相位鉴频器

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。

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。

实验12斜率鉴频与相位鉴频器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：FM波的解调斜率鉴频与相位鉴频器2．做本实验时所用到的仪器：变容二极管调频模块斜率鉴频与相位鉴频器模块双踪示波器万用表二、实验目的1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念；2．了解斜率鉴频与相位鉴频器的工作原理；3．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。

三、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．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。

四、基本原理从FM信号中恢复出原基带调制信号的技术称为FM波的解调，也称为频率检波技术，简称鉴频。

鉴频器的解调输出电压幅度应与输入FM波的瞬时频率成正比，因此鉴频器实际上是一个频率—电压幅度转换电路。

实现鉴频的方法有很多种，本实验介绍斜率鉴频和电容耦合回路相位鉴频。

1．斜率鉴频电路斜率鉴频技术是先将FM波通过线性频率振幅转换网络，使输出FM波的振幅按照瞬时频率的规律变化，而后通过包络检波器检出反映振幅变化的解调信号。

实践中频率振幅转换网络常常采用LC并联谐振回路，为了获得线性的频率幅度转换特性，总是使输入FM波的载频处在LC并联回路幅频特性曲线斜坡的近似直线段中点，即处于回路失谐曲线中点。

这样，单失谐回路就可以将输入的等幅FM波转变为幅度反映瞬时频率变化的FM波，而后通过二极管包络检波器进行包络检波，解调出原调制信号以完成鉴频功能。

图12-1为斜率鉴频与相位鉴频实验电路，图中13K02开关打向“3”时为斜率鉴频。

13Q01用来对FM波进行放大，13C2、13L02为频率振幅转换网络，其中心频率为9MHZ左右。

13D03为包络检波二极管。

13TP01、13TP02为输入、输出测量点。

2．相位鉴频器相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。

输入的调频信号加到放大器13Q01的基极上。

毕业设计题目：基于Multisim的相位鉴频电路的仿真分析学生姓名： **学生学号： *******系别：电气信息工程学院专业：通信工程届别： 2014届指导教师： **电气信息工程学院制2013年5月摘要鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。

其鉴频原理是：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。

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形变化，调制信号代表所要传送的信息，我们在分析或实验时，常以低频正弦波为代表。

鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号，即完成频率—电压的变换作用。

能完成这种作用的电路被称为鉴频器。

相位鉴频器是利用双耦合回路的相位-频率特性将调频波变成调幅调频波,通过振幅检波器实现鉴频的一种鉴频器。

它常用于频偏在几百KHz以下的调频无线接收设备中。

常用的相位鉴频器根据其耦合方式可分为互感耦合和电容耦合两种鉴频器。

调相波的解调电路,是从调相波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比,又称为鉴相器。

对于调频波的解调电路来说,是从调频波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比,又称为鉴频器。

与调幅接收机一样，调频接收机的组成也大多采用超外差式的。

在超外差式的调频接收机中，鉴频通常在中频频率上进行。

在调频信号的产生、传输和通过调频接收机前端电路的过程中，不可避免地引入干扰和噪声，它们对FM信号的影响，主要表现为调频信号出现了不希望有的寄生调幅和寄生调频。

要消除由寄生调幅所引起的鉴频器的输出噪声，通常在末级中放和鉴频器之间设置限幅器。

就功能而言，鉴频器是将输入调频波进行特定的波形变换，使变换后的波形包含反映瞬时频率变化的平均分量，然后通过低通滤波器取出所需解调电压。

目录1 Multisim软件简介......................................... - 1 - 2相位鉴频器..................................................... - 3 -2.1电路原理及用途............................................ - 3 -2.2 模拟乘法器MC1496 ....................................... - 4 -2.3 低通滤波器................................................. - 4 -2.4主要技术指标 .............................................. - 5 -3 乘积型相位鉴频器.......................................... - 8 -3.1 乘积型相位鉴频器的原理图 .......................... - 8 -3.2电路工作状态或元件参数的确定........................ - 9 -3.3设计电路的性能评测..................................... - 11 -3.4仿真结果................................................... - 14 -4 元件清单 ...................................................... - 16 -5 总结与心得体会............................................ - 17 -6 参考文献 ...................................................... - 18 - 本科生课程设计成绩评定表 .............................. - 19 -1 Multisim软件简介随着计算机技术飞速发展，电路可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成设计。

