高频电子线路实验四
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图1变容二极管调频原理图
变容二极管上的反向电压为 ，变容二极管的结电容为
（4）
式中， 为未加调制信号时的结电容， ，其中， 为电容调制度。 随调制电压的变化情况如图2所示。
图2变容二极管）
式中， 为未加调制信号时的总电容，所以，调频波的瞬时频率为
（6）
式中，fc是未加调制信号时的载波频率，计算公式为： （7）
图３ 变容二极管调频实验电路
图４ 变容二极管调频电路的交流等效电路
四、实验内容与步骤
在主箱上插好发射模块，对照发射模块中的变容二极管调频部分，正确连接电路电源线，＋12V孔接+12V，GND接GND（从电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），接上电源通电(若正确连接，则扩展板上的电源指示灯会亮)。
1.示波器（一台）2．频率计（一台）3.数字万用表（一块）
4.无感起子（一把）5.实验箱及实验电路板（一套）
三、实验原理
变容二极管直接调频电路
变容二极管的结电容 与反向偏置电压 的关系为：
式中，UD为PN结的势垒电压， 为ur=0时的结电容， 为电容变化系数。
图1 Cc为变容二极管的接入电容或耦合电容，L为高频扼流圈，它对高频信号可视为开路。
1、测量静态调制特性（不输入调制信号）
①断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。②断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压取不同的数值，对每一反偏电压，再连接J3，在TT2出测量相应的输出信号频率，将结果填入表1，并画出 曲线。
3、观察调频波的波形
①断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。
②从IN1处输入1KHz的正弦信号作为调制信号（调制信号由实验箱上的低频信号源提供，连接JD1、选择正弦波），振幅由零慢慢增大，用示波器在TT1处观察波形的变化。
4.不同接入电容对调频波得影响：接入电容越大，单位调制信号电压变化所引起的频偏也越大，但此时高频载波在变容二极管上的作用也越大，载波中心频率偏移也越大。
5.通过该实验了解变容二极管调频的工作原理、电路组成及各元件的作用；学习静态频率调制特性和调制灵敏度的测量方法。
③将调频波信号从TT1输入到鉴频电路的INB1端，用示波器观察鉴频器TTB1端的输出电压波形，调整微调电容CCB1（必要时还要调整调频电路的CC1）及改变输入调制信号幅度的大小，使输出波形幅度较大且失真尽可能小，分析鉴频输出信号与原调制信号的差异。
④分别接J1、J2重做实验3，观察不同接入电容对调频波的影响。
左图接J1：右图接J2：
五、实验总结
1.整理数据得VQ-f曲线：
2.实验步骤2②测得：
=10.6489 MHz, =10.6680 MHz；求得： = - =0.0311MHz/V。
3.鉴频器输出的信号与原调制信号的差异：输出信号的峰峰值不同，而输出频率近似相等，鉴频器输出信号的波形应与调制信号相似，信号才算解调成功。实验过程中应调整微调电容CCB1（必要时还要调整调频电路的CC1）及改变输入调制信号幅度的大小，使输出波形幅度较大且失真尽可能小，
调频波的最大频偏： （8）
3．实验电路
实验电路如图３所示。Q1和L4、C7、C8、C9、C5、ＣＣ１组成电容三点式ＬＣ振荡器，变容管（BB910）的直流反偏电压由R1、R2、W1、R3提供，其交流等效电路如图４所示。Q2组成隔离缓冲级。
由图4可知，总的回路电容是： （9）
因此，电路的振荡频率为： （10）
课程名称：高频电子线路实验
班级：姓名：学号：
实验名称：实验四变容二极管调频实验时间：2012年5月18日
成绩：教师签名：批改时间：
一、实验目的
1、了解变容二极管调频的工作原理、电路组成及各元件的作用；
2、学习静态频率调制特性和调制灵敏度的测量方法；
3、观察调制信号幅度和不同接入电容对调频波的影响。
二、实验仪器
表1静态调制特性测试结果
反偏电压
1.8
2.2
2.6
2.9
3.1
输出信号频率（MHz）
10.6510
10.6600
10.6644
10.6745
10.6785
2、测量调频灵敏度（不输入调制信号）
①断开J1、J2、J3，连接J4、J5，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT2处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2使输出波形失真最小。②断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压分别取2.0V和3.0V，对每一反偏电压，再连接J3，在TT1出测量相应的输出信号频率 、 ，则灵敏度 。
