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实验九 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解调相关理论。
1. 了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。
3. 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．电容耦合相位鉴频器实验板 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. 实验基本原理从调频波中取出原来的调制信号，称为频率检波，又称鉴频。
完成鉴频功能的电路，称为鉴频器。
在调频波中，调制信息包含在高频振荡频率的变化量中，所以调频波的解调任务就是要求鉴频器输出信号与输入调频波的瞬时频移成线性关系。
本实验采用的是相位鉴频器。
相位鉴频器是利用回路的相位-频率特性来实现调频波变换为调幅调频波的。
它是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化。
鉴相器采用两个并联二极管检波电路。
假设二极管D3的检波电路和二极管D4的检波电路完全对称，两个检波电路的电压传输系数完全相等，检波后的输出信号为两个检波电路的输出电压差。
即034D D U U U =-当瞬时频率0f f =时, 2U 比1U 滞后90°，但|3D U |＝|4D U |，这时，鉴频器输出为零。
当0f f >时, 2U 滞后于1U 的相角小于90°，|3D U |>|4D U |，鉴频器的输出大于零。
当0f f <时，2U 滞后于1U 的相角大于90°，|3D U |<|4D U |，鉴频器的输出小于零。
相位鉴频器鉴频特性的线性较好，鉴频灵敏度也较高。
图9-1频率电压转换原理图。
(ω<ω0)U 2(ω=ω0)(ω>ω0).U 1..U 2.2U 2.2..U 1.U 2.2U 2.2..U 2.2U 2.2(a)(b)(ω=ω0)(c)(ω>ω0)(d)(ω<ω0)图9-1频率电压转换原理图。
实验九频率解调（相位鉴频器）电路实验一、实验目的：1. 掌握乘积型相位鉴频器电路的基本工作原理和电路结构；；2. 熟悉相位鉴频器的和其特性曲线的测量方法；3. 观察移相网络参数变化对鉴频特性的影响；4. 通过将变容二极管调频器与相位鉴频器进行联机实验，了解调频和解调的全过程。
二、预习要求：1. 复习相位鉴频的基本工作原理和电路组成；2. 认真阅读实验内容，了解实验电路中各元件的作用三、实验电路说明：本实验电路如图9-1所示。
图9-1四、实验仪器：1. 双踪示波器2. 万用表3. 实验箱及频率调制、解调模块五、实验内容及步骤：1．用逐点描绘法测绘乘积型相位鉴频器的静态鉴频特性：1）用高频信号源从P1端输入一幅度适中、6.5MHz的的正弦信号；2）将开关K1拨至R5档；3）用万用表测鉴频器的输出电压：在5—8MHz的范围内（以6.5MHz为基准），以每格0.02 MHz的间隔测量相应的输出电压，记录下来并绘制出静态鉴频特性曲线（注意：当6.5MHz 相位鉴频时，应使输出电压为零;如果不为零,可以调可变电容C5,归零后再进行实验）；4）将开关K1拨至R6档，重复第2）步的工作，并与之比较；2．观察调频信号解调的电压波形：1）将调频电路中心频率调为6.5MHz；2）将鉴频电路的中心频率也调谐为6.5MHz；3）将调频输出信号（调频电路中的TP1端）送入相位鉴频器的输入端P1，将F=2KHz 的调制信号加至调频电路的输入端进行调频；4）用双踪示波器同时观测调制信号和解调信号，比较二者的异同。
将调制信号的幅度改变，观察波形变化，分析原因。
六、实验报告要求：1、整理各项实验所得的数据和波形，绘制出曲线；2、分析回路参数对鉴频特性的影响；3、分析讨论各项实验结果。
课程名称通信电子电路实验报告实验项目相位鉴频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、熟悉变容二极管调频器和相位鉴频器电路原理及构成。
