锁相环调频发射与接收实验
一、实验目的
1. 深入锁相环作业原理和调频波解调原理的理解。
2.掌控把握锁相环调频与鉴频的测量试验方法。
3. 锁相环调频发射机与锁相环鉴频接受机实行通信实验,深入对通信系统的理解。
二、实验使用仪表器具
1.锁相环调频与测量试验实验板、锁相环鉴频实验板
2.20MH双踪示波器
3. 万用表
三、实验基础原理与电子回路
1.锁相调频电子回路
在普通的直接调频电子回路中,振荡器的中心频率平稳度较差,而应用晶体振荡器的调频电子回路,其调频界限又太窄。应用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。其锁相调频原理框图如图11-1所示
图11-1锁相调频原理框图
完成锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外。使压控振荡器的中心频率锁定在平稳度很高的晶振频率上,而随着写入调制信号的改变,振荡频率可以发生很大偏移。这种锁相环路称载波跟踪型PLL。
2.锁相鉴频电子回路
用锁相环路可完成调频信号的解调。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写入信号的频率而变。若压控振荡器的电压(V)-频率变换特性是线性的,则加到压控振荡器的电压(V),即环路滤波器输出电压(V)的改变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。用锁相环实行已调频波解调是运用锁相环的跟踪特性,这种电子回路称调制解调型PLL。锁相鉴频原理框图如图11-3所示
图11-3锁相鉴频原理框图
应用CD4046锁相环包括芯片来完成鉴频,其鉴频实际电子回路如图11-4所示。
调频信号FM从相位对比器I写入(14端),PLL入锁后,VCO的振荡频率将跟踪调频信号的频率改变,经低通滤波器滤去载频信号后,从10端输出解调信号。
3.实验电子回路
锁相环鉴频实验电子回路见图11-5
图11-5 锁相环鉴频实验电子回路
四、实验内容
1.锁相环路的调节
2.锁相环路调频电子回路的调节
3.锁相环路鉴频电子回路的调节
4.锁相环调频发射机与接受机的通信实验
五、实验步骤
1.锁相环路调频电子回路的调节
在实验箱主板上插上
锁相环调频与测量试验电子回路实验模型块和
锁相环鉴频实验电子回路模型块,接通实验箱上电源开关,电源指标灯点亮。 按照实验十调节好锁相环电子回路。
2. 锁相环路调频电子回路的调节
在锁相环路调节好[
连接J1、J2右,J3左,J4]后,即可实行调频实验。在锁相环调频与测量试验电子回路实验板IN2端接入调制信号[1KHz、2V],在OUT端可查看到调频信号(FM)输出。
3.锁相环路鉴频电子回路的调节
锁相环路调频电子回路的调节完毕后,将锁相环调频与测量试验电子回路实验板产生的调频信号(FM)由OUT端接入锁相环路鉴频电子回路模型块IN1端[
连J2]。当锁相环路鉴频电子回路模型块的锁相环在FM信号上锁定时,压控振荡器跟踪这个信号频率的瞬间,VCO的写入电压(V)是来自相位检验测试的经滤波的误差电压(V),它相当于解调输出,其OUT端的输出应为解调后信号。
4.锁相环调频发射机与接受机的通信实验
将音频信号由在锁相环调频与测量试验电子回路实验板IN端接入,在OUT端得到调频信号(FM)输出。该调频信号(FM)接入锁相环路鉴频电子回路模型块IN端其OUT端的输出应为解调后信号, 将此信号送人实验箱音频放大器即可完成通信实验,调动实验箱音频放大器的音量电位器,可控制音量大小。
3.低频功率(W)放大器
由于从相环路鉴频电子回路TP3/out端输出的正弦波信号对比微弱,我们可以经过低频功率(W)放大器来带动喇叭。
本实验应用由包括芯片LM386构成的低频功率(W)放大器 。
4.通话实验
将
低频源产生的1K音频信号接到
锁相环调频,包括锁相环调频发射,产生的调频信号送到
锁相环鉴频电子回路实行鉴频,输出的音频信号送到由
扬声器(LM386)构成的低频功率(W)放大器放大,经扬声器产生声音。
六、实验报告要求
1.查看并记录解调后的波动线。
2.画出锁相环调频发射机和锁相环鉴频接收机统调的电子回路示意图。
3. 总结由本实验的收获、体会及对本实验的建议。