LM566组成的频率调频与解调

1、一、实验目的 1熟悉LM566单片集成电路的组成和应用。 2掌握用LM566单片集成电路实现频率调制的原理和方法。3了解调频方波、调频三角波的基本概念。4.了解正弦波调制的调频方波的解调方法。5了解方波调制的调频方波的解调方法。二、实验仪器 万用表 双踪示波器 AS1637函数信号发生器 低频函数发生器（用作调制信号源） 实验板5（集成电路组成的频率调制器单元）三、实验内容1定时元件RT、CT对LM566集成电路调频器工作的影响。2输入调制信号为直流时的调频方波、调频三角波观测。3输入调制信号为正弦波时的调频方波、调频三角波观测，以及解调波形观察4输入调制信号为方波时的调频方波、调频三角波观测

2、，以及解调波形观察四、基本原理（一）频率调制1LM566简介图10-1 LM566管脚排列及外部连接LM566是一种积分-施密特触发电路型的单片集成VCO电路，其管脚排列和外部连接见图10-1。其中，脚接正电源，脚接负电源（或地），脚悬空，脚输出方波，脚输出三角波，脚接输入电压，脚接定时电阻RT，脚接定时电容CT。LM566的内部框图如图10-2所示。图中的幅度鉴别器实为施密特触发器，并设其正向触发电平为VSP，反向触发电平为VSM。当电容CT充电时，开关S1接通、S2断开，从而VCC经由RT、恒流源I0对CT形成恒流的充电回路。电容CT上电压V7线性上升，控制电压形成电路输出Vo为低电平。当

3、V7达到VSP时，幅度鉴别器翻转，使控制电压形成电路输出Vo转换为高电平，引起开关S1断开、S2接通，从而恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0。由于电流转发器的特点，使得I7I6，因而I7=I0，该电流由CT提供。于是电容CT经由电流转发器而放电，V7线性下降， Vo保持高电平不变。当V7达到VSM时，又引起幅度鉴别器翻转，使Vo转换为低电平，引起开关S1接通、S2断开，重新对CT充电，波形如图10-3所示。图10-3 波形图图10-2 566内部框图由于VCO的工作过程是用输入电压控制输出频率，因而其本质就是一个调频器。输入调制信号可加在脚上，只是566输出的是调频方波或调频三角波（载波不

4、是正弦波）而已。改变定时元件RT、CT可改变载波频率，其频率表达式为： ，式中，RT、CT如上所述，V5、V8是566管脚、的对地电压。2LM566组成的频率调制器图10-4 566组成的频率调制器实验电路LM566组成的频率调制器实验电路如图10-4所示。图中采用了+5V、5V两路直流电源，分别接到脚、脚上。C1是定时电容，由开关K4控制其接入与否。R3与W1一起组成了定时电阻，调节W1可改变定时电阻的数值。输入（脚）有两种工作方式：一是静态工作（开关K3接通，K2断开），由脚输入直流电压，输出为未调载波；调节W2可改变载波频率（周期）。二是动态工作（开关K1、K2接通，K3断开），从IN端

5、输入的调制信号，再与R6上分得的直流电压相叠加，一起加入到脚上，从而输出为已调波。根据需要，可在OUT1端输出方波，OUT2端输出三角波，因而本实验输出的是调频非正弦波。（二）频率解调LM 565组成的频率解调器电路LM565组成的频率解调器实验电路如图11-2所示。其中，LM565部分如前所述，C7是定时电容，R6+W1是定时电阻。LM311是一个电压比较器，用来把LM565的脚输出的三角波变换为方波。为此，把LM 565的脚输出加到LM 311的一个输入端（脚）上，又把LM 565的脚输出的基准电压加到LM 311的另一输入端（脚）上（用作比较电平），便可在LM311输出端（OUT）得到已

6、解调的方波信号。调节W1可改变LM311的比较电平，从而可调节OUT端输出方波的占空比。图11-2 LM565组成的频率解调器实验电路五、实验步骤（一）频率调制1实验准备 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元右上方的电源开关（K5）拨到ON位置，就接通了5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。2观察RT、CT对频率的影响（RT = R3+Wl、CT = C1） 实验准备 K4置ON位置，从而C1连接到566的管脚上； 开关K3接通，K1、K2断开，从而W2和C2连接到566的管脚上； 调W2使V5=3.

