高频实验指导书xx2.doc

高频实验指导书xx2 高频电子线路实验指导书xx年10月-27日高频电子线路系统实验指导书第1页共49页实验注意事项 1、本实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。 2、每次安装实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。 为保险起见，建议拔下电源线后再安装实验模块。 3、安装实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四角的螺孔和母板上的铜支柱对齐，然后用黑色接线柱固定。 确保四个接线柱要拧紧，以免造成实验模块与电源或者地接触不良。 经仔细检查后方可通电实验。 4、各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。 5、请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。 6、各模块中的3362电位器（蓝色正方形封装）是出厂前调试使用的。 出厂后的各实验模块功能已调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成严重影响。 若已调动请尽快复原；若无法复原，请与指导老师或直接与我公司联系。 7、在关闭各模块电源之后，方可进行连线。 连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放，检查无误后方可通电实验。 拆线时若遇到连线与孔连接过紧的情况，应用手捏住线端的金属外壳轻轻摇晃，直至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。 8、按动开关或转动电位器时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。 一、产品组成该产品由3种实验仪器、10个实验模块及实验箱体（含电源）组成。 1、实验仪器及主要指标如下1)频率计频率测量范围50Hz99MHz输入电平范围100mVrms2Vrms测量误差20ppm(频率低端1Hz)输入阻抗1M/10pF2)信号源输出频率范围400KHz45MHz（连续可调）频率稳定度10E-4输出波形正弦波，谐波30dBc输出幅度1mVp-p1Vp-p（连续可调）输出阻抗753)低频信号源输出频率范围200Hz10KHz（连续可调，方波频率可达250KHz）频率稳定度10E-4输出波形正弦波、方波、三角波输出幅度10mVp-p5Vp-p（连续可调）输出阻抗100 2、实验模块及电路组成如下1)模块1单元选频电路模块该模块属于选件，非基本模块高频电子线路系统实验指导书第4页共49页包含LC并联谐振回路、LC串联谐振回路、集总参数LC低通滤波器、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器等五种选频回路。 2)模块2小信号选频放大模块包含单调谐放大电路、电容耦合双调谐放大电路、集成选频放大电路、自动增益控制电路（AGC）等四种电路。 3)模块3正弦波振荡及VCO模块包含LC振荡电路、石英晶体振荡电路、压控LC振荡电路、变容二极管调频电路等四种电路。 4)模块4AM调制及检波模块包含模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）电路、二极管峰值包络检波电路、三极管小信号包络检波电路、模拟乘法器同步检波电路等四种电路。 5)模块5FM鉴频模块一包含正交鉴频（乘积型相位鉴频）电路、锁相鉴频电路、基本锁相环路等三种电路。 6)模块6FM鉴频模块二该模块属于选件，非基本模块包含双失谐回路斜率鉴频电路、脉冲计数式鉴频电路等两种电路。 7)模块7混频及变频模块包含二极管双平衡混频电路、模拟乘法器混频电路、三极管变频电路等三种电路。 8)模块8高频功放模块包含非线性丙类功放电路、线性宽带功放电路、集成线性宽带功放电路、集电极调幅电路等四种电路。 9)模块9波形变换模块该模块属于选件，非基本模块包含限幅电路、直流电平移动电路、任意波变方波电路、方波变脉冲波电路、方波变三角波电路、脉冲波变锯齿波电路、三角波变正弦波电路等七种电路。 10)模块10综合实验模块高频电子线路系统实验指导书第5页共49页包含话筒及音乐片放大电路、音频功放电路、天线及半双工电路、分频器电路等四种电路。 二、产品主要特点 1、采用模块化设计，使用者可以根据需要选择模块，既可节约经费又方便今后升级。 2、产品集成了多种高频电路设计及调试所必备的仪器，既可使学生在做实验时观察实验现象、调整电路时更加全面、更加有效，同时又可为学生在进行高频电路设计及调试时提供工具。 3、实验箱各模块有良好的系统性，除单元选频电路模块及波形变换模块外，其余八个模块可组合成四种典型系统中波调幅发射机（535KHz1605KHz）。 超外差中波调幅接收机（535KHz1605KHz，中频465KHz）。 半双工调频无线对讲机（10MHz15MHz，中频4.5MHz，信道间隔200KHz）。 锁相频率合成器（频率步进40KHz4MHz可变）。 4、实验内容非常丰富，单元实验包含了高频电子线路课程的大部分知识点，并有丰富的、有一定复杂性的综合实验。 5、电路板采用贴片工艺制造，高频特性良好，性能稳定可靠。 