变容二极管实验报告
变容二极管调频振荡器实验报告八
课程名称高频电子线路实验项目变容二极管调频振荡器成绩学院信息学院专业通信工程学号姓名实验时间实验室指导教师一.实验目的1.了解变容二极管调频器电路原理及构成。
2．了解调频器调制特性及测且方法。
二.实验设备1.双踪示波器2.频率计3.万用表4..清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G4实验板板三.实验原理所谓调频，就是把所要传送的信息作为调制信号去控制载波信号的频率，使其按照调制信号幅度的大小变化。
调频电路中，最简单的办法是采用变容二极管调频，利用变容二极管结电容的改变来控制振荡器振荡频率的变化。
实验电路如图5-1所示。
三极管V1组成电容三点式振荡器的改进型电路，即克拉泼电路。
变容二极管DC部分接入振荡回路中，是调频电路的主要元件。
电位器RP1、电阻R2、电感L1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置，调节RP1可改变主振荡器的振荡频率。
V2为放大级，对振荡信号进行放大，以保证有足够的振荡幅度输出。
调节RP3，可调节输出幅度的大小。
V3为射随器，以提高带负载的能力。
调制信号由IN处输入，经变容二极管DC和主振荡调频后，再经V2、V3放大后由OUT处输出。
四.实验内容1.FM调制器静态调制特性测量五.实验步骤及记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）实验电路图步骤：输入端不接音频信号，将频率计接到调频器的F端．C3（＝100pf ）电容接与不接两种状态，调整RP1 使Ed=4v 时f0 = 6.5MHZ ，然后重新调节电位器RP1 ，使Ed在0.5～8V范围内变化，在C3接入和不接入时，测量电路输出频率，将对应的频率填表8.1，并依据测试结果在坐标图中绘出其静态调制特性曲线。
数据及图像：不接入C3时的调制特性曲线接入C3时的调制特性曲线六.实验结果分析由实验结果可以看出无论接不接如C3时，其频率都会随Ed变化而变化，且当Ed增大时，f也会增大，当Ed减小时f也随之减小。
七．实验小结变容二极管是利用半导体PN结的结电容随外加反向电压而变化的特性制成的一种半导体二极管，其容值随调制电压的变化而变化。
变容二极管调频振荡器实验报告
变容二极管调频振荡器实验报告变容二极管调频振荡器实验报告引言：调频振荡器是一种能够产生高频信号的电路，广泛应用于无线通信、广播电视等领域。
本实验旨在通过使用变容二极管构建调频振荡器电路，探究其工作原理和特性。
实验步骤：1. 实验准备：准备好所需的实验器材和元件，包括变容二极管、电容、电阻等。
2. 搭建电路：按照实验指导书上的电路图，将元件连接起来，确保连接正确无误。
3. 调节元件：根据实验要求，逐步调节电容、电阻的数值，观察振荡器的输出频率变化。
4. 测量数据：使用示波器等仪器测量振荡器的输出频率、幅度等参数，并记录下来。
5. 分析结果：根据实验数据，分析振荡器的工作特性和性能。
实验结果：在实验过程中，我们逐步调节了电容和电阻的数值，观察到振荡器的输出频率发生了变化。
通过测量和记录数据，我们得到了如下结果：1. 输出频率与电容的关系：我们发现，当电容的数值增大时，振荡器的输出频率也随之增大。
这是因为电容的变化会影响振荡电路的谐振频率，从而改变振荡器的输出频率。
2. 输出频率与电阻的关系：我们进一步调节了电阻的数值，发现振荡器的输出频率与电阻的变化关系不明显。
这是因为电阻主要影响振荡器的幅度稳定性，而不太会对输出频率产生明显影响。
3. 振荡器的稳定性：我们观察到，在一定范围内，振荡器的输出频率相对稳定，但当电容或电阻的数值超出一定范围时，振荡器的输出频率会发生明显的偏移或失去振荡。
这说明振荡器的稳定性受到电容和电阻的限制。
4. 输出信号的波形：通过示波器观察，我们发现振荡器的输出信号呈现正弦波形，且幅度相对稳定。
这是因为振荡器的电路结构决定了其输出信号为周期性的正弦波。
讨论与总结：通过本次实验，我们深入了解了变容二极管调频振荡器的工作原理和特性。
我们发现，电容和电阻的变化对振荡器的输出频率和稳定性有着重要影响。
在实际应用中，我们可以根据需求调节电容和电阻的数值，实现不同频率的振荡器。
同时，我们也了解到振荡器的稳定性是一个需要注意的问题，过大或过小的电容和电阻数值都可能导致振荡器无法正常工作。
实验四 变容二极管调频
实验四变容二极管调频一．实验目的1、掌握变容二极管调频的工作原理。
2、学会测量静态特性曲线，理解动态特性的含义。
3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。
4、观察寄生调幅现象。
二．实验原理1、变容二极管调频原理所谓调频，就是把要传送的信息(例如语言、音乐)作为调制信号去控制载波(高频振荡)的瞬时频率，使其按调制信息的规律变化。
设调制信号：υΩ(t)= VΩcosΩt，载波振荡电压为：a ( t ) = A o cosωo t根据定义，调频时载波的瞬时频率ω(t)随υΩ(t)成线性变化，即ω(t)= ωo + K f VΩcosΩt =ωo + ΔωcosΩt (4-1) 则调频波的数字表达式如下：a f (t) = A o cos(ωo t+ΩΩVKf sinΩt)或a f (t) = A o cos(ωo t+ m f sinΩt) (4-2) 式中：Δω= K f VΩ是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。