2、了解调频器调制特性和相位鉴频器的鉴相特性及测量方法。
3、特变容一极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机试验，进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。
二、预习内容1，认真阅读实验内容，预习有关相位鉴频的工作原理，以及典型电路和实用电路。
2.分析初级回路、次级回路和耦合回路有关参数对鉴频器工作特性(S曲线)的影响。
三、实验仪器设备1、取踪示波器(RIGOLDS5062cA数字存储示波器)2.频率计(AT-F1000-C数字频率计)3.扫频仪(BT3C宽带扫频仪)4.万用表(DT9205数字万用表)5.清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G4实验板6.高频信号发生器(前锋QF1055A/1056B信号发生器)四、实验原理从调频波中取出原来的调制信号，称为频率检波，又称为鉴频。
在调频波中，调制信号包含在高频振荡频率的变化量中，所以调频波的解调任务就是要求鉴频器输出信号与输入调频波的瞬时频移成线性关系。
鉴频器电路是先借助谐振电路将等幅的调频波转换为幅度随瞬时频率变化的调幅调频波，再用二极管检波器进行幅度检波，以还原出调制信号。
由于信号的最后检出还是利用高频振幅的变化，为了避免寄生调幅干扰检出的调制信号，一般都将输入鉴频器的调频波进行限幅去干扰，使其幅度恒定后再进行鉴频。
五、实验步骤及内容记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）1，用扫频仪调整相位鉴频器的S型鉴频特性。
2、鉴频器的静态测试输入信号改接高频信号发生器，输入电压约为100Mvp-p,用万用表测鉴频器的输出电压，在5.5MHZ-7.5MHZ范围内，以梅格0.2MHZ条件下测得相应的输出电压。
填入表5.566.577.53、FM信号的解调FM调频电路输入端不接音频信号，将频率计接到调频器的F端，C3(=100pf)电容开路，调整Rpl使Ed=4V，调RP2使f0=6.5MHZ，将f=2KHZ,Vm=400mVpp的音频调制信号加至调频电路输入进行调频。
调频器与鉴频器实验报告 doc一、实验目的1、了解调频与鉴频原理及实现过程。
2、熟悉调频与鉴频电路设计、特性及应用。
3、掌握使用信号调制解调技术的方法和技巧。
二、实验仪器1、实验箱、波形发生器（信号源）、双踪示波器、信号发生器和频谱分析器。
2、二极管、可变电容器、晶体管、电解电容等元器件。
三、实验原理1、调频的原理调频记载波的频率随着信息发生改变而改变，调制信号是高频信号（100kHz~10MHz）、载波频率是低频信号（1kHz~10kHz）。
它是通过改变载波频率的方式将模拟信息信号转化为模拟电磁波信号的一种调制方式。
在调频的过程中，一般是通过改变振荡电路的频率来实现。
具体实现过程可以参考以下电路：其中，变容二极管VP电容大小随电平改变，导致谐振频率的改变，实现载波的调制，调制后的信号经过放大、过滤器的处理后输出。
其中，二极管和晶体管NT共同组成放大电路，电解电容CE和电感长L组成的LC滤波器用于过滤混频器中产生的噪声，过滤后的信号被输出。
鉴频是指将调频信号还原为调制信号，实际上是把中频信号当作原始信号。
于是要求从调制信号中分离出中频信号的幅度。
具体实现方式可以参考以下电路：其中，变容二极管VC捕捉调频信号的高频载波信号，将高频信号与本振（初始频率与调频的载波频率一致）信号做混合后得到中频信号，中频信号经过滤波器的处理获得载波调制的信息信号。
其中，Di、Q1和Q2构成的混频器，将高频信号和本振信号相混，得到中频信号，接着经过放大、LC滤波得到模拟的模拟信息信号，而模拟输出的信号经过后续相关处理用于提取原始调制信号，也作为后续电路的输入信号。