三、实验内容 1、小信号调谐（单、双调谐）放大器实验（模块2） 2、集成选频放大器实验（模块2） 3、二极管双平衡混频器实验（模块7） 4、模拟乘法器混频实验（模块7） 5、三点式正弦波振荡器（LC、晶体）实验（模块3） 6、晶体振荡器与压控振荡器实验（模块3） 7、非线性丙类功率放大器实验（模块8） 8、线性宽带功率放大器实验（模块8）高频电子线路系统实验指导书第6页共49页 9、集电极调幅实验（模块8） 10、模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）实验（模块4） 11、包络检波及同步检波实验（模块4） 12、变容二极管调频实验（模块3） 13、正交鉴频及锁相鉴频实验（模块5） 14、模拟锁相环实验（模块5） 15、自动增益控制（AGC）实验（模块2） 16、中波调幅发射机组装及调试实验（模块 4、 8、10） 17、超外差中波调幅接收机组装及调试实验（模块 2、 4、 7、10） 18、锁相频率合成器组装及调试实验（模块 5、10） 19、半双工调频无线对讲机组装及调试实验（模块 2、 3、 5、 7、 8、10） 20、斜率鉴频及脉冲计数式鉴频实验（选件模块6，属选做实验） 21、波形变换实验（选件模块9，属选做实验） 22、常用低通、带通滤波器特性实验（选件模块，属选做实验） 23、LC串、并联谐振回路特性实验（选件模块，属选做实验） 四、需另配设备 1、实验桌 2、20M双踪示波器（数字或模拟） 3、万用表（数字或模拟）高频电子线路系统实验指导书第7页共49页 五、附产品布局简图及综合实验方框图附一产品布局简图附二综合实验方框图 1、自动增益控制增益可调放大器选频回路放大线性化检波比较基准电压仪器区实验区高频电子线路系统实验指导书第8页共49页 2、中波调幅发射机话筒或音乐IC音频放大高频功放A M调制 3、超外差中波调幅接收机天线回路变频音频功放中频放大耳机检波 4、锁相频率合成器参考分频器（11/99)鉴相器V CO环路滤波器时基分频器（11/999) 5、半双工调频无线对讲机高放耳机F M解调中频放大下变频限幅音频功放双工器上变频功放调频音频放大话筒高频电子线路系统实验指导书第9页共49页仪器介绍 一、信号源本实验箱提供的信号源由高频信号源和音频信号源两部分组成，两种信号源的参数如下1)高频信号源输出频率范围400KHz45MHz（连续可调）；频率稳定度10E-4；输出波形正弦波，谐波30dBc;输出幅度1mVp-p1Vp-p（连续可调）；输出阻抗75。 2)音频信号源输出频率范围200Hz10KHz（连续可调，方波频率可达250KHz）频率稳定度10E-4输出波形正弦波、方波、三角波输出幅度10mVp-p5Vp-p（连续可调）输出阻抗100信号源面板如图所示高频频率调节内调频内调幅频率增加按键频率减小按键信号源频率调节低频输出频率调节正弦波三角波方波波形选择幅度调节F MA MR F幅度F M频偏A M调幅度R F输出0.445M HzR F1R F2POWER1K10K100K高频信号幅度调节旋钮调频指数调节旋钮调幅度调节旋钮电源开关波形选择按键高频信号输出口低频信号输出端口低频信号幅度调节旋钮高频电子线路系统实验指导书第10页共49页使用时，首先按下“POWER”开关，红灯点亮。 高频信号源频率调节有四个档位1KHz，10KHz，100KHz和1MHz档。 按下面板左上的频率调节旋钮可在各档位间切换，为1KHz，10KHz和100KHz档时，相对应绿灯点亮，当三灯齐亮，即为1MHz档。 调节该旋钮可改变输出高频信号的频率。 音频信号源通过“波形选择”按键切换输出波形，并用相应的指示灯指示，如选择正弦波，则“正弦波”指示灯亮。 通过“”“”按键可以增大、减小信号的频率。 调节“RF幅度”旋钮可改变输出高频信号源的幅度，顺时针旋转幅度增加；调节“幅度调节”旋钮可改变输出音频信号源的幅度，本信号源有内调制功能，“FM”开关按下，下方对应绿灯点亮，输出调频波，调制信号为信号源音频正弦波信号，载波信号为信号源高频信号；“FM”开关按上，绿灯灭，输出无调制的高频信号。 “AM”开关按下，下方对应绿灯点亮，输出调幅波，调制信号为信号源音频正弦波信号，载波信号为信号源高频信号；“AM”开关按上，绿灯灭，输出无调制的高频信号。 调节“FM频偏”旋钮可改变调频波的调制指数，调节“AM调幅度”旋钮可改变调幅波的调幅度。 面板下方为三个射频线插孔。 “RF1”和“RF2”插孔输出400KHz45MHz的正弦波信号（在观察频率特性的实验中，可将“RF1”作为信号输入，“RF2”通过射频跳线连接到频率计观察频率）；“低频输出”插孔输出200Hz10KHz的正弦波、三角波、方波信号。 二、频率计本实验箱自带高频频率计和音频频率计，用于观测信号频率。 频率计面板如图所示高频电子线路系统实验指导书第11页共49页高频频率计音频频率计AUDIO INRF INPOWER20V P-P MAX20V P-P MAX电源开关音频输入M HzK HzK Hz高频输入高频频率显示高频频率显示频率计参数如下频率测量范围50Hz99MHz输入电平范围100mVrms2Vrms测量误差20ppm(频率低端1Hz)输入阻抗1M/10pF使用时，按下“POWER”开关，红灯点亮。 高频频率计显示部分由八个数码管组成。 音频频率计显示部分由四个数码管组成。 高频频率计有KHz和MHz两个级别单位。 当测量的频率低于1MHz时，图中所示的高频频率计“KHz”处的数码管的小数点亮，标识此时测量频率单位是“KHz”，例如，此小数点前的数字是500，小数点后的数字是123，则所测的频率是500.123KHz，即500123Hz；同理，当测量的频率高于1MHz时，图中所示的高频频率计“MHz”处的数码管的小数点亮，标识此时测量频率单位是“MHz”，例如，此小数点前的数字是15，小数点后的数字是123456，则所测的频率是15.123456MHz，即15123456Hz。 音频频率计有KHz和Hz两个级别单位。 当测量的频率高于10KHz时，图中音频频率计“KHz”处的数码管的小数点亮，标识单位是“KHz”，读法与高频频率计的类似。 当测量频率低于10KHz时，此时的频率测量单位是“Hz”，数码管显示的读数即测量的频率。 