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16MHz 调频接收机的设计无43 孙忆南2004011007第一部分：正交鉴频器的设计装调设计指标与要求：使用MC1496 设计正交鉴相鉴频器，能够解调50mV e.m.f，调制信号1kHz，频偏20kHz，载频为1.709MHz 的调频信号，对于寄生调幅的抑制没有要求。
提供的主要器件为MC1496，LM741，10x10 型50uH中周。
一、实验目的：1．加深对相乘器工作原理的认识；2．掌握正交鉴相鉴频器的工程设计方法；3．掌握用频率特性测试仪调试移相网络和鉴频特性曲线的方法。
二、正交鉴频器的电路设计2．1 正交鉴频器的工作原理常见的鉴频器有双失谐鉴频器，比例鉴频器，正交鉴相鉴频器等。
其核心都是将调频波转化为调频调幅波或调频调相波。
其中，正交鉴相鉴频器性能较好，便于集成化，应用逐渐广泛，其他两种形式一般只在过去的分立元件电路中应用。
正交鉴相鉴频器由移相网络和鉴相器构成。
2．2 移相网络使用LC 谐振回路构成的移相网络。
如图1 所示。
图1 图2由电路分析，可以知道：≈)(jf H 常数，0022)(f f f Q f --≈πϕ，)(21210C C L f +=π完成了调频波到调频调相波的转换。
由 f 0 =1.704MHz ，L = 50μH ，计算得到C 1 ≈170 pF 。
取C2=8.2pF 。
2．3 鉴相器采用模拟相乘器构成。
常用的模拟相乘器有LM1496。
内部电路见图2。
LM1496 内部没有偏置电路，需要外接，偏置电路见图3。
Q9,Q8,Q7 构成镜像电流源，由5脚设置工作电流，一般为1mA 。
外接电阻Ω=Ω--=k I V R S EE 8.65007.08。
1，4脚经小电阻接地，电位为0。
8，10脚接到R9,R14分压，电位为+6V 。
输出端负载电阻取3.3K ，电位约为8.7V 。
由此，可以判断各个晶体管均工作在放大区。
2,3脚之间为增益调整电阻，取1K ，为中等的增益。
锁相环路及其在调频\鉴频电路中的应用摘要：本文主要介绍锁相环工作原理，及其在无线电技术中发挥的优越性能，给出一种实验的方法来测量锁相环的同步带和捕捉带，分析其在调频和鉴频电路中的应用。
关键词：锁相环；原理；同步带；捕捉带在无线电技术中，各种类型的反馈控制电路得到了广泛的应用。
锁相环路就是其中一种，它以其优越的稳频、滤波等性能，在许多反馈控制系统中发挥着重要的作用。
锁相环路在早期电视机同步系统中的应用，使电视图像的同步性能得到了很大的改善。
而在锁相环接收机中，由于中频信号可以锁定，频带可以做的很窄，带宽的大幅下降，使得输出信噪比大大提高了。
在空间技术中，比如接收来自宇宙飞行器的微弱信号，相比超外差式接收机的宽频带，信噪比也很低。
锁相环路简称锁相环（PLL）。
锁相环利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。
因锁相环输出信号频率能够自动跟踪输入信号的频率，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出信号与输入信号电压保持某种特定的关系，即输出电压与输入电压的相位被锁定，这也是锁相环名称的由来。
锁相环路由三部分组成：鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO。
1鉴相器组成鉴相器PD通常鉴相器由模拟相乘器和低通滤波器组成。
设输入信号为Ui （t）和本振信号（压控振荡器输出信号）Uo（t）。
输入、输出信号在鉴相器中进行比较，输出一个与两者相位差成比例的电压，称作误差电压，记为Ud(t)；该电压是两个信号相位差的函数。
环路滤波器LF为线性电路低通滤波器，作用是滤除误差电压Ud（t）中的高频分量及噪声，具有窄带滤波器的特性。
如果电路设计合理，会得到一个极窄的通道。
经过LF输出的电压为Uc（t），将它加给压控振荡器。
压控振荡器VCO 通常由变容二极管和电抗管等组成振荡电路。
VCO的输出频率受Uc（t）的控制。
当Uc（t）变化时，引起二极管结电容的变化，从而振荡器频率发生改变。
正交鉴相鉴频器实验报告一. 设计方案:1. 实验原理：先将调频波经过一个移相网络变换成调相调频波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