比例常数K f亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。
式中：m f = K f VΩ/Ω= Δω/Ω =Δf / F 称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了调制深度。
如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4-1所示。
图4-1 变容二极管调频原理电路变容二极管C j通过耦合电容C1并接在LC N回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。
因而，振荡回路的总电容C为：C = C N + C j(4-3)加在变容二极管上的反向偏压为：V R = V Q(直流反偏)+υΩ(调制电压)+υo(高频振荡，可忽略)变容二极管利用PN 结的结电容制成，在反偏电压作用下呈现一定的结电容(势垒电容)，而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化，其关系曲线称C j ～υR 曲线，如图4-2所示。
图4-2 用调制信号控制变容二极管结电容由图可见：未加调制电压时，直流反偏V Q (在教材称V o 所对应的结电容为C jΩ(在教材中称C o )。
变容二极管调频实验报告
变容二极管调频实验报告变容二极管调频实验报告引言调频（Frequency Modulation，简称FM）是一种常见的无线通信技术，其基本原理是通过改变载波信号的频率来传输信息。
变容二极管是一种特殊的二极管，具有随电压变化而改变电容的特性。
本次实验旨在探究变容二极管在调频中的应用，并分析其原理和实验结果。
实验步骤1. 实验器材准备：准备一个变容二极管、一个信号发生器、一个示波器和一根连接线。
2. 连接实验电路：将变容二极管的正极连接到信号发生器的输出端，将其负极连接到示波器的输入端。
3. 调节信号发生器：将信号发生器的频率调节到一个较低的值，例如100 Hz。
4. 观察示波器波形：在示波器上观察到一个稳定的正弦波信号。
5. 调节信号发生器频率：逐渐增加信号发生器的频率，观察示波器上波形的变化。
6. 记录实验结果：记录不同频率下示波器上的波形变化。
实验原理变容二极管的电容值随着电压的变化而变化，当电压增大时，电容值减小，反之亦然。
在调频中，我们可以利用这一特性来改变载波信号的频率。
当变容二极管的电压变化时，其电容值也随之变化，从而导致载波信号的频率发生变化。
实验结果及分析在实验过程中，我们逐渐增加信号发生器的频率，观察到示波器上波形的变化。
实验结果显示，随着频率的增加，波形的周期变短，频率也随之增大。
这是因为变容二极管的电容值随着电压的增加而减小，导致载波信号的频率增大。
通过实验结果，我们可以看出变容二极管在调频中起到了关键作用。
通过改变变容二极管的电压，我们可以实现对载波信号频率的调节。
这对于无线通信系统中的频率调节非常重要，可以实现更高效的数据传输和信号传播。
结论本次实验通过观察变容二极管在调频中的应用，探究了其原理和实验结果。
实验结果表明，变容二极管的电容值随电压变化而变化，通过改变电压可以实现对载波信号频率的调节。
这为无线通信系统中的频率调节提供了一种有效的解决方案。
通过本次实验，我们深入了解了变容二极管在调频中的应用，为进一步研究和应用该技术奠定了基础。
变容二极管直接调频实验
变容二极管直接调频实验预习报告
学号--------------------姓名实验台号
一、实验目的
1、进一步掌握实现调频的方法及其电路组成。
2、了解变容二极管调频电路的组成和基本工作原理。
二、实验仪器
数字万用表、数字频率计、数字示波器、直流稳压电源
三、实验原理
三、实验任务
1，准备
（1）熟悉电路中各个元器件的作用和位置，断开k4，k5，检查无误后接通电源。
用示波器测量输出波形及频率。
（2）闭合k5，调节DW3，使VQ=4V左右，适当调节DW1,C6，使输出波形较好，振荡频率4MHz左右
2，测量Cj-v特性
（1）逐渐改变DW3的大小，测量笔记录VQ大小（用数字万用表测量）以及VQ 对应的频率fj，绘制fj-VQ曲线，该曲线即为静态频率调制特性。
VQ（v） 2 3 4 5 6 7 8 9
fj（MHz）
Cj（pF）
（2）断开k5（即去掉变容二极管及其偏执电路），测量并记录测试的振荡频率fosc （3）闭合K4（记载回路电容C6两端并联已知电容Ck），记录此时的振荡频率fk。
（4）计算C总、Cj，填入表中，绘制变容二极管的Cj-v特性曲线。
（5）有Cj-v特性曲线计算VQ=4V时的休旅Sc，计算调制灵敏度Sf。
3，观察调频信号波形
（1）闭合K4K5，调整DW3，使VQ=4V，调整DW1，使输出波形正常。
（2）介入调制信号，并调整音频信号输出电压Vpp<2V，观察输出的调频信号波形；
适当调整调制信号的幅度，观察调频信号波形的变化。
（3）观察调制信号电压幅度对调频信号中心频率的影响。
变容二极管实验报告
变容二极管调频与鉴频实验实验报告姓名：学号：班级：日期：变容二极管调频与鉴频实验（模块3、5）一、实验目的1）、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。