高频电子线路系统实验指导书第12页共49页实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带及选择性的定义、测试及计算； 3、了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验内容 1、测量单调谐、双调谐小信号放大器的静态工作电 2、测量单调谐、双调谐小信号放大器的增益 3、测量单调谐、双调谐小信号放大器的通频带 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、2号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理（一）单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。 其实验单元电路如图1-1所示。 该电路由晶体管Q 1、选频回路T1二部分组成。 它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。 本实验中输入信号的频率f S10.7MHz。 基极偏置电阻W 3、R 22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。 调节可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大高频电子线路系统实验指导书第13页共49页器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 图1-1单调谐小信号放大电路放大器各项性能指标及测量方法如下 1、谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为=LCf210式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；C为调谐回路的总电容，C的表达式为ie oeCP CP C C2221+=式中，C oe为晶体管的输出电容；C ie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。 高频电子线路系统实验指导书第14页共49页谐振频率f0的测量方法是用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。 2、电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。 A V0的表达式为G gp gpy ppgy ppvvAie oefefeiV+?=?=?=2221212100式中，g为谐振回路谐振时的总电导。 要注意的是y fe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压V i相位差不是180?而是为180?+fe。 A V0的测量方法是在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1中输出信号V0及输入信号V i的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算A V0=V0/V i或A V0=20lg(V0/V i)dB 3、通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为BW=2f0.7=f0/Q L式中，Q L为谐振回路的有载品质因数。 分析表明，放大器的谐振电压放大倍数A V0与通频带BW的关系为=?CyBW AfeV20上式说明，当晶体管选定即y fe确定，且回路总电容C为定值时，谐振电压放大倍数A V0与通频带BW的乘积为一常数。 这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。 通频带BW的测量方法是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。 测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。 逐点法的测量步骤是先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此高频电子线路系统实验指导书第15页共49页时的谐振频率f0及电压放大倍数A V0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压V S不变），并测出对应的电压放大倍数A V0。 由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。 可得7.02f ff BWLH?=?=通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。 要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用y fe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量C。 如果放大器只用来放大接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。 （二）双调谐放大器为了克服单调谐回路放大器的选择性差、通频带与增益之间矛盾较大的缺点，可采用双调谐回路放大器。 双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应用。 在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下级放大器的输入端，若耦合回路初、次级本身的损耗很小，则均可被忽略。 1、电压增益为gy ppvvAfeiV22100?