实验12 变容二极管调频器

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。

2实验四 调频器与鉴频器、实验目的1 •了解变容二极管调频的原理。

2. 掌握调频器静态调制特性的测试方法。

3.了解和掌握比例鉴频器的工作原理及调整测试方法。

二、实验原理1. 变容二极管调频的实验原理设调制信号为|u (t) U cos t 一个未调的高频振荡可表示为U o (t) U o COS (t)(4-1)它的总的相角为(t)(t)(4-2)如果让高频振荡的角频率随某一调制信号的大小而改变，则高频振荡角频率较之未调 制时的角频率有一个与调制信号大小成正比的增量。

可用下式表示：式中3 0为未调制时的角频率，厶3 (t)为受调制后的角频率增量。

对于调频振荡有两个很重要的指标，即频率偏移和调频指数，前者是指调频振荡频率变化时偏离中心频率的数值，而后者是指频率偏移对调制信号频率的比值，如果调制信 号的幅度和形状是上下对称的， 并以3 max 和3 min 表示最大和最小角频率偏移， 则调颇信号的中心角频率3 0为2max min(4-4)将式4-3代入式4-7得:显然，上式包含了中心频率3 0和频率增量msin Q t两个部分。

如何使一个高频振荡器不仅产生中心频率3 0的振荡，而且还能产生一个随调制信号幅度大小而变化的频率增量呢我们知道，当变容二极管加反向偏置后，结电容将随偏置电压而变化，它的电容量与所加反向偏置电压有如下关系：C D ____ C0(1 E/V°)n(4-10)而最大频偏为0 0 max minmax min 2调频指数为(4-6)因为3 (t) 是时间的函数，因此巳调振荡的总相角是3 (t) 在o —t时间内的积分:(t) t0 (t)dtt0[0 (t)]dt (4-7)(t) 0t t(t)d0t sin t由此得到: o t m f sin t (4-8)u(t) U m sin[ 0t (mi f Sin t 。

)] (4-9)(4-5)m f式中G—零偏置时的电容量，E—外加反向电压,如果将变容管接入振荡回路，则振荡器的角频率为C E +V D—二极管阀电压，对于硅管约为，n—变容管的电容变化指数，对用作调频的超突变结变容管来说，n>,甚至可达到7,这可以在手册上查到。

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。

变容二极管调频器与相位鉴频器实验实验学时:2实验类型：验证 实验要求：必修 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.观察寄生调幅现象和了解其产生的原因及其消除方法 二、实验预习要求实验前，预习“电子线路非线性部分”第5章：角度调制与解调电路；“高频电子线路”第八章：角度调制与解调；“高频电子技术”第9章：角度调制与解调—非线性频率变换电路等有关章节的内容。

三、实验原理1.变容二极管直接调频电路：变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。

当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN 结的结电容会随之改变，其变化规律如图3-1所示。

图3-1变化规律直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。

若载波信号是由LC 自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。

因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。

¿¿¿¿¿¿若在LC 振荡回路上并联一个变容二极管，如图3-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。

2.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，它是由调频—调相变换器和相位检波器两部分所组成。

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≈。

变容二极管调频实验和电容耦合相位鉴频器实验一 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。

4. 进一步学习掌握频率解调相关理论。

5. 了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。

6. 了解鉴频特性（S 形曲线的调试与测试方法）。

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5. 电容耦合相位鉴频器实验板 三、实验基本原理与电路 （一）变容二极管调频电路R4 R6R5R3T1C9RW2C7C6C4*C5*CV1LC2*R8R10T2C10C13C12R11LED +12K DR2R1RW1C1R9C8R7J2C3*TP1变容二极管调频J1RW3IN1OUTTP2C11A6-0808电路原理：晶体管T1构成了电容三点式振荡电路 ，其中电容C6,C7是正反馈电容，反馈系数等于667+C F C C，晶体管的基极接了一个电容C9到地，因此晶体管构成共基极组态的放大电路。

