延使两个触发器同时置，因此电路不可能在状态停留，另方面有段时间同时为高，但是它们的平均值仍然正确反映了输入频率与相位的差值。图所示鉴相电路的功能是取出两输入信的相位差，通过低通滤波器将相位差转变为控制的平均电压。图二〇〇七年十月十八日星期四图鉴相电路注解调器采用了相同的鉴相电路，其工作原理，分析设计方法完全样。环路滤波器环路滤波器是低通滤波器，它是由电阻电容可能还有放大器组成的线性电路。它的输入是鉴相器的输出电压，它滤除鉴相器输出中的高频成分和噪声，取出平均分量去控制压控振荡器的频率。图为采用差分放大器将两路鉴相信号变换为平均电压输出的原理电路。图用差分放大器转换图为本次实验中采用的滤波电路。主要功能是将鉴相器二〇〇七年十月十八日星期四输出脉冲的宽度转换为平均电压输出，这里采用的方法主要是将触发器输出的脉冲先经过低通滤器，这里输出的脉冲经过低通滤器，另路输出的脉冲经过低通滤器后，再进行差值比较放大。环路滤波器输出的平均电压反映了触发器两路输出相位信息。若两路信号同频同相，则环路滤波器输出稳定的直流电压。图环路滤波电路必须注意调制器与解调器采用的环路滤波电路完全相同，但调制器的环路带非常窄仅小于如图所示，而解调器的环路带宽要比语音信号的带宽，即大于。低通滤波电路分析与设计图为低通滤波网络，其归化后低通滤波网络的传输函数可写为或为式中为任意正整数。按此式画出的曲线如图图所示。具有最平特性曲线。二〇〇七年十月十八日星期四图归化后的低通滤波衰减特性界限图给定滤波网络和衰减特性界限图如图所示。图中为滤波网络的输入电压，为容许的通带最大衰减若为，指容许的最低衰减值若为，为信号源内阻，为其负载电阻，指通带边缘角频率，指阻带边缘角频率。滤波网络滤波网络二〇〇七年十月十八日星期四衰减特性界限图图滤波网络和衰减特性界限图本次实验采用低通滤波电路如图所示,其阻带衰减约设。图具有最平传输特性的阶低通滤波电路表具有最平传输特性低通滤波器阶丌型网络参数的取值已知选定的低通滤波器的衰减特性，信号源内阻负载电阻。根据低通滤波器的技术要求，表给出了设计具有最平传输特性低通滤波器阶丌型网络参数的取值。本次实验选用了个具有最平传输特性的阶低通滤波电路如图所示。若图所示型二〇〇七年十月十八日星期四网络的元件参数如表中所列的数值时，则该网络具有最平型的传输函数。注表中首行内的项目与丌型网络相对应未画出，末行内的项目与图所示型网络相对应。网络参数计算如下按图所示型网络的结构及元件值表得出归化后的滤波器如图所示。图归化后的滤波器将网络中各电感乘以，各电容除以，即得出所需的各网络元件值。,图所示低通滤波电路，截止频率大约为，阻带衰减大约，主要用来滤除振荡器中的噪声。图滤波电路音频放大电路二〇〇七年十月十八日星期四这是个电压并联负反馈放大电路。其工作原理，电路参数分析计算，可查阅相关资料。解调器各部分原理电路分析与设计原则带通滤波电路在解调器的前端加带通滤波，主要作用是频率预选，对其它干扰噪声有足够衰减图所示为式带通滤波电路。串联臂由两个二〇〇七年十月十八日星期四串联谐振电路所代替，组成并联谐振电路。除以，乘以。各元件参数的计算公式如式。图所示为谐振回路中心频率左右，带宽为,式带通滤波电路。根据式计算的各元件参数值如图所示。丌丌丌丌单级单调谐放大器各项质量参的计算谐振时单级单调谐放大器的电压增益可写成丌二〇〇七年十月十八日星期四式中单级单调谐放大器的通频带⊿式中为回路有载品质因数，其值为丌则单级单调谐放大器的电压增益又可写成丌如果，则丌还可写成如下形式丌当和为定值时，放大器谐振电压增益和通频带的乘积为常数。通频带越宽则放大器谐振电压增益越小。要得到高增益，又保证足够的带宽，除了选用较大的晶体管外，应尽量减小谐振回路的总电容量，即选用小的晶体管或减小回路的外接电容。最大功率增益可写成丌式中为放大电路的工作频率。二〇〇七年十月十八日星期四晶体管最高振荡频率丌最大功率增益也可写成最大电压增益也可写成设计举例单级单调谐放大电路如图所示，其设计要求为，单级单调谐放大器的工作频率，谐振电压放大倍数，谐振放大器的通频带，设采用高频管主要参数为。取该管在频率时共发电路的参数前面已计算出。计算回路参数若回路电感取Η,则回路总电容为丌二〇〇七年十月十八日星期四式中谐振放大器电压增益丌取对数得到单级谐振放大器的谐振时电压增益为偏置计算查阅参考书电子线路线性部分,谢嘉奎等编著,高教出版社。测试内容与要求压控振荡器中心频率的调整与测试调制器与解调器中压控振荡器其电路完全样，工作原理也样，因而调试方法相同。