实验七调频与解调实验

注：可适当调节RP1，检测解调性能
LM565锁相环芯片解调实验
3.调制信号为方波时的解调
⑴当调制信号为方波时，则上述的模 拟调制/解调就成为数字调制/解调。 用函数发生器（用作调制信号源）的 输出设臵为：波形选择—方波，频 率—100Hz，峰-峰值—0.4V。，便可 在 566 调频单元的 OUT1 端上获得 方波调制的调频FM信号。 ⑵ 把 566 调频单元 “OUT1” 的调频方波信号接入到565 鉴频单元的“IN” 端，用双踪示波器的 CH1 观察并记录输入调制信号（566 调频单元 IN端）； CH2 观察并记录565 鉴频单元上的“A” 点波形、“B” 点波形和解调输出 “OUT”端波形
KHZ
幅度=
LM566调频实验
2.LM566的直流调制特性:
测试条件同上:即C1、C2、Rp2分别接入电路。 但此时应将RP1调最大. 按表所列数据调RP2，改变控制电压，分别记录所得数据。
结论说明：
LM566调频实验
3．调频波的产生与时域波形测量
实 验 准 备
断开C2、RP2，并将调制信号输入电路接入+5Ｖ电源。 测量并记录控制电压V5= V，并调节RP1（反时针到 底），记录VCO振荡输出频率= KHZ 。 调制信号：正弦波，f = 1kHz、V = 0.5-1V ，加入调 制输入电路的“IN”端口，其输出“OUT”端口接入“V5” 控制端。
② 脚悬空
③ 脚输 出方波
④ 脚输 出三角 波
当 V7达到VSP（正向触发电平）时，幅度鉴别器翻转，使控制电压形成电路输出 电源接通后，VCC经由 RT、 Vo转换为高电平，使 S1断开、S2 接通，恒流源的 I0全部流入A支路，即 恒流源 I6=I0。由于电 LM566 单片集成 VCO 的内部电路框图如图所示。 I0与S1（此时 S1 流转发器的特点，使得 I7=I6，因而 I7=I0，该电流由CT提供。于是电容 CT经由电流 接通、 S2断开）对 CT形 转发器而放电，V7线性下降， Vo保持高电平不变。 成恒流的充电回路。电容 CT上电压 V7线性上升， 控制电压形成电路输出 Vo为低电平。 由于VCO的工作过程是用输入电压 控制输出频率，因而其本质就是一个 调频器。改变定时元件 RT、CT可改变 载波频率，其频率表达式为：
LM565锁相环芯片解调实验
1.LM565“VCO”自由振荡频率f0的测量
实验准备： 解调器连接±5V电源
实验方法与数据记录：
在565 鉴频单元的IN 端先不接调制信号，把示波器探头接到A 点， 便可观察到VCO 自激振荡产生的方波，将测试数据记录于表中。
频率（KHz） 锁 相 环 自由振荡 幅度（Vp-p） 性质（波形
二、实验内容与要求
用集成压控振荡器实现频率调制、用集成锁相环实现调频信 号的解调，具体要求是：
① 频率调制FM电路技术指标：
载波频率：50KHZ-100KHZ 调制频率：1KHZ-3KHZ（信号发生器提供） 最大频偏：Δfm≥±20KHZ 输出电压幅度：>0.5Vp-p 电源电压：±5V
② 调频信号的解调器技术指标：
4．调频波的频域波形测量
条件：保持以上的基本设臵不变。 A：将函数发生器输出的正弦波（频率f = 1kHz、Vp-p = 0.5-1V）作为 调制信号。 B ：观察并记录此时调频器输出的时域调频方波信号（OUT1 端）。 C：在示波器观测到时域调制信号的前提下，操作示波器做“频谱仪”。
示波 器操 作
LM566调频实验
1.压控振荡器自由振荡频率计算与测定:
A.压控振荡器自由振荡频率的计算
已知条件:V8=5V V5=3.5V C=2200Pf R=R3+W1(R3=2K W1=1K)。请 算出Ｒ最小与最大时，VCO的振荡频率分别为：Ｒ最小时f= KHZ
2(V 8V5 ) f ( HZ ) RT C TV8
载波频率：50KHZ-100KHZ 解调输出信号幅度>1Vp-p
LM566 是一种积分-施密特触发型的单片集成VCO 电路，为双列直插8引 脚集成电路芯片，其管脚排列图1。各引脚功能分别是：
⑧脚接正 电源
⑦ 脚接定时 电容CT
LM566的构成
⑥ 脚接定时 电阻RT
⑤ 脚VCO 控制电压
① 脚接负电源 （或地）
2(V 8V5 ) f ( HZ ) RT C TV由566的内部电路可知， LM566 主要有电流转换器、幅 当 V7达到 VSM（反向触发电平）时，又 引起幅度鉴别器翻转，使Vo转换为低电 度鉴别器（实际为施密特触 平，引起开关S1接通、S2断开，重新对 发器）和控制电压形成电路 CT充电…放电…从而形成振荡。 三部分构成。工作过程：
LM566 组成的频率调制器电路
由LM566 组成的频率调制器实际电路构成如图所示。
