变容二极管直接调频电路实验

一、实验目的

1.掌握用变容二极管调频电路实现FM的方法；
2.理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。

二、实验原理

图5-1是变容二极管调频原理电路。

图5-1 变容二极管调频原理电路

变容二极管调频电路的原理图如图5-2所示。

图5-2 变容二极管调频电路原理图

变容二极管调频电路在模块中单元标号为12，位于该子板卡上左部，如图5-3所示。

图5-3 变容二极管调频电路子板卡（左部）

图中，1Q01本身为电容三点式振荡器，它与D01、D02（变容二极管）一起组成了直接调频器。1Q02为放大器，1Q03为射级跟随器。1W01用来调节变容二极管偏压。图12-3可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由1R05、1W01和1R06分压后，从1R06得到的电压，因而调节1W01即可调整偏压。

由图可见，该调制器本质上是一个电容三点式振荡器（共基接法），由于电容1C05对高频短路，因此变容二极管实际上与1L02相并。调整电位器1W01，可改变变容二极管的偏压，改变变容二极管的容量，从而改变振荡频率。

对输入音频信号而言，1L03短路，1C05开路，从而音频信号可加到变容二极管1D01、1D02上。当变容二极管加有音频信号时，其等效电容接音频规律变化，因而振荡频率也按音频规律变化，从而达到了调频的目的。

三、实验内容

1.观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响；
2.变容二极管调频静态调制特性测量；
3.变容二极管调频器动态调制特性测量。

四、实验步骤

（一）模块上电

在实验箱主板上插上变容二极管调频模块、电容耦合相位鉴频与斜率鉴频模块，按下模块上电源开关，此时电源指示灯点亮。

（二）静态调制特性测量

1.输入端先不接音频信号，将示波器接1P02，用万用表测1TP01点电位，按表5-1，调节1W01，使1TP01点电位V1P02变化，并把相应的频率填入表中。

表5-1 无音频输入时的输出信号频率

2.动态调制特性测量

调整1W01使得变容二极管调频器输出频率f 0 =8MHz。以实验箱上低频信号源作为音频调制信号源，输出频率f=1KHz、峰-峰值V~p-p~=500mV（用示波器检测）的正弦波。将音频调制信号加入到调频器的音频输入端1P01，便可在调频器器的1TP02端上观察到FM波。

把调频器的调频输出端1P02连接到鉴频单元的输入端1P01，并将鉴频器的1K01拨向相位鉴频器，便可知鉴频器的输出端1P02上观察到经解调后的音频信号。如果没有波形或波形不好，应调整调频器1W01和鉴频器1W01。

将示波器CH1接调制信号源（可接在调制模块中1TP01上），CH2接鉴频输出1TP02，比较两个波形有何不同。改变调制信号源的幅度，观测鉴频器解调输出有何变化。调制信号源的频率，观察鉴频器输出波形的变化。

五、实验报告

调频FM波输出波形：

波形的中间较细，而两边较粗，说明该波形经过了调频。当增大调制信号源的幅度时，输出波形两边会变粗，说明发生了较大的频偏。

1.根据实验数据，画出静态调制特性曲线，说明曲线斜率受哪些因素的影响。

曲线斜率受变容二极管在音频信号为零时的直流电压Uo的影响，电压越大，斜率越小，电压改变则相应的电容改变，从而频率变化，则斜率变化。

2.说明1W01对于鉴频器工作的影响。

1W01对鉴频器的影响有两个：一是对调谐问题的影响，另一个是对频率振幅的干扰。

3.总结实验体会

通过对变容二极管调频电路的设计与研究，我们不仅对变容二极管的调频原理有了更深刻的了解，还对调频电路的应用进行了一定的了解，调频电路在无线电通信中是非常重要的调制方式，应用非常广泛.