其中电阻RW2，R3，R4是基极的直流偏置电阻，电阻R53决定晶体管的集电极电压，电阻R6决定晶体管的射极静态的直流电流Ie 。

电容满足675,C C C >>，可变电容CV1和电感L 相并联，改变可变电容CV1,可改变振荡频率。

电容C2也是一个小电容，当跳线J1连接上后，变容二极管D （型号为BB910）就接入振荡电路中，滑动变阻器RW1和电阻R1构成分压电路，为变容二极管D 提供直流反偏电压，改变滑动变阻器RW1抽头位置可以改变变容二极管D 的直流反偏电压。

电阻R2是隔离电阻，通常取R2》R1，在实验中可以取300K Ω以上。

电容C3是已知电容值的固定电阻，当跳线J2连接上，跳线J1断开时，振荡回路的振荡频率固定，电容C3是为测量变容二极管的结电容提供帮助的。

变容二极管调频振荡器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过搭建变容二极管调频振荡器电路，了解振荡器的工作原理，掌握调频振荡器的基本特性，并进行实际测量和分析，加深对电子技术原理的理解。

二、实验原理。

变容二极管调频振荡器是利用变容二极管的电容随电压变化的特性，通过反馈网络产生自激振荡的电路。

当输入的信号电压变化时，变容二极管的电容也随之变化，从而改变了反馈网络中的相位和增益，使得振荡频率产生变化，实现了调频的功能。

三、实验仪器与器件。

1. 示波器。

2. 直流稳压电源。

3. 电容、电阻、变容二极管。

4. 信号发生器。

四、实验步骤。

1. 按照电路图搭建变容二极管调频振荡器电路，注意连接的正确性和稳固性。

2. 调节直流稳压电源，使其输出电压为所需工作电压。

3. 调节信号发生器的频率和幅度，观察振荡器输出波形，并记录观察结果。

4. 通过改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化，并记录数据。

5. 对实验数据进行分析和总结，得出调频振荡器的工作特性。

五、实验数据与分析。

在实验中，我们观察到随着变容二极管的电压变化，振荡器输出波形的频率也相应变化。

通过测量和记录数据，我们得到了变容二极管调频振荡器的频率-电压特性曲线，从曲线上可以清晰地看出振荡器的调频特性。

六、实验结果与讨论。

通过实验数据的分析，我们可以得出变容二极管调频振荡器的工作频率范围和调频范围。

同时，我们也可以讨论振荡器的稳定性、频率稳定度以及调频的灵敏度等性能指标。

七、实验结论。

本实验通过搭建变容二极管调频振荡器电路，实际测量和分析了振荡器的调频特性，加深了对振荡器工作原理的理解。

通过实验，我们得出了振荡器的频率-电压特性曲线，并讨论了振荡器的性能指标，为进一步深入学习和研究振荡器提供了基础。

八、实验注意事项。

1. 在搭建电路时，注意电路连接的正确性和稳固性，避免因连接不良导致的实验失败。

2. 在调节电源和信号发生器时，注意调节的精度和稳定性，确保实验数据的准确性。

实验十二 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.观察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、实验原理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。

)(2121j N C C L LCf +==ππC-u 曲线可表示为n Bu C -=2222)2(1-==Bu u LA C π在1到10V 的区间内，变容二极管的容值可由35P 到8P 左右的变化调频灵敏度调频灵敏度定义为每单位调制电压所产生的频偏,以Sf 表示，单位为kHz/V 。

LBnu u f S nfπ412-=∂∂= 0U f S f =S f =|Δf| /m u Ωm u Ω为调制信号的幅度(峰值)2.电路原理图)14(1210CC C L f +=π设调制信号：υΩ(t)= V Ωcos Ωt ， 载波振荡电压为：a ( t ) = A ocos ωot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 + KfV Ωcos Ωt =ωo + Δωcos Ωt 则调频波的数字表达式如下： af (t) = Aocos(ωot + sin Ωt)或 af (t) = Aocos(ωot + mf sin Ωt)四、实验步骤1、静态调制特性测量将3号板SW1拨置“LC ”，P3端先不接音频信号，将频率计接于P2处。

调节电位器W2，记下变容二极管测试点TP6电压和对应输出频率，并记于下表中。

2.动态测试将电位器W2置于某一中值位置，将峰－峰值为4V ，频率为1kHz 的音频信号（正弦波）从P2输入。

在TP6用示波器观察，可以看到调频信号特有的疏密波。