利用模拟乘法器的相乘原理可以实现乘积型相位检波: 输入信号()cos(sin )s sm c f v t V t m t ω=+Ω移相后的信号为:'''()cos{sin [()]}2sin[sin ()]s sm c f sm c f v t V t m t V t m t πωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+得到的输出信号''1()KV sin[2(sin )()]21 V sin ()2o sm sm c F sm sm v t V t m t K V ωϕωϕω=+Ω++其中第一项为高频分量,可以用滤波器滤掉，第二项是所需的频率分量。
只要线性移相网络的相频特性()ϕω在调频波的频率变化范围内是线性的，当()0.4rad ϕω≤时，sin ()()ϕωϕω≈。
因此，鉴频器的输出电压()o v 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。
2. 各部分电路具体实现：鉴相鉴频器主要由三部分组成：移相网络，模拟相乘器和低频放大器。
具体电路实现如下： (1) 移相网络：v D (t)用LC 谐振回路实现移相网络，使输入信号移相90°。
谐振回路的谐振频率为中频频率2.455MHz 。
(2) 模拟相乘器用MC1496构成相乘器，使输入的两路正交信号相乘。
1,4管脚和8,10管脚间分别接有电位器R2和R5用来调节输入直流平衡。
电源处C7,C8和L2构成 型滤波网络，R12和C9起级间去耦作用。
(3) 低频放大器:用LM741运放来放大输入调制信号，同时运放还能起到低通滤波以及隔离的作用。
通过调节相应的电阻值可以改变放大的倍数。
在运放的两个输入端2脚和3脚加上两个隔直电容，可以滤去直流分量，以保证运放的工作点正确。
一、实验目的1. 理解正交鉴别的基本原理及其在信号处理中的应用。
2. 掌握正交鉴别器的设计与实现方法。
3. 分析正交鉴别器的性能，包括线性度、灵敏度、选择性等。
二、实验原理正交鉴别器是一种广泛应用于信号处理的非线性电路，其主要功能是将调频信号（FM）转换为调频调相信号（FPM），从而实现对信号的解调。
正交鉴别器由两个相互正交的鉴频器组成，分别对输入信号的正弦和余弦分量进行解调，然后将两个解调后的信号相加，得到调频调相信号。
三、实验内容1. 正交鉴别器的设计与搭建（1）根据实验要求，选择合适的电路元件，如二极管、电容、电阻等。
（2）按照原理图搭建正交鉴别器电路，包括两个相互正交的鉴频器。
（3）检查电路连接是否正确，确保电路的稳定性。
2. 正交鉴别器的性能测试（1）输入调频信号，调整输入信号频率和幅度，观察输出信号的变化。
（2）测试正交鉴别器的线性度，通过改变输入信号频率，观察输出信号与输入信号的关系。
（3）测试正交鉴别器的灵敏度，通过改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
（4）测试正交鉴别器的选择性，观察在不同频率输入信号下，输出信号的变化。
四、实验结果与分析1. 正交鉴别器的设计与搭建（1）电路搭建成功，输入调频信号后，输出调频调相信号。
（2）电路连接正确，稳定性良好。
2. 正交鉴别器的性能测试（1）线性度测试：在输入信号频率为1kHz时，改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的线性度较好，输出信号与输入信号呈线性关系。
（2）灵敏度测试：在输入信号频率为1kHz时，改变输入信号幅度，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的灵敏度较高，输出信号随着输入信号幅度的增大而增大。
（3）选择性测试：在输入信号频率分别为1kHz和2kHz时，观察输出信号的变化。
结果表明，正交鉴别器的选择性较好，对不同频率的输入信号有较好的鉴别能力。
五、实验总结1. 正交鉴别器是一种有效的信号处理方法，能够将调频信号转换为调频调相信号，实现信号的解调。
《高频电子线路》实验指导书南昌工学院人工智能学院前言本高频电子试验箱共包含十个标配实验单元模块和三个选配实验单元模块.其中标配模块包含有信号源模块、频率计模块、小信号选频放大模块、正弦波振荡及VCO模块、AM调制及检波模块、FM鉴频1模块、收音机模块、混频及变频模块、高频功放模块、综合实验模块。
选配模块包含有FM鉴频2、码型变换模块和谐振回路及滤波模块。
本实验系统的实验内容是根据高等教育出版社的《高频电子线路》一书而设计的。