7、5V（用万用表监测开关K3下面的测试点）； 将OUT1端接至AS1637函数信号发生器的INPUT COUNTER来测频率。 改变W1并观察输出方波信号频率，记录当W1为最小、最大（相应地RT为最小、最大）时的输出频率，并与理论计算值进行比较，给定：R3 =3k，W1=1k，C1=2200pF。 用双踪示波器观察并记录当RT为最小时的输出方波、三角波波形。 若断开K4，会发生什么情况？最后还是把K4接通（正常工作时不允许断开K4）。3观察输入电压对输出频率的影响 直流电压控制（开关K3接通，K1、K2断开）先把Wl调至最大（振荡频率最低），然后调节W2以改变输入电压，测量当V5在2.4V4.8

8、V变化（按0.2V递增）时的输出频率f，并将结果填入表1。表1V5(V)2.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.8f(kHz) 交流电压控制（开关K3断开，K1、K2接通，并仍将Wl调至最大） 将低频函数发生器输出的正弦波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号加入到本实验单元的IN 端，用双踪示波器的两路输入同时观察输入的调制信号（IN端）以及输出的调频方波信号（OUT1端）。同样，亦可在OUT2端观察到调频三角波。顺便指出：由于是调频，两路信号不可能同时稳定，因而只能采用“要观察谁，就由谁同步”的方法。此外，在观察调频方波时，宜在波形

9、稳定后，按下“10 MAG”按钮，并移动X位置把最前面的一个周期长度与最后面的一个周期长度作比较，发现两者不同，才表明是调频。 将低频函数发生器输出的方波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号，用双踪示波器再作观察和记录。（二）频率解调1实验准备 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元（简称566调频单元）的电源开关（K5）和集成电路组成的频率解调器单元（简称565鉴频单元）的电源开关（K1）都拨到ON位置，就接通了这两个单元的5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。2自激振荡观察在

10、565鉴频单元的IN端先不接输入信号，把示波器探头接到A点，便可观察到VCO自激振荡产生的方波（峰-峰值4.5V左右）。3调制信号为正弦波时的解调 先按实验十的实验内容获得正弦调制的调频方波（566调频单元上开关K1、K2接通，K3断开，K4接通）。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择正弦波，频率1kHz，峰-峰值0.4V，便可在566调频单元的OUT1端上获得正弦调制的调频方波信号。 把566调频单元OUT1端上的调频方波信号接入到565鉴频单元的IN端，并把566调频单元的Wl调节到最大（从而定时电阻RT最大），便可用双踪示波器的CH1观察并记录输入调制信号（56

11、6调频单元IN端），CH2观察并记录565鉴频单元上的A点波形（峰-峰值为4.5V左右的调频方波）、B点波形（峰-峰值为40mV左右的1kHz正弦波）和OUT端波形（需仔细调节565鉴频单元上的W1，可观察到峰-峰值为4.5V左右的1kHz方波）。 调节565鉴频单元上的W1，可改变565鉴频单元OUT端解调输出方波的占空比。4调制信号为方波时的解调当调制信号为方波时，则上述的模拟调制/解调就成为数字调制/解调。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择方波，频率100Hz，峰-峰值0.4V。然后把它作为调制信号加入到566调频单元的IN端上，并把566调频单元的OUT1端

12、与565鉴频单元的IN端相连，便可分别观察566调频单元OUT1端上的方波调制的调频方波信号，565鉴频单元上的解调输出信号（B点）以及565鉴频单元上的比较器31l的输出信号（OUT）。数据处理分析：一、频率发生器fmax=50.0KHz fmin=37.3KHz输入电压对输出频率的影响：直流电压控制：表1V2.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.8f可以看出输入电压越大，输出频率越小。交流电压控制：正弦波时：OUT1方波信号 OUT2三角波信号 方波时：OUT1方波信号 OUT2三角波信号 二、频率解调器VC0自激振荡产生的峰峰值为4.84V的方波调制信号为正弦波时的解调：A点波形 B点波形 OUT端波形 改变占空比后的OUT端波形（占空比为35.2%）实验结论：通过这次频率调制解调的实验，我能正确地了解正弦波调制的调频方波的解调方法和了解方波调制的调频方波的解调方法。掌握用LM565单片集成电路实现频率解调的原理，并熟悉其方法。同时自己的实践能力也得到很大程度上的提高。指导教师批阅意见：成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日备注：注：1、报告内的项目或内容设