实验五 FM调频波信号调制

1、实验五 FM调频波信号调制一、仿真实验目的（1）掌握变容二极管调频电路的原理。（2）了解调频电路的调制特性及测量方法。（3）观察调频波波形，观察调制信号振幅对频偏的影响。（4）观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。二、FM调制原理（变容二极管调频电路）调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。许多中小功率的发射机都采用变容二极管直接调频技术，直接调频法即在工作于发射载频的LC振荡回路上直接调频，具体采用的方法是用模拟基带信号控制振荡回路变容二极管的大小，使振荡器输出信号的瞬时频率随基带信号做线性变化。其频率的变化量与调制信号成线性关系。变容二极管通过耦合电容并接在回路的两端，形成振荡回路总电

2、容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：振荡频率为： 变容二极管是一种电抗可变的非线性元件，通过改变外加反向电压可以改变空间电荷区的宽度，从而改变势垒电容的大小。变容二极管在反向偏置直接调频电路中，不能工作于正向偏压区，必须加上一个大于调制信号振幅的反向直流偏压。变容二极管调频产生的调频信号的调制指数较大，但载频稳定性较差。除了这种方法还可直接用锁相环产生调制指数较大，载频很稳定的调频信号。三、仿真电路变容二极管调频电路如图所示。该电路为一种针对克拉泼电路做的一种改进型电容三端式电路西勒电路。变容二极管的结电容以部分接入的形式纳入在回路中。该高频等效电路未考虑负载电阻。所以，振荡频率f0=1/

3、2。西勒电路在分立元件系统或集成高频电路系统中均获得广泛的应用。调频波：从示波器上看到的波形频率变化不明显，从频率计（XFC1）可看出频率不停变化。载波信号80kHz，调制信号3kHz，从示波器看不出明显的调频波频率的变化。调频广播载波频率范围是（88108）MHz，低频调制信号最高20kHz,从载波波形也看不出频率的变化。 FM调频波信号调制电路图FM调频波信号波形图四、实验步骤和测试内容（1） 测试变容二极管的静态调制特性，即拿掉，保留直流电压，观察以及取其它值时振荡频率的变化，这时的振荡器属于压控振荡器。VD（V）122.533.544.555.2f0(MHZ)78.8 mV79.2 m

4、V80 mV82.9 mV82.8 mV83.1 mV79.1 mV79.9 mV82.6 mV13.3 MHZ14.1 MHZ15.6 MHZ16 MHZ10.7 MHZ10.6 MHZ10.6 MHZ77.6 MHZ77.0 MHZ（2）观察调频波波形。（3）观察调制信号振幅对频偏的影响，观察寄生调幅现象。五、实验报告要求1整理实验数据，在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度，说明曲线斜率受哪些因素的影响。答：受电压和频率影响。2. 分析调制信号振幅对频偏的影响答：对于一般的频率调制电路，小信号情况下，调频的频偏和调制信号的幅度成线性关系；大信号情况下，频率调制率也会出现像

5、放大器增益饱和类似的情况。实验六 FM调频信号的解调一、仿真实验目的（1）熟悉乘积型相位鉴频器的基本工作原理，熟悉模拟乘法器的使用。（2）掌握并联回路对S曲线和对解调波形的影响。二、FM解调原理（乘积型相位鉴频器）乘积型相位鉴频器实际上是一种正交鉴频器。调频信号一路直接加至乘法器，另一路经相移网络移相后(参考信号)加至乘法器。由于调频信号和参考信号同频正交，因此，称之为正交鉴频器。单调谐移相网络传输特性，在失谐不太大的情况下其幅频、相频特性假定输入调频波的中心频率c=0，将输入调频波的瞬时角频率=c-mcost=c+代入上式，得设低通滤波器增益为1，则当f/f01时，乘积型相位鉴频器输出为：三、仿真实验电路调频信号的解调电路如图所示。调频信号源采用中心频率30KHz，调制频率为3KHz。调频信号的解调电路图四、实验步骤和测试内容（1）观察并联回路对波形的影响。答：改变R1的值，观察波形如图所示（2）测量鉴频特性曲线，由此计算鉴频灵敏度和线性频率范围。输入频率f(KHz)30354042444647485052545658606570鉴频输出电压（mV）-126-92-34.6-9.516