本试验箱共设置了二十个重要实验和四个选做实验：其中有十五个单元实验，是为配合课程而设计的，主要帮助学生理解和加深课堂所学的内容；五个系统实验是让学生了解每个复杂的无线收发系统都是由一个个单元电路组成的。
此外，还有选做实验，学生也可以根据我们所提供的单元电路自行设计系统实验。
本实验系统力求电路原理清楚，重点突出，实验内容丰富。
其电路设计构思新颖、技术先进、波形测量点选择准确，具有一定的代表性。
同时，注重理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践验证基本原理，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力已及动手能力。
由于编者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，希望广大读者批评指正。
编者实验注意事项1、本实验系统接通电源前，请确保电源插座接地良好。
2、每次安装实验模块之前，应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。
为保险起见，建议拔下电源线后再安装实验模块。
3、安装实验模块时，模块右边的电源开关要拨置上方，将模块四角的螺孔和母板上的铜支柱对齐，然后用螺钉固定。
确保四个螺钉拧紧，以免造成实验模块与电源或者地接触不良。
经仔细检查后方可通电实验。
4、各实验模块上的电源开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。
5、请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。
6、各模块中的贴片可调电容是出厂前调试使用的。
出厂后的各实验模块功能已调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成严重影响。
锁相鉴频的原理锁相鉴频技术是一种广泛应用于信号处理和通信系统中的技术。
其主要原理是利用参考信号来提取信号的频率信息。
这种技术应用广泛，可以在许多领域中得到应用，包括无线电通信、光电通信、声学等领域。
锁相鉴频技术的原理基于信号的周期性。
当信号经过一个固定的时间间隔后，其波形会重复。
这个时间间隔称为信号的周期。
如果我们知道信号的周期，我们就可以知道信号的频率。
锁相鉴频技术利用这个原理来提取信号的频率信息。
具体来说，锁相鉴频技术需要引入一种称为参考信号的信号。
参考信号是一个已知的周期信号。
我们可以将参考信号和待测信号进行比较，从而得到待测信号的频率信息。
比较的方法可以是将两个信号相乘，然后对结果进行积分。
这个积分结果与参考信号的相位有关。
如果待测信号的频率与参考信号的频率相同，那么积分结果将达到最大值。
如果频率不同，则积分结果将减小。
通过不断调整参考信号的相位，我们可以找到最大的积分结果，从而得到待测信号的频率信息。
锁相鉴频技术的优点是精度高、稳定性好、抗干扰能力强。
因为锁相鉴频技术是基于周期性的原理，所以其对信号的周期性变化有很好的适应性。
同时，锁相鉴频技术也可以很好地处理噪声、干扰等因素。
锁相鉴频技术在无线电通信中应用广泛。
例如，在无线电接收机中，锁相鉴频技术可以用于解调调幅信号或解调频率调制信号。
在光电通信中，锁相鉴频技术可以用于解调光信号。
在声学领域中，锁相鉴频技术可以用于声音信号的处理和分析。
锁相鉴频技术是一种非常重要的信号处理技术。
其原理基于信号的周期性，通过引入参考信号来提取信号的频率信息。
锁相鉴频技术应用广泛，在无线电通信、光电通信、声学等领域中都有重要的应用。
正交鉴频实验报告总结
正交鉴频实验是一种常用的电信测量技术，用于测量无线电通信系统
中的正交干扰以及频率偏移。
在本次实验中，我们使用了DDS（Direct Digital Synthesis）技术生成了两个正交的信号，并使用带通滤波器和
相干解调器进行信号的分解和检测。
实验结果表明，在正交鉴频技术的应用下，我们成功地实现了信号的
分解和检测。
通过检测两个正交信号的相位差，我们可以准确地测量信号
的频率偏移。
根据实验结果和理论计算，我们得到了较为准确的频率偏移值，证明了正交鉴频技术在频率测量中的可靠性和准确性。
在实验过程中，我们也发现了一些问题。
首先，由于实验设备的限制，我们只能测量较低频率范围内的信号，因此在实际应用中需要注意考虑频
率范围的选择。
其次，由于信号在传输过程中易受到干扰和衰减的影响，