四、实验方法1、按上述调频器和鉴频器电路原理搭建实践电路，注意在电路调试的过程中，应对电路中各部分元器件的选替、位置的调整及参数的设计进行筛选评估，以保证本次实验的顺利完成；2、利用波形发生器产生调制信号，将调制信号搭配上调频器输出的高频载波信号，将正弦波或方波信号转化为调制成振荡频率不同时的高频信号输出，用示波器观察调制后和调频后的波形和频谱，调节调制量和调节放大量，观察波形和频谱的变化；3、将经过调频后的信号，加入到鉴频器电路后，观察通过混频、放大、滤波等结构，将高频波转化为的中频波和模拟信息信号等的波形和频谱变化。
相位鉴频器实验报告相位鉴频器实验报告引言：在电子通信领域，相位鉴频器是一种常用的电路元件，用于检测和测量信号的相位和频率。
本实验旨在通过搭建一个相位鉴频器电路并进行测试，验证其在信号处理中的应用。
实验目的：1. 了解相位鉴频器的基本原理和工作方式；2. 掌握相位鉴频器电路的搭建和调试方法；3. 进行实际信号的相位和频率测量。
实验器材和材料：1. 相位鉴频器芯片；2. 信号发生器；3. 示波器；4. 电源供应器；5. 电阻、电容等元件。
实验步骤：1. 搭建相位鉴频器电路：根据相位鉴频器芯片的引脚连接图，将芯片与其他元件连接起来，注意接地和电源的连接；2. 连接信号源和示波器：将信号源的输出端与相位鉴频器的输入端相连，将示波器的探头连接到相位鉴频器的输出端；3. 调试电路：通过调整电路中的电阻、电容等元件的数值，使得相位鉴频器的输出信号能够正确地反映输入信号的相位和频率；4. 测试信号的相位和频率：使用示波器观察相位鉴频器输出的波形，并通过示波器的测量功能获取信号的相位和频率数据。
实验结果与分析：经过调试和测试，我们成功搭建了相位鉴频器电路，并获取了信号的相位和频率数据。
在实验过程中，我们发现相位鉴频器对于输入信号的频率变化非常敏感，能够精确地测量出信号的频率。
而对于相位的测量，相位鉴频器也能够给出较为准确的结果，但在高频信号的情况下，可能会受到噪声和干扰的影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了相位鉴频器的原理和工作方式，并通过实际搭建和测试，验证了其在信号处理中的应用。
相位鉴频器作为一种重要的电路元件，在无线通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。
掌握相位鉴频器的原理和调试方法，对于电子工程师来说是非常重要的技能。
展望：相位鉴频器作为一种基础的电路元件，随着通信技术的发展和应用需求的不断增加，其功能和性能也在不断提升。
未来，相位鉴频器可能会更加精确地测量信号的相位和频率，同时具备抗干扰和抗噪声的能力。
鉴频器实验学号：200800120228 姓名：辛义磊 仪器编号：30一、 实验目的1、 进一步理解鉴频的基本原理及实现方法2、 掌握乘积型相位鉴频器的工作原理、实现电路与测量方法3、 进一步掌握频率特性测量仪的使用方法 二、 实验器材高频电路试验箱 数字示波器 直流稳压电源 数字万用表 三、 实验原理能够完成对调频信号解调的电路称为鉴频器，它是从频率已调波中不失真地还原出原调制信号的过程，它们的任务是把载波频率的变化变换成电压的变化。
其基本方法是将调频波进行特定的波形变换，使变换后的波形中包含有反映调频波瞬时频率变化规律的某种参量，如幅度、相位或平均分量，然后设法检测出这个参量，即得到原始调制信号。
就其功能而言，尽管鉴频器的输出V o (t)是在输入信号V i (t)作用下产生的，但二者却是截然不同的两种信号。
显然，鉴频器将输入调频波的瞬时频率)(t f （或频偏)(t f ）的变化变换成了输出电压)(t V o 的变化，这种变换特性称为鉴频特性，它是鉴频器的主要特性。
输出电压与瞬时频率)(t f （或频偏)(t f ∆）之间的关系曲线，称为鉴频特性曲线。
在线性解调的理想情况下，此曲线为直线，但实际上往往有弯曲，呈S 形，简称S 曲线。
鉴频器的主要指标有鉴频特性范围2maxf ∆和鉴频灵敏度dS 。
鉴频线性范围是指鉴频特性曲线中近似直线段的频率范围，用2max f ∆表示。
它表明了鉴频器不失真的解调时所允许的频率变化范围，因此要求2max f ∆应大于输入调频波最大频偏的两倍，即mf ∆>∆2f 2max。