变容二极管上的反向电压为 ，变容二极管的结电容为
（4）
式中， 为未加调制信号时的结电容， ，其中， 为电容调制度。 随调制电压的变化情况如图2所示。
图2变容二极管）
式中， 为未加调制信号时的总电容，所以，调频波的瞬时频率为
（6）
式中，fc是未加调制信号时的载波频率，计算公式为： （7）
图３ 变容二极管调频实验电路
图４ 变容二极管调频电路的交流等效电路
四、实验内容与步骤
在主箱上插好发射模块，对照发射模块中的变容二极管调频部分，正确连接电路电源线，＋12V孔接+12V，GND接GND（从电源部分+12V和GND插孔用连接线接入），接上电源通电(若正确连接，则扩展板上的电源指示灯会亮)。
1.示波器（一台）2．频率计（一台）3.数字万用表（一块）
4.无感起子（一把）5.实验箱及实验电路板（一套）
三、实验原理
变容二极管直接调频电路
变容二极管的结电容 与反向偏置电压 的关系为：
式中，UD为PN结的势垒电压， 为ur=0时的结电容， 为电容变化系数。
图1 Cc为变容二极管的接入电容或耦合电容，L为高频扼流圈，它对高频信号可视为开路。
1、测量静态调制特性（不输入调制信号）
①断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。②断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压取不同的数值，对每一反偏电压，再连接J3，在TT2出测量相应的输出信号频率，将结果填入表1，并画出 曲线。
3、观察调频波的波形
①断开J1、J2、J3，连接J4，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT1处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2、W3使输出波形失真最小。
②从IN1处输入1KHz的正弦信号作为调制信号（调制信号由实验箱上的低频信号源提供，连接JD1、选择正弦波），振幅由零慢慢增大，用示波器在TT1处观察波形的变化。
4.不同接入电容对调频波得影响：接入电容越大，单位调制信号电压变化所引起的频偏也越大，但此时高频载波在变容二极管上的作用也越大，载波中心频率偏移也越大。
5.通过该实验了解变容二极管调频的工作原理、电路组成及各元件的作用；学习静态频率调制特性和调制灵敏度的测量方法。
③将调频波信号从TT1输入到鉴频电路的INB1端，用示波器观察鉴频器TTB1端的输出电压波形，调整微调电容CCB1（必要时还要调整调频电路的CC1）及改变输入调制信号幅度的大小，使输出波形幅度较大且失真尽可能小，分析鉴频输出信号与原调制信号的差异。
④分别接J1、J2重做实验3，观察不同接入电容对调频波的影响。
左图接J1：右图接J2：
五、实验总结
1.整理数据得VQ-f曲线：
2.实验步骤2②测得：
=10.6489 MHz, =10.6680 MHz；求得： = - =0.0311MHz/V。
3.鉴频器输出的信号与原调制信号的差异：输出信号的峰峰值不同，而输出频率近似相等，鉴频器输出信号的波形应与调制信号相似，信号才算解调成功。实验过程中应调整微调电容CCB1（必要时还要调整调频电路的CC1）及改变输入调制信号幅度的大小，使输出波形幅度较大且失真尽可能小，
调频波的最大频偏： （8）
3．实验电路
实验电路如图３所示。Q1和L4、C7、C8、C9、C5、ＣＣ１组成电容三点式ＬＣ振荡器，变容管（BB910）的直流反偏电压由R1、R2、W1、R3提供，其交流等效电路如图４所示。Q2组成隔离缓冲级。
由图4可知，总的回路电容是： （9）
因此，电路的振荡频率为： （10）
课程名称：高频电子线路实验
班级：姓名：学号：
实验名称：实验四变容二极管调频实验时间：2012年5月18日
成绩：教师签名：批改时间：
一、实验目的
1、了解变容二极管调频的工作原理、电路组成及各元件的作用；
2、学习静态频率调制特性和调制灵敏度的测量方法；
3、观察调制信号幅度和不同接入电容对调频波的影响。
二、实验仪器
表1静态调制特性测试结果
反偏电压
1.8
2.2
2.6
2.9
3.1
输出信号频率（MHz）
10.6510
10.6600
10.6644
10.6745
10.6785
2、测量调频灵敏度（不输入调制信号）
①断开J1、J2、J3，连接J4、J5，首先调节W1，使变容二极管的反向偏压 =2.5V，再连接J3，用示波器在TT2处观察振荡波形，调节CC1，使振荡频率为10.7MHz，调节W2使输出波形失真最小。②断开J3，调节W1使变容二极管的反向偏压分别取2.0V和3.0V，对每一反偏电压，再连接J3，在TT1出测量相应的输出信号频率 、 ，则灵敏度 。