因此在实际应用中需要采取适当的干扰抑制和信号增强措施，以提高测量
的准确性和可靠性。
另外，在信号的处理和分析过程中，需要注意选择合
适的算法和技术，以便更好地解决相关的问题。
综上所述，正交鉴频实验是一种有潜力的电信测量技术，具有较高的
准确性和可靠性。
然而，由于实验设备和环境的限制，目前该技术在实际
应用中仍存在一些挑战，需要进一步研究和改进。
通过进一步的研究和实践，正交鉴频技术有望在无线通信系统中发挥更大的作用，帮助我们更好
地理解和解决相关的问题。
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。
锁相鉴频的原理导言锁相鉴频是一种常用的信号处理技术，广泛应用于科学研究、通信、测量和控制系统等领域。
本文将介绍锁相鉴频的原理及其应用，包括基本概念、工作原理、应用案例等内容。
一、基本概念锁相鉴频是一种通过同步技术对信号进行频率鉴别的方法。
它可以在存在干扰的噪声背景下，提取出信号的频率，实现高精度的频率测量。
锁相鉴频的基本原理是利用相位比较器对输入信号与参考信号的相位进行比较，通过反馈调节时钟信号的相位，使两个相位保持同步，从而实现对信号频率的测量。
二、工作原理锁相鉴频的工作原理可以分为三个关键步骤：相位比较、调节和反馈。
1. 相位比较相位比较器是锁相鉴频的核心组件，它用于比较输入信号与参考信号的相位差。
相位比较器通常采用差分比较器或者乘法器的结构，将输入信号与参考信号相乘或相减，得到一个标量输出，代表相位差的大小。
2. 调节通过将相位比较器的输出信号转换为控制信号并输入到相位调节器中，控制器可以引导时钟信号的相位发生变化。
调节过程中，系统会逐渐调整时钟信号的相位，使得输入信号与参考信号的相位差逐渐减小。
3. 反馈反馈是锁相鉴频的核心机制，通过对调节信号进行反馈，实现对时钟信号相位的控制。
反馈调节的目标是使相位差达到最小值，从而实现信号的频率测量。
三、应用案例锁相鉴频在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例：1. 线性频率调制鉴频在通信系统中，频率调制是一种常见的调制方式。
通过将基带信号与载频信号相乘得到调制信号，然后使用锁相鉴频器对信号的频率进行测量。
由于锁相鉴频器对噪声和干扰具有较高的抑制能力，可以实现高精度的频率测量。
2. 信号处理与谐振频率测量锁相鉴频器在信号处理和频率测量中也有广泛的应用。
例如，在谐振频率测量中，可以使用锁相鉴频器对谐振频率进行准确测量。
通过与参考信号进行相位比较，并利用反馈机制调节谐振频率，可以得到非常准确的测量结果。
3. 时钟同步和相位同步在通信和控制系统中，时钟同步和相位同步是关键的技术要求。
实验九锁相鉴频实验一、实验目的1.掌握锁相环鉴频器工作原理。
2.熟悉鉴频器主要技术指标及其测试方法。
二、实验原理及实验电路说明1.鉴频原理调频波(FM)解调称为频率检波，简称鉴频。
实现调频波解调的方法有很多，常见的方法有：a．斜率鉴频、相位鉴频、比例鉴频，这些鉴频器电路需要大量的电阻电容等元件，电路形式比较复杂不易于集成；b．移相乘积鉴频、脉冲均值鉴频，这些鉴频器易于集成，但移相乘积鉴频器内部噪声较大，脉冲均值鉴频器线性好、频带宽，但中心频率范围较低；c．锁相环鉴频，它是利用现代锁相技术来实现鉴频的方法，具有工作稳定、失真小、信噪比高等优点，所以被广泛应用在通信电路系统中。
实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频-- 调幅调频变换型。
这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。
第二类是相移乘法鉴频型。
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成线性关系，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。
这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。
鉴频器是一种具有移相鉴频特性的的陶瓷滤波元件，主要用在电视机或录像机的伴音中频放大或解调电路中以及FM调频收音机的鉴频器电路中。
它分为平衡型和微分型两种类型，前者用于同步鉴相器作平衡式鉴频解调，后者用于差分峰值鉴频器作差动微分式鉴频解调。
德键调频音频窄带型JTCV10.7M系列贴片鉴频器，搭配多种IC应用于FM程序检验，转换频率为有用的音频信号。