实验七 相位鉴频器一、实验目的1、熟悉相位鉴频器的基本工作原理。

2、了解鉴频特性曲线(S 曲线)的正确调整方法。

二、实验原理及实验电路说明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v S (t)，设其表达式为)sin cos()(t m V t v f C SM t Ω+=ω式中，m f 为调频系数，m f =Δω/Ω或m f =Δf/f ，其中Δω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v S ′(t)，设其表达式为)]}(2[sin cos{)(''ωϕπω++Ω+=t m V t v f c sm s)](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ϕ(ω)在调频波的频率变化范围内是线性的，当rad 4.0)(≤ωϕ时，)()(sin ωϕωϕ≈。

因此鉴频器的输出电压v o (t)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 0与调频波瞬时频率f 的关系称为鉴频特性，其特性曲线(或称S 曲线)如图7-1所示。

鉴频器的主要性能指标是鉴频灵敏度S d 和线性鉴频范围2Δf max 。

S d定义为鉴频器输入调频波单位频率变化所引起的输出图7-1 相位鉴频特性电压的变化量，通常用鉴频特性曲线v o-f在中心频率f o处的斜率来表示，即S d=V o/Δf，2Δf 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，2Δf max可在鉴频特性曲线上求出。

2002年赣南师范学院学报No.3　第三期Journal of G annan Teachers College J une.2002相位鉴频器鉴频特性的研究Ξ杨源淦(赣南师范学院物理系,江西赣州　341000)摘　要:本文对相位鉴频器的鉴频特性进行了深入的研究,得出了一些新的见解.耦合电容C13除了影响S曲线的斜率外,还会影响S曲线上下半部的对称及S曲线过零点的频率。

