鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射與接收實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 加深鎖相環(huán)工作原理和調(diào)頻波解調(diào)原理的理解。
2.掌握鎖相環(huán)調(diào)頻與鑒頻的測(cè)試方法。
3. 鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與鎖相環(huán)鑒頻接受機(jī)進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn),加深對(duì)通信系統(tǒng)的理解。
二、實(shí)驗(yàn)使用儀器
1.鎖相環(huán)調(diào)頻與測(cè)試實(shí)驗(yàn)板、鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)板
2.20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實(shí)驗(yàn)基本原理與電路
1.鎖相調(diào)頻電路
在普通的直接調(diào)頻電路中,振蕩器的中心頻率穩(wěn)定度較差,而采用晶體振蕩器的調(diào)頻電路,其調(diào)頻范圍又太窄。采用鎖相環(huán)的調(diào)頻器可以解決這個(gè)矛盾。其鎖相調(diào)頻原理框圖如圖11-1所示
圖11-1鎖相調(diào)頻原理框圖
實(shí)現(xiàn)鎖相調(diào)頻的條件是調(diào)制信號(hào)的頻譜要處于低通濾波器通帶之外。使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)定度很高的晶振頻率上,而隨著輸入調(diào)制信號(hào)的變化,振蕩頻率可以發(fā)生很大偏移。這種鎖相環(huán)路稱載波跟蹤型PLL。
2.鎖相鑒頻電路
用鎖相環(huán)路可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)。如果將環(huán)路的頻帶設(shè)計(jì)得足夠?qū)?,則壓控振蕩器的振蕩頻率跟隨輸入信號(hào)的頻率而變。若壓控振蕩器的電壓-頻率變換特性是線性的,則加到壓控振蕩器的電壓,即環(huán)路濾波器輸出電壓的變化規(guī)律必定與調(diào)制信號(hào)的規(guī)律相同。故從環(huán)路濾波器的輸出端,可得到解調(diào)信號(hào)。用鎖相環(huán)進(jìn)行已調(diào)頻波解調(diào)是利用鎖相環(huán)的跟蹤特性,這種電路稱調(diào)制解調(diào)型PLL。鎖相鑒頻原理框圖如圖11-3所示
圖11-3鎖相鑒頻原理框圖
采用CD4046鎖相環(huán)集成芯片來實(shí)現(xiàn)鑒頻,其鑒頻實(shí)際電路如圖11-4所示。
調(diào)頻信號(hào)FM從相位比較器I輸入(14端),PLL入鎖后,VCO的振蕩頻率將跟蹤調(diào)頻信號(hào)的頻率變化,經(jīng)低通濾波器濾去載頻信號(hào)后,從10端輸出解調(diào)信號(hào)。
3.實(shí)驗(yàn)電路
鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路見圖11-5
圖11-5 鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.鎖相環(huán)路的調(diào)整
2.鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調(diào)整
4.鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接受機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1.鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上鎖相環(huán)調(diào)頻與測(cè)試電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K和鎖相環(huán)鑒頻實(shí)驗(yàn)電路模塊,接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān),電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)十調(diào)整好鎖相環(huán)電路。
2. 鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整
在鎖相環(huán)路調(diào)整好[連接J1、J2右,J3左,J4]后,即可進(jìn)行調(diào)頻實(shí)驗(yàn)。在鎖相環(huán)調(diào)頻與測(cè)試電路實(shí)驗(yàn)板IN2端接入調(diào)制信號(hào)[1KHz、2V],在OUT端可觀測(cè)到調(diào)頻信號(hào)(FM)輸出。
3.鎖相環(huán)路鑒頻電路的調(diào)整
鎖相環(huán)路調(diào)頻電路的調(diào)整完畢后,將鎖相環(huán)調(diào)頻與測(cè)試電路實(shí)驗(yàn)板產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)(FM)由OUT端接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN1端[連J2]。當(dāng)鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊的鎖相環(huán)在FM信號(hào)上鎖定時(shí),壓控振蕩器跟蹤這個(gè)信號(hào)頻率的瞬間,VCO的輸入電壓是來自相位檢測(cè)的經(jīng)濾波的誤差電壓,它相當(dāng)于解調(diào)輸出,其OUT端的輸出應(yīng)為解調(diào)后信號(hào)。
4.鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接受機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)
將音頻信號(hào)由在鎖相環(huán)調(diào)頻與測(cè)試電路實(shí)驗(yàn)板IN端接入,在OUT端得到調(diào)頻信號(hào)(FM)輸出。該調(diào)頻信號(hào)(FM)接入鎖相環(huán)路鑒頻電路模塊IN端其OUT端的輸出應(yīng)為解調(diào)后信號(hào), 將此信號(hào)送人實(shí)驗(yàn)箱音頻放大器即可完成通信實(shí)驗(yàn),調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)箱音頻放大器的音量電位器,可控制音量大小。
3.低頻功率放大器
由于從相環(huán)路鑒頻電路TP3/out端輸出的正弦波信號(hào)比較微弱,我們可以經(jīng)過低頻功率放大器來帶動(dòng)喇叭。
本實(shí)驗(yàn)采用由集成芯片LM386組成的低頻功率放大器 。
4.通話實(shí)驗(yàn)
將低頻源產(chǎn)生的1K音頻信號(hào)接到鎖相環(huán)調(diào)頻,構(gòu)成鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射,產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)送到鎖相環(huán)鑒頻電路進(jìn)行鑒頻,輸出的音頻信號(hào)送到由揚(yáng)聲器(LM386)組成的低頻功率放大器放大,經(jīng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.觀察并記錄解調(diào)后的波形。
2.畫出鎖相環(huán)調(diào)頻發(fā)射機(jī)和鎖相環(huán)鑒頻接收機(jī)統(tǒng)調(diào)的電路示意圖。
3. 總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)及對(duì)本實(shí)驗(yàn)的建議。