2.锁相环的工作原理锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相环(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成，有时也包含运算放大器。
锁相鉴频的原理
锁相鉴频是一种基于相位差的信号处理技术，用于提取信号中的频率
信息。
它的原理是通过将待测信号与一个参考信号进行比较，从而得
到它们之间的相位差，并根据相位差来计算出待测信号的频率。
具体地说，锁相鉴频器由三部分组成：参考信号发生器、混频器和低
通滤波器。
参考信号发生器产生一个固定频率的正弦波作为参考信号，混频器将待测信号和参考信号进行混合，得到一个新的信号。
这个新
的信号包含了两个原始信号之间的相位差信息。
接下来，这个新的信号被送入低通滤波器中进行滤波处理，以去除高
频噪声和杂散干扰。
然后，输出的电压被送回到参考信号发生器中进
行反馈控制。
控制系统会调整发生器产生正弦波的频率和相位，使其
与待测信号保持同步，并最终达到稳定状态。
在稳态下，输出电压与输入电压之间存在一个固定的相位差。
这个相
位差可以用来计算出待测信号的频率。
具体地说，相位差越大，表示
待测信号的频率越高；相位差越小，则表示待测信号的频率越低。
总之，锁相鉴频器是一种高精度、高稳定性的频率测量技术。
它广泛
应用于通信、雷达、无线电和声学等领域中，可以用来检测和跟踪各种类型的信号。
高频电子实验报告实验名称：正交鉴频及锁相鉴频实验实验目的：1、熟悉正交及锁相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。
实验内容：1、了解各种鉴频器的工作原理。
2、了解并联回路对波形的影响。
3、用逐点法或扫频法测鉴频特性曲线，由S曲线计算鉴频灵敏度Sd和线性鉴频范围 2 A fmax。
实验仪器:1、1号模块1块2、6号模块1块3、5号模块1块4、双踪示波器1台5、万用表1块实验原理:相位鉴频器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。
陶瓷鉴频器陶瓷鉴频器是利用在有用频带内电路的幅度频率具有线性斜率这一特性制成的频率解调器，能使输出电压和输入信号频率相对应。
锁相鉴频锁相环由相位比较器PD低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个环路。
为达到锁定的条件，相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压是一个随调制信号频率而变化的解调信号，误差控制信号就是解调信号。
1、乘积型鉴频器调频波：V s (t)二V sm c o m f si n't]' ' iv s (t)二V sm cos{匕 m f sin <4 [ ( ■)]} 2 输出：v o ⑴*V s V s^K L V sm V sm S^ c m f s i 『t ) J )冷 K " s i n (')5°.心时,相移与频偏△ f 的特性曲线:t)——arctanQ(J2 %2、鉴频特性相位鉴频器的输出电压V0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）鉴频灵敏度Sd Sd 二Vo /「:f线性鉴频范围： 2 A fmax3、电路原理图移相后的调频调相波:ain实验步骤：1、乘积型鉴频器观测①将5号模块上SW1拨至4.5MHz ;②将Vp-p=500mV左右f c=4.5MHz、调制信号的频率f◎=1kHz （调节低频输出为1kHz左右）的调频信号从P2端输入（将1号模块上“ FM调制开关”拨到右边（此时“FM”指示灯会亮），再顺时针调节“FM频偏”旋钮旋到最大）;③用示波器观测TP5,适当调节谐振回路电感T1，调谐并联谐振回路，使其谐振频率为4.5MHz :使输出端获得的低频调制信号的波形失真最小，幅度最大。
技术参数及专家论证意见附件：技术参数及专家论证意见项目一光电信息材料实验室进口设备序号设备名称数量单价（元）总价（元）备注1 台阶仪 1 1.12 阻抗分析仪 1 1.13 原子力显微镜+PFM+MFM 1 1.14 电磁仿真软件 1 1.1合计参数要求及功能描述序号设备名称数量参数要求及功能描述备注1 台阶仪 1 .最大样品尺寸：φ160mm，最大样品厚度：50mm。
Z方向测定范围：600μm，Z方向分辨率：0.1nm，检测驱动方式：直动式，再现性：0.2nm。