关键词:相位鉴频器;S曲线;回路参数中图分类号:TM131.4+1 文献标识码:A 文章编号:1004-8332(2002)03-0021-03相位鉴频器是模拟调频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,广泛地应用在移动通信和电视接收中.图1是一个电容耦合相位鉴频器.T1、T2组成以L C回路为负载的差分限幅放大器,其作用是提高加于相位鉴频器的入端电压和抑制寄生调幅对解调输出的影响.该L C并联回路通过电容C9、C13与另一L C回路耦合组成双谐振回路起着鉴频器的频相转换电路作用,将等幅的调频波变换为调频—调幅波;然后经过由D1、D2组成的振幅检波器,从调频—调幅波中将调制信号的成分检测出来.首先,调C6、C11使两上L C回路均谐振在6.5M HZ.1　初级回路阻尼电阻R14对鉴频曲线的影响Ξ收稿日期:2001-10-26　作者简介:杨源淦(1944—),男,江西省赣州市人,副教授,主要从事电子技术的教学与研究. 从图2看出,初级回路不并联R 14时,回路Q 值较高,S 曲线更陡峭(钭率大),鉴频灵敏度高.从图3看出,初级回路并联R 14后,回路Q 值低,S 曲线钭率小,鉴频灵敏度显著下降.2　用高频信号发生器(V i =50mv )逐点测试S 曲线f (MHZ )5.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.5Vo (mv )-492-588-699-814-1040-1135-1030-844-605-3120f (MHZ )6.66.76.86.97.07.17.27.37.47.5Vo (mv )30860784510251120113911201066990909从图4看出,鉴频曲线在两个拐点之间基本是对称的.S 曲线比较理想,拐点之间线性较好.两拐点以外曲线不对称,那是两回路失谐情况不同所造成的,对鉴频质量无影响,因为我们需要的是两拐点之间的曲线.鉴频跨导S =△V o △f =607-(-605)6.7-6.3=3030mv/MHZ =3.03mv/KHZ ;3　回路参数对鉴频曲线的影响结论:Ⅰ.初级回路电容C 6影响S 曲线上下半部输出电压不相等.这是由于改变C 6,使初级回路未调到中心频率f o (6.5MHZ )上,而是偏离f o 谐振.例如 C 6γ→f 初振>f o△f >0时,V 1↑→V o η△f <0时,V 1γ→V o γ(见图8)Ⅱ.次级回路电容C 11影响S 曲线过零点的频率.因为改变C 11,就改变了次级回路的谐振频率,即偏离f o 谐振.谐振时,X 2=0,φ2=0,I ・2与e ・m 同相,V ・2超前V ・190°,即V ・1与V ・2正交,使V D 1=V D 2,V o 1=V o 2,V o =V o 1-V o 2=0,即S 曲线是以次级回路的谐振频率为对称点,是在谐振频率处过零点的.例如C 11γ→f 次振>f o →曲线在>f o (6.5MHZ )处过零点.Ⅲ.耦合电容C 13影响S 曲线的钭率.因为根据《高频电子线路》(第二版)张肃文主编下册P 805图12.2-4,对应于不同的耦合因数η,S 曲线的钭率不同.例如:C 13↓→η↑(耦合较紧)→钭率↓;反之,C 13↑→η↓(耦合减弱)→钭率↑;同时,C 13还兼有C 6和C 11的作用;它对22 赣南师范学院学报 2002年初级调谐有影响,对次级调谐也有影响.因为从初级回路交流等效电路图9分析: C 13容抗µL 32感抗,故C 13跟C 6、C 7并联;若取C 6=30P ,则C 6、C 7支路总电容为15P ,C 13约为15P 的一半,故C 13对初级回路的谐振频率影响很大,具有C 6的作用.同理,从次级回路交流等效电路分析,C 13近似与C 11支路并联,对次级回路的谐振频率也有影响,故C 13也具有C 11的作用.Study of Discriminated 2frequency Property on Phase DiscriminatorYAN G Yuang 2gan(Depart ment of Physics Gannan Teachers ’College ,Ganz hou 341000,China )Abstract :In this paper ,discriminated 2frequency property of phase discriminator has been studied.S ome new view have been studied and S ome new ideas have been obtained.Cou pling capacitor C 13has an effect on the slope of S curve.It will also have an effect on the contrast between the above half and the below half in the S curve and the frequency when S curve passes zero.K ey w ords :phase discriminator ;S curve ;circuit parameter简讯清华大学郭奕玲教授、沈慧君教授莅临我院讲学2002年4月17～24日,清华大学物理系教授郭奕玲、沈慧君夫妇应邀莅临我院讲学。

实验九 相位鉴频器一 实验目的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。

通过本实验：1．熟悉相位鉴频电路的荃本工作原理。

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 预习要求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、次级回路和藕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．双踪示波器2．扫频仪3．频率计4．万用数5．．CCTV —GPI 实验箱、板 1四 实验内容及步骤实验电路见图8- l1． 用扫频仪调整鉴频器的鉴频特性。

实验条件：将实验电路中E 、F 、G 三个接点分别与半可调电容C T1 、C T2、C T3 连接。

将扫频仪输出信号接入实验电路输入端IN ，其输出信号不宜过大，一般用30db 衰减器，扫频频标用外频标，外频标源采用高颊信号发生器，其输出频率调到6. 5MH Z 。

(1)．调整波形变换电路的回路频率．将扫频仪输入检波头插入测式孔A ，藕合电容C 3 调到最小，此时显示屏将显示一谐振曲线图形。

调C T1 使谐振曲线的谐振频率为6. 5MH Z ，此时频标应在曲线顶峰上，再加大耦合电容 C T3的容量，输入检波头插入测试孔B ，此时显示屏幕出现带凹坑的耦合谐振曲线图形，调C T1, C T2 C T3 使曲线6.5MH Z 频标出现在中心点，中心点两边频带对称。