2max f ∆也称为鉴频器的带宽。
鉴频灵敏度d S 是指在中心频率cf t f =)(（0)(=∆t f ）附近曲线的斜率，即cf t f dfv S =∆∂∂=)(0|。
显然，鉴频灵敏度越高，意味着鉴频特性曲线越陡峭，鉴频能力越强。
鉴频器的类型和电路很多，如斜率鉴频器、相位鉴频器、脉冲计数式鉴频器、锁相鉴频器。
高频实验九电容耦合相位鉴频器实验报告
本文将报告高频实验中九电容耦合相位鉴频器的实验过程。
该实验通过搭建含九电容耦合相位鉴频器的运算放大器电路，调试该放大器电路，运行放大器电路，然后改变其中电容耦合相位鉴频器参数，最后比较实验结果与理论结果。
实验采用模拟电路调试仪、多波段电阻实验排、三角正弦无载谐振电路、以及带内抵消的9电容耦合相位鉴别器等实验器件。
由此可以搭建出含九电容耦合相位鉴频器的运算放大器电路。
在实验中将三角正弦无载谐振电路连接，做为放大器电路的输入，利用模拟电路调试仪重复检测，调整多波段电阻实验排，完成放大器电路的调试。
接着保持多波段电阻的调节值，运行放大器电路，比较实验结果与计算所得理论值，表明该电路的放大比在较低的频率段较高，而在较高的频率段则会逐渐降低。
另外，九电容耦合相位鉴频器的位相角度较小，这表明该放大器电路具有较好的稳定性。
随着电容大小和容量值的改变，该放大器电路的跟踪频率随之改变，而鉴频电路的改变对高频段的增益影响较小。
实验中九电容耦合相位鉴频器可以使得运算放大器电路具有良好的特性和稳定性，可以应用于实际工程中。
电容耦合相位鉴频实验使我们更加清楚熟悉了放大器电路的设计理论。
因此，本实验对于掌握放大器电路的设计技术具有较大的实践意义。
一、实验目的1. 了解电容耦合效应的基本原理；2. 通过实验验证电容耦合效应的存在；3. 掌握电容耦合效应在电路中的应用。
二、实验原理电容耦合效应是指两个电容元件之间由于电场作用而发生的能量传输现象。
在电容耦合电路中，信号通过电容元件从一个电路传递到另一个电路。
这种耦合方式具有以下特点：1. 隔离直流，传递交流；2. 信号传输过程中会产生相位延迟；3. 耦合程度与电容值、耦合元件之间的距离等因素有关。
三、实验器材1. 信号发生器；2. 电容（C1、C2）；3. 电阻（R）；4. 电压表；5. 示波器；6. 连接线。
四、实验步骤1. 按照电路图连接实验电路，将电容C1、C2串联，电阻R并联在C2两端，连接信号发生器和示波器。
2. 调整信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为1V。
3. 打开信号发生器，观察示波器上C1、C2两端电压波形。
4. 逐渐增加电容C1的值，观察示波器上C1、C2两端电压波形的变化。
5. 逐渐增加电容C2的值，观察示波器上C1、C2两端电压波形的变化。
6. 改变信号发生器的频率，观察示波器上C1、C2两端电压波形的变化。
五、实验结果与分析1. 当电容C1、C2串联时，信号发生器输出的正弦波信号通过电容C1、C2耦合到C2两端。
在示波器上可以观察到C1、C2两端电压波形相同，但幅度不同。
2. 随着电容C1的增大，C1两端电压幅值减小，C2两端电压幅值增大。
这是因为电容C1的增大使得信号在C1两端的衰减程度增大，从而使得C2两端电压幅值增大。
3. 随着电容C2的增大，C2两端电压幅值减小。
这是因为电容C2的增大使得信号在C2两端的衰减程度增大，从而使得C2两端电压幅值减小。
4. 改变信号发生器的频率，当频率较高时，C1、C2两端电压波形相位差较大；当频率较低时，C1、C2两端电压波形相位差较小。
六、实验结论1. 电容耦合效应确实存在，通过实验验证了电容耦合效应的存在。
2. 电容耦合效应在电路中具有重要作用，可以实现信号隔离、传递交流信号等功能。
前言随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步，计算机事业的飞速发展，以计算机与通信技术为基础的信息系统正处于蓬勃发展的时期。
随着经济水平的提高，人们对生活质量及工作软件的要求也越来越高。
