(相位鉴频器)电子测量实验指导书(科)

Xb08610209 陆斌 08电子信息（2）班

相位鉴频器

一、实验目的

1、熟悉相位鉴频电路的基本原理。

2、了解鉴频特性曲线（S 曲线）的正确调整方法。

3、将变容二极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机调试，进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。

二、实验原理

相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最基本的解调电路，它具有鉴频灵敏度高，解调线性好等优点。

1、鉴频概述

调频波的解调称为频率解调，简称鉴频；调相波的解调称为相位检波，简称

鉴相。它们的作用都是从已调波中检出反映在频率或相位变化上的调制信号。但是采用的方法不尽相同。由于在调频接收机中，当等幅调频信号通过鉴频前各级电路时，因电路频率特性不均匀而导致调频信号频谱结构的变化，从而造成调频信号的振幅发生变化。如果存在着干扰，还会进一步加剧这种振幅的变化。鉴频器解调这种信号时，上述寄生调幅就会反映在输出解调电压上，产生解调失真。因此，一般必须在鉴频前加一限幅器以消除寄生调幅，保证加到鉴频器上的调频电压是等幅的。限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅鉴频器。

鉴频器输出电压u 0随输入频率f （或频偏 ）变化的特性称为鉴

频特性。在线性解调的理想情况下，鉴频特性为一直线，实际上会弯曲，呈“S”型，称为“S”曲线。

2、鉴频器指标

1）鉴频跨导（效率、灵敏度）S D ：鉴频特性在f c 处的斜率，用它来评价鉴频能力。

单位为V/Hz 。S D 越大，表明鉴频器将输入瞬时频偏变换为输出解调电压的能力越强。

c f

f f -=?

一般情况下，S D 为调制角频率的复值函数，即()D S j Ω，要求它的通频带大于调制信号的最高频率 m ax Ω

2）峰值带宽max B ：鉴频器输出电压两峰值点所对应的频率差，即

max 21B f f =-，它近似表明鉴频器鉴频线性区的宽度。为了减小鉴频器的非线性

失真，要求鉴频特性近似线性的范围 m ax 2f ?大于2m f ?。

③ 最大输出电压0m ax U ：鉴频器输出的最大电压。 ④ 线性度要好与失真要小。 3.电容耦合双调谐回路相位鉴频器：

相位鉴频器的组成方框图如3-3示。图中的线性移相网络就是频—相变换网络，它将输入调频信号u1 的瞬时频率变化转换

为相位变化的信号u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。

图3-4的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。

图3-4 耦合回路相位鉴频器

图3-5（a ）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图，它是由调

o

频—调相变换器和相位检波器两部分所组成。调频—调相变换器实质上是一个电容耦合双调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电容Cp 耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率fc 上，二极管D1、D2和电阻R 1、R 2分别构成两个对称的包络检波器。鉴频器输出电压u o 由C 5两端取出，C5对高频短路而对低频开路，再考虑到L2、C2对低频分量的短路作用，因而鉴频器的输出电压u o 等于两个检波器负载电阻上电压的变化之差。电阻R 3对输入信号频率呈现高阻抗，并为二极管提供直流通路。图（a ）中初次级回路之间仅通过Cp 与Cm 进行耦合，只要改变Cp 和Cm 的大小就可调节耦合的松紧程度。由于Cp 的容量远大于Cm ，Cp 对高频可视为短路。基于上述，耦合回路部分的交流等效电路如图4-5（b ）所示。初级电压u1经Cm 耦合，在次级回路产生电压u 2，经L 2中心抽头分成两个相等的电压 22

1u ，由图可见，加到两个二极管上的信号电压分别为：

u D1=2121u u +

和

u D2= 21

21u u -，

随着输入信号频率的变化。u 1和u 2之间的相位也发生相应的变化，从而使它们的合成电压发生变化，由j 此可将调频波变成调幅—调频波，最后由包络检波器检出调制信号。

(a) （b ）

图3-5 电容耦合双调谐回路相位鉴频器

u 5

4、鉴频电路

J403为相位鉴频器调制波的输入端，C414提供合适的容性负载；BG404和BG405接成共集—共基电路，以提高输入阻抗和展宽频带，R418、R419提供公用偏置电压，C422用以改善输出波形。BG405集电极负载以及之后的电路在原理分析中都已阐明，这里不再重复。

5、实验仪器

1、双踪示波器

2、扫频仪

3、万用表

4、高频实验箱

6、实验内容及步骤

实验电路见图8-4

1、用扫频仪调整鉴频器的鉴频特性。

（3）扫频仪检波探头换用双夹子电缆线，接至鉴频器输出端J22，可以看到S型曲线，参见图8-5。如曲线不理想，可适当调C23上下对称，调C27为6.5M，调C30使f0中心点线形度较好。调好后，记录上、下二峰点频率和二峰点高度格数，即fo、Vm、Vn。

图8-5 鉴频特性

2、调频与解调

（1）将调频器的中心频率调为约6.5M，鉴频器的中心频率也调谐在约6.5M。将频率为1K，幅度为500mV(P-P)的音频调制信号加至调频器的输入端J1进行调频，调频器输出端J10的调频信号送入鉴频器输入端J14进行鉴频。

（2）用双踪示波器同时观察调制信号和解调信号，比较二者的异同。如鉴频器输出波形不理想，可微调鉴频器的C23、C27、C30。将调制信号加大至Vm=1V、1.5V、2V(P-P)等等,观察波形变化，分析原因。

三、实验报告要求

1、整理实验数据，画出鉴频特性曲线。

2、分析回路参数对鉴频特性的影响。

3、分析在调频电路和鉴频电路联机实验中遇到的问题及解决的办法，画出调频输入和鉴频输出的波形，指出其特点。

四、实验心得：

1、熟悉了相位鉴频电路的一些基本原理和鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。

2、进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。