高频-锁相环调频发射与接收

1、实验十一 锁相环调频发射与接收实验 赵琛一、实验目的1. 加深锁相环工作原理和调频波解调原理的理解。2. 掌握NE564构成的锁相环鉴频电路的原理和调试方法。 3. 锁相环调频发射电路与锁相环鉴频接收电路进行通信实验，加深对通信系统的理解。二、实验使用仪器1NE564锁相和调频实验板2100MHz泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 低频信号源三、实验基本原理与电路 1. 锁相环鉴频电路 用锁相环路可实现调频信号的解调。如果将环路的频带设计得足够宽 ，则压控振荡器的振荡频率跟随输入信号的频率而变。若压控振荡器的电压-频率变换特性是线性的，则加到压控振荡器的电压，即环路滤波器

2、输出电压的变化规律必定与调制信号的规律相同。故从环路滤波器的输出端，可得到解调信号。用锁相环进行已调频波解调是利用锁相环的跟踪特性，这种电路称调制解调型PLL。锁相鉴频原理框图如图11-1所示图11-1锁相鉴频原理框图采用NE564锁相环集成芯片来实现鉴频，由于其内部的压控振荡器转换增益不高，为了获得有效的解调输出信号，要求输入调频信号的频偏尽可能的大一些。 下图11-2是NE564构成调频信号解调的典型电路图。图11-2 NE564构成调频信号解调的典型电路图2.实验电路锁相环鉴频实验电路见图11-3：图11-3 调频信号解调实验电路图电路原理：电容C12和C13是5V的直流电源的去耦电容，

3、NE564的1脚和10脚外接5V正电源，8脚接地。12脚和13脚之间有一个可变电容，可以微调压控振荡器的中心频率，跳线开关S8可以切换固定电容，决定了载波中心频率的范围。已调频信号从TP1处输入，电容C1是隔直电容，调频信号从6脚输入鉴相器，电阻R1和电容C2是7脚外接的滤波电路。9脚是压控振荡器的输出端，电阻R3是上拉电阻。3脚是鉴相器的另外一个输入端，9脚和3脚相连构成调频解调电路。调频信号可以从9脚输出，在TP4端可以通过示波器观察调频信号。芯片的4，5脚分别外接低通滤波器的滤波电容。TP3是环路低通滤波器的输出端。滑动变阻器W1可以调节芯片2脚的基准电流，从而调整NE564的频率锁定范

4、围。16脚是FSK解调的输出端。在16脚处可以外接示波器观察FSK解调出的TTL电平的数字基带信号。14脚是普通调频信号的解调输出端，在TP3处可以用示波器观察到解调输出的调制信号，电容C14是解调信号输出端外接的积分电容。15脚是NE564内部斯密特触发器的迟滞电压控制端。四、实验内容 1. 锁相环路的调整。2. 锁相环路调频电路的调整。3. 锁相环路鉴频电路的调整。4. 锁相环调频发射电路与接收电路的通信实验。五、实验步骤1. 锁相环路调频电路的调整在实验箱主板上插上锁相环调频与测试电路实验模块和锁相环鉴频实验电路模块，接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。 根据实验十调整好锁相环调频电路

5、，产生中心频率为10.7MHz的调频信号输出。 2. 锁相环路鉴频电路的调整将开关S8的1端合上，微调滑动变阻器W1和可变电容CW，使得在TP4处测得的压控振荡器的振荡频率为10.7M。锁相环路调频电路的调整完毕后，将锁相环调频与测试电路实验板产生的调频信号（FM）由OUT端接入锁相环路鉴频电路模块TP1端。当锁相环鉴频电路模块的锁相环在FM信号中心频率上锁定时，压控振荡器将跟踪这个信号的时变频率，VCO的输入电压是来自鉴相器输出经低通滤波后的误差电压，它相当于解调输出，TP2端的输出应为解调后的信号。用示波器双踪观察原始的调制信号和解调信号，并判断两者的波形和频率是否一致。逐步增加原始调制信号的频率，当调制信号的幅度增加到一定大小时，锁相环鉴频电路将无法正确解调，记录下此时的调制信号幅度。逐步增加原始调制信号的频率，当调制信号的频率增加到一定大小时，锁相环鉴频电路将无法正确解调，记录下此时的调制信号的频率。从图中可以看出，被解调波形和FM波形的包络基本一致，说明锁相环能够正确实现调频波的解调功能。数据记录：取载波峰峰值为1V，频率10.7MHz当频率为1kHz时，频偏大约在1.2MHz时失真。当频偏为600KHz时，频率大约在15KHz时，输出信号幅度小于50mV，认为失真。数据分析：从数据来看，基本符合NE564的工作状态。实验感想：本次实验是我本学期高频实