在当今电子领域，Multisim软件及以其强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类专业电子线路的仿真和设计中得到了广泛的应用调频波的特点是振幅保持不变，而瞬时频率随调制信号的大小线性变化，鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号完成频率-电压的变换作用，相位鉴频器是模拟调频信号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。
本次课程设计主要是利用Multisim软件来设计和调频接收系统相位鉴频器的原理一实验目的1、进一步学习掌握频率解调相关原理。
2、了解电感耦合回路相位鉴频器的工作原理。
3、了解相位鉴频器的频率特性。
二相位鉴频器的设计思路相位鉴频法的原理设计思路框图如下图所示，图中的变换电路具有线性的频率---相位转换特性，它可以将等幅的调频信号变成相位也随顺时频率变化的，既调频又调相的FM-PM波，把此FM-PM波和原来输入的调频信号一起加到鉴频器上，就可以通过鉴相器解调此调频信号，相位鉴频器的关键是相位检波器，相位检波器或鉴相器就是用来检出两个信号之间的相位差，完成相位差-电压变换作用的部件或电路。
三相位鉴频器的原理1、相位鉴频器的原理框图2、原理分析上图所示电路是互感耦合相位鉴频器的基本电路。
它是由调频～调幅调频变换电路和振幅检波器两部分组成。
调频～调幅调频变换电路是由双耦合回路组成,其初级与次级之间采用了两种耦合方式,一是互感Ｍ耦合,即由通过互感Ｍ在次级产生,另一是通过电容ＣＣ将耦合到高频扼流圈ZL上,因为Ｃ４、ＣＣ对高频可认为是短路,这样就可以认为全加在ＺＬ上。
另外,c点为Ｌ２的中心抽头,故变换电路送给检波器的电压为两个振幅检波器分别是由二极管、和低通滤波器、组成。
其输入电压分别为和。
振幅检波器的输出只与输入信号振幅有关,而与输入信号的相位无关。
实验六鉴频器一、实验内容（注：原始数据见附录）1.脉冲计数式鉴频器用示波器观察记录放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形，如下：Figure 1 无调制时放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形Figure 2有调制时放大、限幅输出，四分频输出，微分输出，整形输出，低通滤波器输出波形绘制鉴频特性u 0~∆f 曲线如下：Figure 3 脉冲计数式鉴频器u0~∆f曲线分析：从图1，图2中可以看出来：脉冲计数式鉴频器是将调频波变换成瞬时频率与调频波相等的等幅等宽脉冲序列，其平均分量就是原调制信号。
图3，用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.00675v/KHz。
2.锁相鉴频器用示波器观察u FM、u0的波形如下：Figure 4 u FM、u0的波形Figure 5 锁相鉴频器u0~∆f曲线分析：用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.03836v/KHz，这个灵敏度比脉冲计数式鉴频器大的多。
3.相位鉴频器调节电容得到鉴频输出信号波形，如下图所示：Figure 6 u0的波形Figure 7 相位鉴频器u0~∆f曲线分析：用origin做出u0~∆f曲线后，用线性拟合，可以得到S d=0.02477v/KHz，这个灵敏度比锁相鉴频器的灵敏度稍小，但比脉冲计数式鉴频器大的多。
绘制U0~f曲线如下：Figure 8 相位鉴频器的U0~f曲线用频谱仪扫频观察鉴频特性S曲线如下：Figure 9 鉴频特性S曲线分析：由图8和图9对比，可以看出鉴频特性S曲线很相似，在一定范围内u0~∆f成线性关系，在该范围内可以实现无失真鉴频。
由频谱仪测得最大鉴频带宽2∆f max=320KHz。
二、思考题1.对鉴频器的性能指标要求有哪些？,即单位频偏所产生的输答：鉴频器的三个主要性能指标：其一是鉴频灵敏度Sd|∆f=0；其二为最大鉴频带宽：鉴频器近似线性的解调调出电压的大小：S d=du0df频信号时允许的最大频偏范围；其三为中心频率稳定度。