=?= 2、通频带为弱耦合时，谐振曲线为单峰；为强耦合时，谐振曲线出现双峰；临界耦合时，双调谐放大其的通频带BW=2f0.7=2fo/Q L0VAAv0.7BW0.1Lf0fHf2f0.1图1-2谐振曲线高频电子线路系统实验指导书第16页共49页图1-3双调谐小信号放大 五、实验步骤（一）单调谐小信号放大器单元电路实验 1、根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及可调器件（具体指出）。 2、打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为+12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯。 (以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤) 3、调整晶体管的静态工作点在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻R4和R5两端的电压（即V BQ与V EQ），调整可调电阻W3，使V EQ1.6V，记下此时的V BQ，并计算出此时的I EQV EQ/R5（R5=470） 4、关闭电源，按下表所示搭建好测试电路。 （连线框图如图1-4所示）高频电子线路系统实验指导书第17页共49页信号源频率计单调谐小信号放大单元（2号板）示波器J4J1输入输出R F1R F2R FIN图1-4单调谐小信号放大连线框图注图中符号表示高频连接线源端口目的端口连线说明信号源RF1（V p-p=200mV f=10.7M）2号板J4射频信号输入信号源RF2频率计RF IN频率计实时观察输入频率 5、按下信号源、频率计和2号板的电源开关，调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使在TH1处输出信号峰-峰值约为200mV（示波器探头用x10档测量）频率为10.7MHz的高频信号。 测量谐振频率将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上。 测量电压增益A A A A v0在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在TH1和TH2分别观测输入和输出信号的幅度大小，则A v0即为输出信号与输入信号幅度之比。 测量放大器通频带调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化（以20KHz为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，在如下的“幅度频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。 高频电子线路系统实验指导书第18页共49页（二）双调谐小信号放大器单元电路实验 1、打开双调谐小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮。 2、调整晶体管的静态工作点在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻R15和R16两端的电压（即V BQ与V EQ），调整可调电阻W4，使V EQ0.4V，记下此时的V BQ，并计算出此时的I EQV EQ/R16（R16=1.5K） 3、关闭电源，按下表所示搭建好测试电路。 （连线框图如图1-5所示）信号源频率计双调谐小信号放大单元（2号板）示波器J5J6输入输出R F1R F2R FIN图1-5双调谐小信号放大连线框图源端口目的端口连线说明信号源RF1（V p-p=500mV f=455K）2号板J5射频信号输入信号源RF2频率计RF IN频率计实时观察输入频率 4、按下信号源、频率计和2号板的电源开关，调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使在TH1处输出信号峰-峰值约为500mV（示波器探头用x10档测量）频率为455KHz的高频信号。 频率输出幅度高频电子线路系统实验指导书第19页共49页测量谐振频率1）将示波器探头连接在调谐放大器的输出端TH6上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形。 2）首先调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试第二级中周，让示波器上被测信号的幅度尽可能大。 3）重复调第一级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到最大。 这样，放大器就谐振到输入信号的频点上。 测量电压增益A AAAv0在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在TH6和TH7分别观测输入和输出信号的幅度大小，则Av0即为输出信号与输入信号幅度之比。 六、实验报告要求 1、写明实验目的。 2、画出实验电路的直流和交流等效电路。 3、计算直流工作点，与实验实测结果比较。 4、实验数据，并画出幅频特性。 高频电子线路系统实验指导书第20页共49页实验二非线性丙类功率放大器实验 一、实验目的 1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。 2、了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3、比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点 4、掌握丙类放大器的计算与设计方法。 