鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射與接收實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1. 加深鎖相環(huán)工作原理和調(diào)頻波解調(diào)原理的理解。
2. 掌握鎖相環(huán)調(diào)頻與鑒頻的測試方法。
3. 鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與鎖相環(huán)鑒頻接受機(jī)進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)，加深對通信系統(tǒng)的理解。
二、實(shí)驗(yàn)使用儀器
1．鎖相環(huán)調(diào)頻與測試實(shí)驗(yàn)板、鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實(shí)驗(yàn)基本原理與電路
1．鎖相調(diào)頻電路
在普通的直接調(diào)頻電路中，振蕩器的中心頻率穩(wěn)定度較差，而采用晶體振蕩器的調(diào)頻電路，其調(diào)頻范圍又太窄。采用鎖相環(huán)的調(diào)頻器可以解決這個矛盾。其鎖相調(diào)頻原理框圖如圖11-1所示

圖11-1鎖相調(diào)頻原理框圖
實(shí)現(xiàn)鎖相調(diào)頻的條件是調(diào)制信號的頻譜要處于低通濾波器通帶之外。使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)定度很高的晶振頻率上，而隨著輸入調(diào)制信號的變化，振蕩頻率可以發(fā)生很大偏移。這種鎖相環(huán)路稱載波跟蹤型PLL。
2．鎖相鑒頻電路
用鎖相環(huán)路可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號的解調(diào)。如果將環(huán)路的頻帶設(shè)計(jì)得足夠?qū)?，則壓控振蕩器的振蕩頻率跟隨輸入信號的頻率而變。若壓控振蕩器的電壓-頻率變換特性是線性的，則加到壓控振蕩器的電壓，即環(huán)路濾波器輸出電壓的變化規(guī)律必定與調(diào)制信號的規(guī)律相同。故從環(huán)路濾波器的輸出端，可得到解調(diào)信號。用鎖相環(huán)進(jìn)行已調(diào)頻波解調(diào)是利用鎖相環(huán)的跟蹤特性，這種電路稱調(diào)制解調(diào)型PLL。鎖相鑒頻原理框圖如圖11-3所示

圖11-3鎖相鑒頻原理框圖
采用CD4046鎖相環(huán)集成芯片來實(shí)現(xiàn)鑒頻，其鑒頻實(shí)際電路如圖11-4所示。
調(diào)頻信號FM從相位比較器I輸入（14端），PLL入鎖后，VCO的振蕩頻率將跟蹤調(diào)頻信號的頻率變化，經(jīng)低通濾波器濾去載頻信號后，從10端輸出解調(diào)信號。
3.實(shí)驗(yàn)電路
鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路見圖11-5

圖11-5 鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.鎖相環(huán)路的調(diào)整
2.鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調(diào)整
4.鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接受機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1.鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上鎖相環(huán)調(diào)頻與測試電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K和鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路模塊，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。根據(jù)實(shí)驗(yàn)十調(diào)整好鎖相環(huán)電路。
2. 鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
在鎖相環(huán)路調(diào)整好[連接J1、J2右，J3左，J4]后，即可進(jìn)行調(diào)頻實(shí)驗(yàn)。在鎖相環(huán)調(diào)頻與測試電路實(shí)驗(yàn)板IN2端接入調(diào)制信號[1KHz、2V]，在OUT端可觀測到調(diào)頻信號（FM）輸出。
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調(diào)整
鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整完畢后，將鎖相環(huán)調(diào)頻與測試電路實(shí)驗(yàn)板產(chǎn)生的調(diào)頻信號（FM）由OUT端接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN1端[連J2]。當(dāng)鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊的鎖相環(huán)在FM信號上鎖定時(shí)，壓控振蕩器跟蹤這個信號頻率的瞬間，VCO的輸入電壓是來自相位檢測的經(jīng)濾波的誤差電壓，它相當(dāng)于解調(diào)輸出，其OUT端的輸出應(yīng)為解調(diào)后信號。
4.鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接受機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)
將音頻信號由在鎖相環(huán)調(diào)頻與測試電路實(shí)驗(yàn)板IN端接入，在OUT端得到調(diào)頻信號（FM）輸出。該調(diào)頻信號（FM）接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN端其OUT端的輸出應(yīng)為解調(diào)后信號，將此信號送人實(shí)驗(yàn)箱音頻放大器即可完成通信實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)箱音頻放大器的音量電位器，可控制音量大小。
5.低頻功率放大器
由于從相環(huán)路鑒頻電路TP3/out端輸出的正弦波信號比較微弱，我們可以經(jīng)過低頻功率放大器來帶動喇叭。
本實(shí)驗(yàn)采用由集成芯片LM386組成的低頻功率放大器。
6.通話實(shí)驗(yàn)
將低頻源產(chǎn)生的1K音頻信號接到鎖相環(huán)調(diào)頻，構(gòu)成鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射，產(chǎn)生的調(diào)頻信號送到鎖相環(huán)鑒頻電路進(jìn)行鑒頻，輸出的音頻信號送到由揚(yáng)聲器（LM386）組成的低頻功率放大器放大，經(jīng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1. 觀察并記錄解調(diào)后的波形。
2. 畫出鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)和鎖相環(huán)鑒頻接收機(jī)統(tǒng)調(diào)的電路示意圖。
3. 總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)的收獲、體會及對本實(shí)驗(yàn)的建議。

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