第1篇一、实验目的1. 通过动画实验，深入理解电容耦合的概念和原理。
2. 掌握电容耦合在电子电路中的应用，如信号传输、干扰抑制等。
3. 分析电容耦合的优缺点，探讨其在实际电路设计中的应用价值。
二、实验器材1. 动画制作软件（如Adobe After Effects、Maya等）2. 电路仿真软件（如Multisim、LTspice等）3. 电容器（220F、470F等）4. 电阻器（470Ω等）5. 发光二极管（LED）6. 6V电源7. 按键开关2个三、实验原理电容耦合是一种利用电容器进行信号传输的耦合方式。
当信号源与负载之间通过电容器连接时，信号会通过电容器传输，而噪声和干扰则被抑制。
电容耦合的原理如下：1. 信号源产生信号，信号通过电容器C1传输到负载。
2. 由于电容器的隔直作用，直流信号无法通过电容器，因此负载上的信号为交流信号。
3. 电容器C2用于隔离信号源和负载，防止信号相互干扰。
四、实验步骤1. 动画制作a. 使用动画制作软件，创建一个简单的电路动画，包括电容器、电阻器和发光二极管。
b. 设置动画的初始状态，包括电容器的充电和放电过程。
c. 添加按键开关，模拟信号源产生信号的过程。
d. 观察动画中电容器的充电和放电过程，以及发光二极管的变化。
2. 电路仿真a. 使用电路仿真软件，搭建一个实际的电容耦合电路。
b. 设置电路参数，如电容器的电容值、电阻器的阻值等。
c. 添加信号源和负载，观察电路中信号的变化。
d. 改变电路参数，分析电容耦合的优缺点。
五、实验结果与分析1. 动画结果a. 在动画中，可以看到电容器C1的充电和放电过程，以及发光二极管的变化。
b. 当按键开关按下时，信号源产生信号，通过电容器C1传输到负载，发光二极管亮起。
c. 当按键开关释放时，电容器C1开始放电，发光二极管逐渐熄灭。
2. 电路仿真结果a. 在电路仿真中，可以看到电容耦合电路中信号的变化。
b. 当信号源产生信号时，电容耦合电路中的信号通过电容器C1传输到负载。
实验八电容耦合回路相位鉴频器电容耦合回路相位鉴频器(Capacitively Coupled Phase Detector, CPD)也称为有源二极管滤波器，是滤波器的一种类型，是用来测量滤波器输出信号和输入信号之间相位差异的电路，能够高效精确的比较两个信号的相位位置。
它由一个被调节电容和一个晶体管两极管组成，它们被用来精确测量和比较两个信号的相位位置。
由于它们具有高精度和高品质，所以它们是用于滤波器设计的主要方法之一。
电容耦合回路相位鉴频器的工作原理：它的结构由两层电容耦合组成，分别通过被调节的电容将输入信号和输出信号耦合起来。
晶体管二极管的基极和收集极分别连接着被调节的电容和输出信号。
当两个信号之间存在相位差异时，晶体管会从被调节的电容中收集充沛的电荷，然后输出鉴别出的电压供给输出回路。
晶体管输出的电压是通过比较输入信号和输出信号的相位位置而形成的。
电容耦合回路相位鉴频器的作用：它可以用来提高信号的频率，检测和实时监控信号的相位位置，以及滤除恒定频率噪声等。
它在电子设备中的应用范围很广，如汽车电子系统、工厂能源系统、航空太空系统以及其他复杂的系统等。
同时它也能检测信号的幅度以及波形，从而实现信号控制。
电容耦合回路相位鉴频器的优点：（1）设计紧凑便于安装和操作；（2）低成本，能有效地滤波和减少噪声；（3）精度高，能够精确测量两个信号之间的相位位置；（4）对抗干扰能力强，对外界环境的抗干扰性能有很强的保护作用。
由于电容耦合回路相位鉴频器具有高精度、低成本和高品质的优点，它已经被广泛的应用于各种电子仪器中。
因此，本实验利用电容耦合回路相位鉴频器，来观察输入信号和输出信号之间的相位差异，并通过观察它们之间逐渐增大的差值，以及观察输出电压随时间变化的趋势，来检测滤波器的振荡频率。
实验九 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解调相关理论。
1. 了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。