实验电路采用了+5V、﹣5V 直流电 源，分别接到⑧脚、①脚上。C1是定 时电容，由开关K4 控制其接入与否。 R3与W1一起组成了定时电阻，调节W1 可改变定时电阻的数值。输入（⑤脚） 有两种工作方式：一是静态工作（开 关K3 接通，K2 断开），由⑤脚输入 直流电压，输出为未调载波；调节W2 可改变载波频率（周期）。二是动态 工作（开关K1、K2 接通，K3 断开）， 从IN端输入的调制信号，再与R6 上 分得的直流电压相叠加，一起加入到 ⑤脚上，从而输出为已调波。根据需 要，可在OUT1 端输出方波，OUT2 端 输出三角波，因而本实验输出的是调 频非正弦波。
Ｒ最大时f=
KHZ
B.压控振荡器自由振荡频率的测量 实 选定实验电路模块并连接±5V电源 验 将调频器单元的C1、C2与RP2用导线连通，”CH1“探头检测输出OUT1端口 准 调整RP2电位器使V5=3.5V 。 备
将定时电阻RP1调至最小：记录此时振荡频率f= KHZ 幅度=
将定时电阻RP1调至最大：记录此时振荡频率f=
按压：主菜单 选：FFT功能 选：信源
记录观测到的FM波的频域波形，根据实际测量结果，比较FM波的时域和 频域特性曲线的差异。
用 TDS1002 数字示波器的 FFT 功能观察调频波频谱特性： ⑴载波频率设臵：先不接调制信号，调整 W1 使载波频率为 方波 40KHz。然后接入正弦波调制信号（f = 1kHz、Vp-p = 1V），观察调频波幅频特性，画出幅频特性曲线。 ⑵调制信号为正弦波 1KHz,载波为三角波４0KHz 的 FM波幅 频特性观察，画出幅频特 性曲线。 ⑶比较⑴和⑵的幅频特性曲线的差异。
实验内容与数据记录
A：观察并记录此时调频器输出的FM调频信号；（OUT1）端。
B：观察并记录此时调频器输出的FM调频信号：（OUT2）端
C：将函数发生器输出改为方波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1V）作为调制 信号，用双踪示波器再作调频波FM（OUT1与OUT2）的观察和记录。
LM566调频实验
实 验 六
锁相环应用实验
压控振荡器调频（FM） 锁相环（PLL） FM解调
武汉理工大学信息工程学院
一、实验目的
1. 熟悉单片VCO集成电路 LM566的组成和应用。 2．掌握LM566（VCO）实现频率调制（FM）的 原理和应用。
3．熟悉单片PLL集成电路LM565的组成和应用。
4．掌握用LM565实现频率解调的原理及其应 用。
LM565工作频率范围为0.001Hz—500KHz， LM565的简介 电源电压为±5—±12V，鉴频失真低于0.2%，
最大锁定范围为±60%，输入电阻为10K，典 LM565是一块工作频率低于1MHz的通用单片集成锁相环路，其封装与引 型工作电流为8mA。主要用于FSK解调、单音 脚如图所示。它为双列直插14脚集成电路。各脚功能分别是： 解码、宽带FM解调、数据同步、倍频与分频 等方面
负 电 源 信 号 输 入 信 号 输 入 VC O输 出 反 馈 输 入 参 考 电 压 解 调 输 出
1 2 3 4 5 6 7 LM5 6 5 C N
14 13 12 11 10 9 8
NC NC NC NC
正 电 源 定 时 电 容 定 时 电 阻
鉴相器为 鉴相器有两路输入：一路是外加的FM/RF 差分输入（⑵、⑶脚），另一路来自于VCO 输 双平衡模 出（⑷脚）经由⑸脚加入PD 。通常，它可直接把两者分开，目的是便于插入分频器，以用于 拟相乘电 压控振荡器为积分-斯 频率合成器。本实验中可将⑷、⑸两脚短接。 路 LM 密特电路，与 LM 566 鉴相器输出加到放大器（ A）上，放大器的集电极负载R（典型值为 3.6kO）与⑺脚的外 565 其内部电路组成框图与典型外部连接如图所示。由图可见，它包 完全一致对LM565而言， 接点容C 一起组成了环路滤波器。 括鉴相器（ PD）、放大器（A）和压控振荡器（VCO）三个部分。 接到⑻、⑼脚的定时电阻RT、定时电容CT则决定了VCO 的输出振荡频率。⑹脚提供一个 压控振荡器振荡频率可 基准电压输出。正电源接到⑽脚，负电源接到⑴脚，⑾～⒁脚皆为空脚。 近似表示为： 由于锁相环系统中的中心频率f0等于调频信号的载频，这样会引起压控振荡器 1.2 输出与输入信号间产生不同的相位差，从而在压控振荡器输入端产生与输入信号频 f VC C 正 电 源 4 RTCT 率变化相应的电压变化，这个变化电压即为锁相环的解调输出信号，所以说调制跟 踪的锁相环路本身就是一个调频解调器，即从压控振荡器输入端得到解调输出。
LM565的简介
10
C
信 号 输 入 信 号 输 入 反 馈 输 入 VC O输 出
2 3 5 4
R
7 6
鉴相器
放大器
解 调 输 出 参 考 电 压
压 控 振 荡 器
8 9 1
CT
定 时 电 阻
RT
定 时 电 容 负 电 源
-VC C
VC C
LM565 组成的频率解调器电路