X轴移动量：100mm，.移动真值度：0.2μm/100mm，移动、测定速度：0.005 ~ 20mm/s。
Z轴移动量：50mm，移动速度：最大2mm/S，.线性度：±0.25%。
样品台尺寸：φ160mm，机械手动倾斜：±2℃(±５mm/160mm），样品观察可放大110倍数据监测与显示设备，配备1T硬盘，四核i7CPU，8G内存,专业级独立显卡，数据输出打印设备2 阻抗分析仪 1 .基本阻抗精度（四端对）：+/-0.08%，测试频率范围：40Hz～110MHz，.频率分辨率：1mHz，频率精度：+/-20ppm，振荡器电平范围：5mV～1Vrms 或200uA～20mArms，振荡器电平分辨率：1mVrms/20μA。
电压：待测端开路时为+/-(10+0.05*f(MHz)%+1)mV，电流：待测端短路时为/-(10+0.3*f(MHz)%+50)μA，直流偏置范围：0V～+/-40V或0mA～±100mA，直流偏置电平分辨率：1mV/40μA，直流偏置电压精度：+/-(0.1%+(5+30*Imon(mA))mV，直流偏置电流精度：+/-(2%+(0.2*Vmon(V)/20)mA。
42941A 夹具，设备与电脑连接线，以及用于数据监测与显示的电脑一台（配备1T硬盘，四核i7CPU，8G内存）4 电磁仿真软件 1 FDTD Solutions 8.7 标准包十年使用权（windows系统下应用）相关培训，后期升级及技术支持项目二新能源光伏并网发电实验室进口设备序号设备名称数量单价（元）总价（元）备注1 能量回馈型高精度可编程三相交流电源1 1.9进口设备2 六楼配电柜 1 1.33 一楼配电柜 1 1.34 电缆170 1.35 建设费 1 1.36 高频电子线路实12 1.8序号设备名称数量单价（元）总价（元）备注验箱7 软件无线电平台 1 1.8合计参数要求及功能描述序号设备名称数量技术参数要求功能描述备注1 能量回馈型高精度可编程三相交流电源1用途：高精度可编程三相交流电源能够进行模拟各种交流电源的状态、电源波形失真并进行电力特性的量测与分析。
1. 理解高频鉴频的基本原理和过程。
2. 掌握正交鉴频和锁相鉴频两种方法的操作步骤。
3. 学习如何使用实验仪器测量鉴频特性曲线。
4. 了解鉴频灵敏度和线性鉴频范围的概念。
二、实验原理高频鉴频是将调频信号中的调制信息解调出来的过程。
它通过检测调频信号与参考信号的相位差，从而得到调制信号。
本实验主要采用正交鉴频和锁相鉴频两种方法。
1. 正交鉴频：正交鉴频器利用正交信号（即相位差为90度的两个信号）分别对调频信号进行鉴频，然后将两个鉴频信号相加，得到解调信号。
其原理如下：- 将调频信号与正交信号分别送入两个鉴频器，得到两个鉴频信号。
- 将两个鉴频信号相加，得到解调信号。
2. 锁相鉴频：锁相鉴频器利用锁相环（PLL）来实现对调频信号的解调。
其原理如下：- 锁相环由相位比较器、低通滤波器和压控振荡器组成。
- 相位比较器将调频信号与压控振荡器输出的参考信号进行比较，得到误差信号。
- 低通滤波器将误差信号滤波，得到控制信号。
- 压控振荡器根据控制信号调整频率，使输出信号与调频信号同步。
三、实验仪器与设备1. 高频信号发生器2. 双踪示波器3. 鉴频器4. 低通滤波器5. 万用表1. 正交鉴频实验1. 将调频信号和正交信号分别送入鉴频器。
2. 观察示波器上的波形，记录鉴频信号的幅度和相位。
3. 调整鉴频器的参数，使鉴频信号达到最佳状态。
4. 记录鉴频特性曲线。
2. 锁相鉴频实验1. 将调频信号送入锁相鉴频器。
2. 观察示波器上的波形，记录锁相环的锁定过程。
3. 调整锁相鉴频器的参数，使锁相环锁定调频信号。
4. 记录锁相鉴频器的输出波形。
五、实验结果与分析1. 正交鉴频实验结果- 鉴频特性曲线呈现出S形曲线，表明正交鉴频器能够正确解调调频信号。
- 鉴频灵敏度较高，线性鉴频范围较宽。
2. 锁相鉴频实验结果- 锁相环能够迅速锁定调频信号，输出信号稳定。
- 解调信号质量较好，失真度低。
六、实验结论1. 正交鉴频和锁相鉴频都是有效的解调方法，能够将调频信号中的调制信息解调出来。
高频电子实验报告
实验名称：
正交鉴频及锁相鉴频实验
实验目的：
1、熟悉正交及锁相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。
实验内容：
1、了解各种鉴频器的工作原理。
2、了解并联回路对波形的影响。
