 5