高频实验八变容二极管调频实验报告

高频实验八变容二极管调频实验报告 实验八 变容二极管调频实验 一 实验目的 1. 进一步学习掌握频率调制相关理论。 2. 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的电路原理和方法。 3. 理解变容二极管静态调制特性、动态调制特性概念并掌握测试方法。 二、实验使用仪器 1(变容二极管调频振荡电路实验板 2(100MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 4. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1. 变容二极管调频原理 CL变容二极管的调频原理可用图8-1 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 。变容二极管的电容和电感组成 1f,LC振荡器的谐振电路，其谐振频率近似为 。在变容二极管上加一 2,LC CUU固定的反向直流偏压和调制电压(图,)，则变容二极管的结电容将随,偏 调制信号U的幅度变化而变化 ，通过二极管的变容特性(图,)可以找出结电, CC容随时间的变化曲线(图;)。此电容由两部分组成，一部分是C ，由反0 U向直流偏压U决定，为固定值;另一部分是变化的电容，由调制电压的幅度,偏 ,决定，可以表示为，其中为调制信号的频率。C是电容变化部分的Ccos,tmm 幅度，则有 C ,C十 Ccos,t0m C将代入的公式，化简整理可得 f C1m f,f,f,cos,t,f，,f0002C0 C1m式中 = ,f,fcos,t02C0 是时，由电感L和固定电容所决定的谐振频率，称为中心频率，fC,0C0m0 C11m。是频率的变化部分，而是频率变化部分的幅值，称f,,ff002C2,LC00 为频偏。式中的负号表示当回路电容增加时，频率是减小的。我们还可通过图 L8-1(C)及图(D)(固定，与成反比曲线)找出频率和时间的关系。比Cf 是随调制电压的幅度变化而变化，从而实现较图(a)及图(e)，可见频率uf, 了调频。 CCC DDDECACEACmACE BBU偏BC0 fut (d)(b)(c) AAfuUΩmBB CCDD EE (a)(e)tt 图8-1 变容二极管调频原理 3. 变容二极管调频实验电路 变容二极管调频实验电路如图8-2。 变容二极管调频+12K R11C13C12 RW2 R5RW3R9 TP2LEDRW1C5*OUTR3R8C10C2*TP1 C6T1IN1T2C1 R2 R4 C9J1J2R1CV1 L C11C4*C7R6R10D C3* R7C8A6-0808 图8-2 变容二极管调频实验电路 四、实验内容 1(变容二极管调频静态调制特性测试。 2(变容二极管调频动态调制特性测试。 3(变容二极管的Cj,V特性曲线的测量。 4. 用示波器观察调频信号的时域波形，并和幅度调制信号的时域波形相比较， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 异同和原因。 5. 频谱分析仪观察调频信号的频谱，并和幅度调制信号的频谱相比较，分析原因。 五、实验步骤及数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 与分析 1(变容二极管调频静态调制特性测试 在实验箱主板上插上变容二极管调频实验电路模块。接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。 断开J2，连接J1。调整电位器RW1，在测试点TP2测电压为+5V，即变容二极管的反向偏压为-5V。 连接J1，调整微调电容CV1，电位器RW2、RW3在TP3得到频率为 10.7MHz的最大不失真正弦信号(频率由OUT端测试)。 调整RW1，改变变容二极管两端的反向偏置电压V，测量变容二极管调D 频实验电路的输出频率，得到变容二极管调频静态调制特性。 表8-1变容二极管调频静态调制特性 V (V) 1.24 1.50 2.03 2.49 3.04 3.49 4.07 D f(MHz) 10.71 10.72 10.73 10.75 10.78 10.82 10.83 V (V) 4.51 5.04 6.00 7.11 8.68 9.70 11.85 D f(MHz) 10.85 10.87 10.94 10.99 11.04 11.09 11.14 (2)变容二极管调频动态调制特性测试 用低频信号发生器作为音频调制信号源，输出频率f =1kHz、峰-峰值V=2Vp-p左右(用示波器监测)的正弦波。 (1) 把音频调制信号加入到变容二极管调频实验电路模块IN1 端， 在变容二极管调频实验电路模块OUT端上用示波器观察FM波的时域波形，并和调幅信号的时域波形相比较，观察之间的异同点。 FM波的时域波形: 调频波在调制信号波峰呈现频率比较高，波谷处频率比较低，即反应在示波器上频率低处波形比较稀疏，频率高处波形比较密。