3、用逐点法或扫频法测鉴频特性曲线，由S曲线计算鉴频灵敏度Sd和线性鉴频范围2Δfmax。
实验仪器：
1、 1 号模块 1 块
2、 6 号模块 1 块
3、 5 号模块 1 块
4、双踪示波器 1 台
5、万用表 1 块
实验原理：
相位鉴频器
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。
陶瓷鉴频器
陶瓷鉴频器是利用在有用频带内电路的幅度频率具有线性斜率这一特性制成的频率解调器，能使输出电压和输入信号频率相对应。
锁相鉴频
锁相环由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个环路。
为达到锁定的条件,相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压是一个随调制信号频率而变化的解调信号，误差控制信号就是解调信号。
1、乘积型鉴频器
调频波：
]
s i n
c o s[
)(t
m
w
V
t
v
f
c
sm
s
Ω
+
=
移相后的调频调相波： )]}
(2[sin cos{)('
'ωϕπ
ω++Ω+=t m V t v f c sm s
输出：
[]
)(s i n 21)()s i n (2s i n 21)('
'''
ωϕωϕωsm sm L f c sm sm L s s L o V V K t m V V K V V K t v ++Ω+=
=
当
r a d
4.0)(≤ωϕ 时，
)(21)('
'
ωϕsm sm L o V V K t v =
相移与频偏△f 的特性曲线：
)]
1(arctan[2)(22
--=o
Q ωωπωϕ
)
2(
arctan(2
)(o
Q ωω
π
ωϕ∆-=
2、鉴频特性
相位鉴频器的输出电压V0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)
鉴频灵敏度Sd f V S o d ∆=/
线性鉴频范围： 2Δfmax
3、电路原理图
1、乘积型鉴频器观测
①将5号模块上SW1拨至4.5MHz ;
②将Vp-p=500mV左右f C=4.5MHz、调制信号的频率fΩ=1kHz（调节低频输出为1kHz左右）的调频信号从P2端输入(将1号模块上“FM调制开关”拨到右边（此时“FM”指示灯会亮）,再顺时针调节“FM频偏”旋钮旋到最大);
③用示波器观测TP5，适当调节谐振回路电感T1，调谐并联谐振回路，使其谐振频率为4.5MHz ：使输出端获得的低频调制信号的波形失真最小，幅度最大。
2、逐点描迹法测量鉴频特性曲线
①将Vp-p=500mV左右4.5MHz的高频从P2端输入；
②测量鉴频器的输出端的电压，用数字万用表(置于“直流电压”档)于测量TP4处输出电压值；
③改变高频信号发生器的输出频率(维持幅度不变)，记下对应的输出电压值，并填入下表；最后根据表中测量值描绘S曲线。
3、扫频法测量鉴频特性曲线
①扫频仪器的扫频信号输出端接电路TP1端输入；
②扫频仪器测量端口用信号线（不带整流）接TP4处；
③调整扫频仪观测中心频率4.5MHz 处的S曲线
实验数据：
1、乘积型鉴频器观测
输出端获得的低频调制信号：
2、逐点描迹法测量鉴频特性曲线
4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
5.0 F/M
Hz
V0/V 7.61 7.58 7.51 7.38 7.79 8.04 7.91 7.85 7.82 7.80 7.78 绘出鉴频特性曲线：
3、扫频法测量鉴频特性曲线
鉴频特性曲线:
测量结果：扫频仪观测的S 曲线中，当频率约为4.32MHz 时，输出电压V0最小；当频率约为4.47MHz 时，输出电压V0最大。
逐点描迹法测量结果：
F/M Hz
4.31 4.32 4.33 4.35 4.44 4.45 4.46 4.47 4.48 4.49 V 0/V 7.37 7.37 7.37 7.43 8.02 8.06 8.08 8.08 8.08 8.07
鉴频特性曲线:
鉴频灵敏度Sd f V S o d ∆=/ =7.79/150(V/KHz)=5
1019.5-⨯V/Hz
实验心得：
通过这次实验，掌握了乘积型鉴频器的鉴频方法。
了解了鉴频是调频的逆过程，
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。
并通过实验逐点描迹法测量鉴频特性曲线，画出了鉴频特性曲线，掌握了鉴频灵敏度的计算方法。