(2)．调整鉴频特性 S 型扫频仪输入检波探头改用双夹子电缆线，接至鉴频器输出端OUT 即可看到S 型曲线，参见图8-2，如曲线不理想，可适当调C T1 上下对称：调C T2 曲线为6.5MH Z ；调C T3使f 0中心点附近线性度。

调好后，记录上、下二峰点频率和二峰点高度格数，即f m 、V m 、V n(3)．用高频信号发生器逐点测出鉴频特性输入信号改接高频信号发生器，输入电压约为50mV ，用万用表测鉴频器的输出电压，在表10.1 表10-1 鉴频器图10-2 鉴频器特性5.5MH Z～7.5MH Z范围内，以每格0.2MH Z条件下测得相应的输出电压。

东北石油大学课程设计2011年3月4日东北石油大学课程设计任务书课程高频电子线路题目乘积型相位鉴频器的设计专业电子信息工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容本题目为集成模拟乘法器应用设计之一，即设计一个乘积型相位鉴频器。

通过本次电路设计，掌握集成模拟乘法器的基本原理及其所构成的相位鉴频电路的设计方法、电路调整及测试技术。

加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。

2、基本要求(1) 采用集成模拟乘法器设计乘积型相位鉴频器，电路的工作中心频率为06.5MHzf ；(2) 绘制电路原理图，并给出鉴频特性曲线；3、主要参考资料[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.[2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000.[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月28日-3月4日指导教师专业负责人2011 年 2 月25 日一、电路原理1．电路原理及用途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2．主要技术指标乘积型鉴相器组成方框图如图6.17所示。

图中，两个输入信号分别为 调相波 u1=U1msin(ωct+Δφ) 本地参考信号 u2=U2mcos ωct (6―43)图6.17 乘积型鉴相器组成方框图1) u1和u2均为小信号当|U1m|≤26mV 、|U2m|≤26 mV 时，由式(6―43)可得输出电流为式中，K=Io/(4U2T)，为乘法器的相乘增益因子。

乘积型相位鉴频设计与仿真1.鉴频器概述鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。

按用途可以分为两类：第一类用于调频信号的解调。

常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等。

对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。

第二类用于频率误差测量，如用在自动频率控制环路中产生误差信号的鉴频器。

对于这类电路的零点漂移限制较严，对非线性失真和噪声门限则要求不高。

实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频——调幅变换型。

第二类是相依乘法鉴频型，这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化呈线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号，因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频；第三类是脉冲均值型。

2.鉴频器的主要参数2.1鉴频特性(曲线)指鉴频器的输出电压u0与输入电压瞬时频率f 或频偏Δf 之间的关系曲线。

理想鉴频特性曲线应是一条直线，但实际上往往有弯曲，呈S 形，如下图所示。

变换器fu of Bu o maxu of cf Af(a )(b )2.2鉴频器的主要参数1）鉴频器的中心频率f0鉴频器的中心频率f0对应于鉴频特性曲线原点处的频率。

通常，由于鉴频器中心与中频频率相同。

2）鉴频带宽Bm鉴频带宽Bm:是指鉴频器能够不失真地解调所允许输入信号频率变化的最大范围。

3）鉴频器的线性度鉴频器的线性度：是指鉴频特性曲线在鉴频带宽内的线性特性。

4）鉴频跨导SD鉴频跨导SD :是指鉴频器在载频处的斜率，它表示单位频偏所能产生的解调输出电压。

鉴频跨导又叫做鉴频灵敏度。

用公式表示为：跨导也可以理解为将输入频率转换为输出电压的能力或效率，因此又称为鉴频效率3.鉴频方法3.1直接鉴频法是直接从调频信号的频率中提取原来调制信号的方法。

主要有脉冲计数鉴频法。

coo D f f f du du S dfd f=∆===∆3.2间接鉴频法就是先对调频信号进行变换或处理，再从变换后的信号中提取原调制信 号的鉴频方法。