但输出波形的幅度都是相等的。而调幅波则是频率相等但幅度不同的波形。 调幅波的时域波形: (2) 在变容二极管调频实验电路模块OUT端上用频谱分析仪观察FM波的频谱，在频谱分析仪上首先找到载波，可以看到载波的边带在上下滚动，说明回路的振荡频率在随时间发生变化。并和调幅信号的频谱相比较，观察之间的异同点。 FM波频谱: 把光标对准载频的上边带时，可以发现，频谱会在光标左右移动。光标卡在频谱点时竖的光标上会出现一道横线来标定该处频谱的幅值，而因为边带频谱上下滚动，所以在示波器上能够看到光标上出现不止一道横线的情况，是因为频谱晃动使得对于光标产生相对移动而带来该处幅值快速来回变化造成的。 调幅波频谱:(抑制载波的调幅波频谱) (3) 增加调制信号的幅度，在频谱分析仪上观察调频信号频谱的变化，思 考其原因。 增大调制信号幅度后，信号频谱的边带滚动得比之前剧烈。 从一个光标上出现的两道横线间距变大可以反映出滚动范围变大，因而带来光标位置上幅值迅速变化的幅度也变大。 继续进一步增大调制信号的幅度就能够出现边带频谱可以完全滚动到离光标一段距离再滚动回来。甚至不仅是边带滚动，载波也开始有些滚动。 (长线是光标，右侧是原本在光标上然后滚动出来的频谱) 产生这一现象的原因应该是由于结电容C的变化是由反偏电压决定的，偏压越大，则电容C的变化就越大，也即振荡频率的变化范围越大，即频偏f正比于输入信号幅度Ve。 (4)增加调制信号的频率，在频谱分析仪上观察调频信号频谱的变化，思考其原因。 增大调制信号频率之后看到的是边带频谱滚动的周期变化频率增大，即滚 C1m动的速度变快，而滚动的范围没有变。原因是由于=,f，调制,fcos,t02C0信号频率的增加会增加输出调频信号变化的快慢，频率越高，变化得越快，因为变化的周期就是输入信号的周期。 (3)变容二极管的Cu,特性曲线的测量 jr 变容二极管的特性参数及Q点处的斜率都可以通过Cu,曲V、C、C,KjrQj0jc 线来测量。 变容二极管的结电容和反偏电压之间的关系曲线。 Cu,测量曲线的方法如下:首先将跳线J1断开，不接入变容二极管，跳jr 线J2断开，不接入电容C3，用示波器测量此时的振荡频率，记为f。此时，有: N 1，电容C表示此时振荡回路的总电容。 f,NN,LC2N 然后接上跳线J2，把电容C3和振荡回路相连，用示波器测量此时的振荡频 2f1N率，记为f，有: 于是有: f,//(1)CCC,,KKN232f,LCCC，2(//)K23N 其中电容C2和C3的数值是已知的，C2=27pF ，C3=50pF，根据上面的式子， 我们可以计算出电容的大小。由于晶体管的板间存在分布电容，和振荡回路CN 的参数电容数值加在一起，我们通过这种方法间接测量振荡回路的总电容可以降低测量误差。 接下来把跳线J1,连上，把跳线J2断开，调节滑动变阻器RW1，给变容二极管提供不同的直流反偏电压，让直流反偏电压从0.5V开始增加到4.5V，每次增加0.1V，分别测量此时的振荡频率，记为。则有: fX 1C 其中表示变容二极管在不同的直流反偏电f,jXX,LCCC，2(//)2NjX 2fN压下的静态电容。可以计算得到:，最后计算出一组在不同//(1)CCC,,jXN22fX CC的直流反偏电压下的。将对应的一组和绘制成Cu,曲线。 uujXjXjrrr 测得数据如下: =11.390MHz，=11.404MHz ffNK 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 (V) ur 9.338 10.5 10.53 10.56 10.582 10.624 10.657 10.686 (MHZ) fX 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 (V) ur 10.716 10.742 10.76 10.78 10.80 10.81 10.83 10.842 f(MHZ) X CCu,画出曲线:横轴为(V)，纵轴为(pF)。 ujrjXr 所得曲线与理论图形基本吻合，即随着的增大， C逐渐减小。 Cu,ujrjXr 六、实验 小结 学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结 及体会 1(增大调制信号幅度之后可以比较明显的看出边带频谱滚动的范围增大，即左右晃动得更远。而增大调制信号频率之后应该看到的是边带频谱滚动的周期变化频率增大，即滚动的速度变快，而滚动的范围没有变，但这个现象不细心的话并不容易发现，在观察频谱时一开始会发现没什么变化，要仔细观察，并且将调制信号频率增大得比较多，才比较容易发现现象，因为在没有直观数据反应的情况下，人眼对于幅度变化的辨别比较容易，但对于频率变化不太容易辨别。 2( 受限于示波器的分辨率，调频波只能观察比较局部的范围时才能看到明显的频率变化，如果多显示几个周期，就呈现一条紧密的蓝色的波带，看不出频率变化。