3. 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．电容耦合相位鉴频器实验板 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. 实验基本原理
从调频波中取出原来的调制信号，称为频率检波，又称鉴频。
完成鉴频功能的电路，称为鉴频器。
在调频波中，调制信息包含在高频振荡频率的变化量中，所以调频波的解调任务就是要求鉴频器输出信号与输入调频波的瞬时频移成线性关系。
本实验采用的是相位鉴频器。
相位鉴频器是利用回路的相位-频率特性来实现调频波变换为调幅调频波的。
它是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化。
鉴相器采用两个并联二极管检波电路。
假设二极管D3的检波电路和二极管D4的检波电路完全对称，两个检波电路的电压传输系数完全相等，检波后的输出信号为两个检波电路的输出电压差。
即034D D U U U =-
当瞬时频率0f f =时, 2U 比1U 滞后90°，但|3D U |＝|4D U |，这时，鉴频器输出为零。
当0f f >时, 2U 滞后于1U 的相角小于90°，|3D U |>|4D U |，鉴频器的输出大于零。
当0f f <时，2U 滞后于1U 的相角大于90°，
|3D U |<|4D U |，鉴频器的输出小于零。
相位鉴频器鉴频特性的线性较好，鉴频灵敏度也较高。
图9-1频率电压转换原理图。
(ω<ω0)U 2(ω=ω0)
(ω>ω0)
.
U 1..
U 2
.2U 2.
2
..
U 1
.U 2
.2
U 2.
2
.
.
U 2.
2
U 2.
2
(a)
(b)(ω=ω0)(c)(ω>ω0)
(d)(ω<ω0)
图9-1频率电压转换原理图。
鉴频器的主要参数： （1） 鉴频跨导
鉴频器的输出电压与输入调频波的瞬时频率偏移成正比，其比例系数称为鉴频跨导。
图9-3为鉴频器输出电压V 与调频波的瞬时频偏f ∆之间的关系曲线，称为鉴频特性曲线。
它的中部接近直线部分的斜率即为鉴频跨导。
它代表每单位频偏所产生的输出电压的大小，希望鉴频器的鉴频跨导应该尽可能的大。
（2）鉴频灵敏度
指鉴频器正常工作时，所需要输入调频波的最小幅度。
其值越小，鉴频器灵敏度越高。
（3）鉴频器频带宽度
从上图的鉴频特性曲线中可以看出，只有特性曲线中间一部分的线性度较好，我们称2m f ∆为频带宽度。
一般，要求2m f ∆大于输入调频波频偏的两倍，并
留有一定的余量。
（4）对寄生调幅应有一定的抑制能力。
图9-3 鉴频特性曲线
2. 电容耦合相位鉴频器实验原理图
电容耦合相位鉴频器实验原理如图9-2。
C1
R2
T
C8
R5
LED1
+12
C7
R4
R8
R3
C3
C2
CV1
L1
C4
C5L2
CV2 CV3
D3
D4
R6
R7
C6
RW1
D2D1 R1
电容耦合相位鉴频
K TP2INT
TP4
OUT
TP1
TP3
A7-0808
图9-2 电容耦合相位鉴频器实验电路
四、实验内容
1．调频-鉴频过程观察：用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形；
2．鉴频特性（S 形曲线）观察和测量；
3．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响；
4．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对S形特性曲线的影响。
五、实验步骤及数据记录与分析
1.在实验箱主板上插上实验用电容耦合回路相位鉴频器和变容二极管调频器模块，接通实验箱上电源开关电源指标灯点亮。
2.调频-鉴频过程观察
用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形
用实验8变容二极管调频器模块产生FM波（示波器监视），中心频率为10.7M，并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入IN上。