2）、掌握调频器的调制特性及其测量方法。
3）、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。
二、实验原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如下图所示。
从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
鉴频器（1）鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。
鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。
相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的一个输入端输入调频波)(t v s ，设其表达式为：]sin cos[)(t m w V t v fcsmsΩ+= 式中，fm 为调频系数，Ω∆=/ωfm 或f f m f/∆=，其中ω∆为调制信号产生的频偏。
另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波)('t v s，设其表达式为)]}(2[sin cos{)(''ωϕπω++Ω+=t m V t v fc sms)](sin sin['ωϕω+Ω+=t m V f c sm式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。
第二项是所需要的频率分量，只要线性移相网络的相频特性)(ωϕ在调频波的频率变化范围内是线性的，当rad 4.0)(≤ωϕ 时，)()(si n ωϕωϕ≈。
高频实验八 变容二极管调频实验报告
实验八 变容二极管调频实验一 实验目的1. 进一步学习掌握频率调制相关理论。
2. 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的电路原理和方法。
3. 理解变容二极管静态调制特性、动态调制特性概念并掌握测试方法。
二、实验使用仪器1．变容二极管调频振荡电路实验板 2．100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 高频信号源三、实验基本原理与电路1. 变容二极管调频原理变容二极管的调频原理可用图8-1说明。
变容二极管的电容C 和电感L 组成LC 振荡器的谐振电路，其谐振频率近似为 LCf π21=。
在变容二极管上加一固定的反向直流偏压U 偏和调制电压U Ω（图ａ），则变容二极管的结电容C 将随调制信号U Ω的幅度变化而变化 ，通过二极管的变容特性（图ｂ）可以找出结电容C 随时间的变化曲线（图ｃ）。
此电容C 由两部分组成，一部分是0C ，由反向直流偏压U 偏决定，为固定值；另一部分是变化的电容，由调制电压U Ω的幅度决定，可以表示为t C m Ωcos ，其中Ω为调制信号的频率。
m C 是电容变化部分的幅度，则有C ＝0C 十t C m Ωcos 将C 代入f 的公式，化简整理可得f f t C C f f f m ∆+=Ω⋅-=0000cos 21式中 f ∆=021f -t C C mΩcos 00f 是0=m C 时，由电感L 和固定电容0C 所决定的谐振频率，称为中心频率，021LC f π=。
f ∆是频率的变化部分，而21C C f m是频率变化部分的幅值，称为频偏。
式中的负号表示当回路电容增加时，频率是减小的。
我们还可通过图8-1（C ）及图（D ）（L 固定，f 与C 成反比曲线）找出频率和时间的关系。
比较图（a ）及图（e ），可见频率f 是随调制电压Ωu 的幅度变化而变化，从而实现了调频。
f f图8-1 变容二极管调频原理3. 变容二极管调频实验电路变容二极管调频实验电路如图8-2。
变容二极管调频实验报告(高频电子线路实验报告)
变容二极管调频实验一、实验目的1、掌握变容二极管调频电路的原理。
2、了解调频调制特性及测量方法。
3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。
二、实验内容1、测试变容二极管的静态调制特性。
2、观察调频波波形。
3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。
4、观察寄生调幅现象。
三、实验仪器1、信号源模块1块2、频率计模块1块3、 3 号板1块4、双踪示波器1台5、万用表1块6、频偏仪（选用）1台四、实验原理及电路1、变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图1所示。
从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。
本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。
电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。
图2表示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。
在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。
u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。