二、实验内容 1、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点 2、测试丙类功放的调谐特性 3、测试丙类功放的负载特性 4、观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、8号板1块 4、双踪示波器1台 5、频率特性测试仪（可选）1台 6、万用表1块 四、实验基本原理放大器按照电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。 功率放大高频电子线路系统实验指导书第21页共49页器电流导通角越小，放大器的效率越高。 甲类功率放大器的o180，效率最高只能达到50%，适用于小信号低功率放大，一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。 非线性丙类功率放大器的电流导通角o90，效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。 特点非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1或更小)，基极偏置为负值，电流导通角o90V S。 使4只二级管按照其周期处于开关工作状态，可以证明，在负载RL的两端的输出电压（可在TP6处测量）将会有本振信号的奇次谐波（含基波）与信号频率的组合分量，即pLS（p为奇数），通过带通滤波器可以取出所需频率分量L+S（或LS-）。 由于4只二极管完全对称，所以分别处于两个对角上的本振电压V L高频电子线路系统实验指导书第35页共49页和射频信号V S不会互相影响，有很好的隔离性；此外，这种混频器输出频谱较纯净，噪声低，工作频带宽，动态范围大，工作频率高，工作频带宽，动态范围大，缺点是高频增益小于1。 C 20、C 21、L1带通滤波器，取出和频分量f LO+fsQ 2、C 18、T4组成调谐放大器，将混频输出的和频信号进行放大，以弥补无源混频器的损耗（R8为偏置电阻） 五、测试点说明 1、输入点说明J5本振信号输入端（TH2为其测试口）J2射频信号输入端（TH1为其测试口） 2、输出点说明TP6混频器输出测试点TP7带通滤波器输出J3和频信号输出（TH6为其测试口） 六、实验步骤 1、熟悉实验板上各元件的位置及作用； 2、按下面框图所示，进行连线信号源示波器J5J3本振输入和频输出R F1正弦波振荡器（3号板）J2射频输入频率计J1RFIN双平衡混频单元（7号板）带通滤波器双平衡混频器T P6混频器输出选频放大T P7取和频输出T H3图3-4双平衡混频连线框图高频电子线路系统实验指导书第36页共49页源端口目的端口连线说明信号源RF1（V p-p=300mV f=6.5M）7号板J5本振信号输入3号板J1（V SP-P=50mV f S=4.2M）7号板J2射频信号输入7号板J3频率计RF IN混频后信号输出 3、将3号板上S1拨为“00”，S2拨为“01”，调节中周T1使J1输出幅度最大，然后调节W2改变输出信号幅度，使J1输出fS=4.2MHz、V SP-P=50mV 4、用示波器观察混频器输出点TP6波形以及混频输出TH3处波形（调节中周T4使输出最大），并读出频率计上的频率。 5、调节本振信号电压与输入信号电压相近，重做步骤34。 七、实验报告要求 1、写出实验目的和任务 2、计算MIXI混频增益高频电子线路系统实验指导书第37页共49页实验五模拟锁相环实验 一、实验目的 1、了解用锁相环构成的调频波解调原理。 2、学习用集成锁相环构成的锁相解调电路。 二、实验内容 1、掌握锁相环锁相原理 2、掌握同步带和捕捉带的测量 三、实验仪器 1、信号源1块 2、频率计1块 3、5号板1块 4、双踪示波器1台 四、锁相环的构成及工作原理 1、锁相环路的基本组成锁相环由三部分组成，如图14-1所示，它由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个闭合环路，输入信号为V i(t),输出信号为V0(t),反馈至输入端。 下面逐一说明基本部件的作用。 鉴相器P D环路滤波器L F压控振荡器VCO)(t V i)(t VD)(t VC)(0t V图15-1锁相环组成框图 (1)压控振荡器（VCO）VCO是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO上高频电子线路系统实验指导书第38页共49页的电压，故称为压控振荡器，也就是一个电压频率变换器，实际上还有一种电流频率变换器，但习惯上仍称为压控振荡器。 (2)鉴相器（PD）PD是一个相位比较装置，用来检测输出信号V0(t)与输入信号V i(t)之间的相位差e(t)，并把e(t)转化为电压V d(t)输出，V d(t)称为误差电压，通常V d(t)作为一直流分量或一低频交流量。 (3)环路滤波器（LF）LF作为一低通滤波电路，其作用是滤除因PD的非线性而在V d(t)中产生的无用的组合频率分量及干扰，产生一个只反映e(t)大小的控制信号V e(t)。 按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V0(t)与V i(t)的相位差e(t)发生变化，该相位差经过PD转换成误差电压V d(t)，此误差电压经LF滤波后得到V c(t)，由V c(t)去改变VCO的振荡频率使趋近于输入信号的频率，最后达到相等。 环路达到最后的这种状态就称为锁定状态，当然由于控制信号正比于相位差，即)()(t tVe d因此在锁定状态，e(t)不可能为零，换言之在锁定状态V0(t)与Vi(t)仍存在相位差。 2、锁相环锁相原理锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