用双踪示波器观察变容二极管调频模块的输入信号波形和鉴频输出信号（OUT）波形，如果波形不好，可调整VC1、VC2、VC3，W1使鉴频器输出波形幅值尽可能大、波形尽可能好。
CH2(下方波形)为调频模块的输入信号波形，CH1（上方波形）为鉴频输出信号（OUT）波形。
可以看出两者频率相等，波形基本相同，但两者之间存在一定的相位差。
1）.观察当在变容二极管调频器模块上增大调制信号幅度，则鉴频器输出信
号幅度的变化，并记录。
在变容二极管调频器模块上增大调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度的变大。
由示波器可以看出，随着调制信号幅度从2.08V 增大到3.08V ，频器输出信号
幅度也从880mV 增大到了 1.32V ，但两者的频率都保持在1KHz 左右。
由
f ∆=021
f -
t C C m Ωcos 0
知幅度增大会增大输出的频偏，而由鉴频的原理知频偏越大反映到输出也就越大。
所以调频器模块上增大调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度的变大。
2）观察当在变容二极管调频器模块上增大调制信号频率，则鉴频器输出信号幅度的变化，并记录。
在变容二极管调频器模块上增大调制信号频率，则鉴频器输出信号幅度的变小。
在调制信号幅度保持为2.08mV的情况下，将调制信号频率由1KHz增大到4KHz的过程中，鉴频器输出信号幅度也随之由880mV减小到360mV。
输出电压V反映了输入信号瞬时频率的频偏△f，所以当输入信号的频率增大，频偏变化的时间变得很小，在△t的时间里包含的频率变化量就会减小，而△f的减小直接导致了输出解调信号幅度的减小。
3）观察当在变容二极管调频器模块上增大调制信号频率，则鉴频器输出信号频率的变化，并记录。
在变容二极管调频器模块上增大调制信号频率，则鉴频器输出信号频率的变大。
并且两者频率一致。
调制信号频率
鉴频器输出信号频率
3．鉴频特性（S形曲线）观察和测量（选做）
扫频仪输出信号接在电容耦合回路相位鉴频器模块的输入端，扫频器输入端接在电容耦合回路相位鉴频器输出端，观测鉴频特性曲线（S曲线），调整容耦合回路相位鉴频器模块的次级回路电容CV2，使S曲线形状较好，即鉴频灵敏度、频带宽度、线性度最好。
（-△Hz范围部分曲线未入屏）用高频信号源产生一个高频载波，频率为10.7M，并微调其频率使得鉴频器输出直流电压幅度为0，此时确定了S形曲线的中心点。
然后逐渐增加高频载波的频率，每次增加10KHZ，鉴频器输出的直流电压的幅度会逐渐增加，记录此时的输出直流电压幅度V，按照此方法记录20个点，然后逐渐降低高频载波的频率，每次减少10KHZ，鉴频器输出的直流电压的幅度会逐渐减小，记录此时的输出直流电压幅度V，按照此方法记录20个点。
然后绘制S形曲线。
以10.80MHz作为△0Hz，记录-△200KHz到△200KHz每隔10KHz的输出直流电压幅度（V）如下：-4.80，-4.72，-4.64，-4.56，-4.48，-4.32，-4.16，-4，-3.76，-3.6，-3.28，-3.04，-2.72，-2.4，-2.08，-1.76，-1.36，-1.04，-0.64，-0.32，0，0.46，0.83，1.20，1.58，1.96，2.32，2.72，3.12，3.44，3.76，4.08，4.32，4.56，4.80，4.96，5.20，5.28，5.44，5.52，5.60。
绘制鉴频特性S型曲线如下：
测得鉴频特性S型曲线与理论曲线图形基本吻合。
在--△100KHz到+△100KHz之间，特性都近似于线性状态。
六、实验小结与体会
1．频谱分析仪上观察到的鉴频器的S形曲线上在某些区间段有起伏的小峰，不像画出实际测量的鉴频器的S形曲线那么平滑。
可能是由于实际测量的鉴频器的S形曲线是每隔一段频率取样描点然后用平滑曲线连接得到的，所以较为平滑。
2. 很多时候鉴频输出的幅度比较小，要注意调整示波器才能够得到比较好的
波形。