在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。
因为LCf π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。
从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LCf π21=，f 和C 的关系也是非线性。
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变容二极管调频与鉴频实验
实验报告
姓名学号班级日
期
一、 实验目的 1） 、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。
2） 、掌握调频器的调制特性及其测量方法。
3） 、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。
二、 实验原理
调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与 调制
信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如下图所示。
从J2处加入调制信号，使变 容二极
管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制 信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从 J1处输岀为调频波（FM ）。
&5为变容二级管的高频通路，L 】为音频 信号提供低频通路，L ）和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
变容二极管调频与鉴频实验（模块
3、 5)
鉴频器
(1)鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。
鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。
相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的一个输入端输入调频波匕⑴，设其表达式为：v5(r) = V WJ cos[w f+m f sin Of]
式中,m f为调频系数,m f = 或加/=纣//,其中M为调制信号产生的频偏。
另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波叫(0 ,设其表达式为儿⑴=V卯 COS {0. + m f sin Clt + [— + )
=sin|+ m f sinQ/ +(p(cb)]
式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。
第二项是所需要的频率分量，只要线性移相网络的相频特性卩9)在调频波的频率变化范围内是线性的,当\(p(co)\ < 0.4/z/J时，sin0(e) u卩(少)。
因此鉴频器的输出电压匕
⑴的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。
所以相位鉴频器的线性鉴频范围受到移相网络相频特性的线性范围的限制。
(2)鉴频特性
相位鉴频器的输出电压V。
与调频波瞬时频率/的关系称为鉴频特性，其特性曲线(或称S曲线)如下图所示。
鉴频器的主要性能指标是鉴频灵敏度Sd和线性鉴频范围2Af inax°Sd定义为鉴频器输入调频波单位频率变化所引起的输出电压的变化量，通常用鉴频特性曲线乙-/在中心频率九处的斜率来表示，即s rf=v o/Ar,2Af max定义为鉴频器不失真解调调频波时所允许的最大频率线性变化范围，2Af ma x可在鉴频特性曲线上求出。
(3)乘积型相位鉴频器
用MC1496构成的乘积型相位鉴频器实验电路如下图所示。
其中03与并联谐振回路L.C18共同组成线性移相网络，将调频波的瞬时频率的变化转变成瞬时相位的变化。
分析表明，该网络的传输函数的相频特性0(e)的表达式为
2
炉(e)=务一arctan|<2(^v — D]
2 代；
当仝竺VV1时，上式可近似表示为
5
炉(e) = ——arctan(Q( ?△笑) 或炉(e) = ——arctan((9(———)
2 5 2 %
正交鉴频（乘积型相位鉴频）（4.5MHz ） 式中化为回路的谐振频率，与调频波的中心频率相等。
Q 为回路晶质因数。
△ f 为瞬时频率偏移。
三、实验步骤
1、 静态调制特性测量
将电路接成压控振荡器（S1的1或2拨上，S2的1拨上2拨下），J2 端不接音频信号，将频率计接于J1处，调节电位器Wi ，记下变容二 极管Di 、D?两端电压（用万用表在TP3处测量）和对应输出频率,
并记于下表中。
V DI (V)
1.8
3.2 5 7 9 Fo(MHz)
4.672 4.675 4.678 4.681 4.683 2、从J2处加入1K 调制信号，此时从J1处输出为调频波（FM ）
3、将峰峰值500mV,频率4.5MHz 的调制信号，加到频率为lKHz 的调制波
上，从J4处输入，将S1的3拨上，从J2处观察调制信号。
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