调制器中压控振荡器调试步骤如下首先，不加音频控制电压，环路断开，将跳线短接与参考电压连接，调接电位器使处对地直流电位为，此时加到变容二极管上直流电压为第二步用示波器观测压控振荡器中心频率，可以在处观测，或用频谱分析仪在端观测压控振荡器中心频率,此时跳线用隔直偶合电容短接，调节振荡回路电容二〇〇七年十月十八日星期四，使的中心频率为设计所需的频率值。第三步加入音频信号，即将跳线短接与音频放大器的输出相连。可用示波器在处观测调频波形。也可以将波经低通滤波器后，在处观测，并记录波形幅值失真等。解调器中压控振荡器调试步骤如下首先，环路断开，将跳线短接与参考电压连接，调接电位器使处对地直流电位为，此时加到变容二极管上直流电压为第二步用示波器观测压控振荡器中心频率，可以在处观测，或用频谱分析仪在端此时跳线短接观测压控振荡器中心频率，调节振荡回路电容，使的中心频率为设计所需的频率值。波频谱与带宽的测试利用频谱分析仪测试波频谱与带宽，频谱分析仪操作方法查阅课程指导材料使用频谱分析仪跟踪信号发生器功能。为了匹配，衰减器的输入阻抗和输出阻抗都为，再通过二〇〇七年十月十八日星期四的同轴电缆线送入频谱分析仪，通过对频谱分析仪的有效设置，可获得调频波的频谱图，如下图所示图加正弦波调制信号的调频波频谱图二〇〇七年十月十八日星期四图无正弦波调制信号时的载波频谱图图加正弦波调制信号调频波频谱图二〇〇七年十月十八日星期四从图中可得到发射机的中心频率与已调波的有效带宽。也可以知道正弦波调制信号是否有效的加到变容二极管两端。根据定义工程上通常规定凡是振幅小于未调制载波振幅的的边频分量忽略不计。测量方法如下先测未调制载波振幅，如图所示,并记下其幅值。在测加调制信号后的频谱，如图所示为加正弦波调制信号的调频波频谱图。边频间隔为，并记录大于未调制载波振幅的的边频分量的数量，即可到调波的有效带宽近似值。低通滤波器的测试利用频谱分析仪带测试低通滤波器的幅频特性。将跳线帽短接和，接入信作为低通滤波器的输入，低通滤波器的输出接频谱分析仪的输入，操作方法查阅课程指导材料使用频谱分析仪跟踪信号发生器功能中有关频率响应的测试方法。频谱测量信号输入口阻抗欧信号输出口阻抗欧实验的操作提示本实验中，我们需要分别对仪器的跟踪信号源和频谱分析两部分进行正确设置和操作。在操作过程中所需用到的面板主要按键如图二〇〇七年十月十八日星期四所标注。对仪器跟踪信号源部分的设置操作步骤提示设置跟踪信号输出的强度，并打开信号输出，具体步骤参考如下按面板键，选定工作方式，如图对仪器频谱分析部分的设置操作步骤提示设置频谱分析的开始频率结束频率分析带宽即中频放大带通滤波器的带宽，为使读数稳定可使用多次测量取平均的做法。最后，请将测量结果截图存盘。具体步骤参考如下按面板键，设定为为按面板键，设定为为次二〇〇七年十月十八日星期四按面板键，再切换到菜单第页，带宽点被标识和显示读数按面板键，选择适当操作，可以把测试结果存入盘形成如图的截图用于报告。记录处截止频率和阻带衰减处的频率带通滤波器的测试利用频谱分析仪带测试带通滤波器的频响曲线。将跳线帽短接和，接入信号作为带通滤波器的输入，带通滤波器的输出接频谱分析仪的输入，操作方法查阅课程指导材料使用频谱分析仪跟踪信号发生器功能。记录带宽,中心频率操作方法同实验的操作提示两级谐振放大器的频响曲线测试利用频谱分析仪测试谐振放大器的频响曲线。将跳线帽短接，跳线帽短接。高频信号从加到谐振放大器的输入端，谐振放大器的输出端跳线帽短接，接频谱分析仪的输入，要求测量电压增益注电压增益可用示波器分别测量输入输出电压的幅值得到。调制器解调器直连测试将调好的发射板与接收板通过电缆线直接联结，二〇〇七年十月十八日星期四并在接收板处用示波器观测波形记录解调波形幅度与频率,并与音频调制信号比较,其频率是否相同焊接贴片元件注意事项先焊单个电阻或电容，焊接时先在焊点处加点焊锡，用镊子把元件放到焊接处，先焊元件的边，再焊另边。掌握了贴片元件的焊接技巧后再焊管脚多的集成块。焊接方法是先焊集成块的个脚，确定位置无误后再焊对角线的那个角。焊接时间不宜太长，太长易烫坏集成块，其它元件也样，焊接时间不宜太长。实验室配置了台热吹分机，便于取下焊错的贴片元件和集成块。尽量避免焊错,完上海交通大学黄少军诸勤敏二〇〇七年十月十八日星期四基于锁相技术的调制解调器电路设计总体设计方案众所周知，利用无线电通信系统可以将信息从个地方传送到另个地方。个通信系统的基本组成结构如图所示，它主要有调制器发射机传输媒介接收机及解调器组成。各功能模块功能说明请参阅有关书籍或手册。图通信系统组成结构框图设计任务本次实验的主要任务是设计个基于锁相技术的频率调制器和解调器。其原理方框图如图和图所示。图锁相环频率调制器原理方框图发射机传输媒介接收机解调器调制器信息信息环路滤波器鉴相器调制信号低通滤波器放大晶体振荡器压控振荡器分频二〇〇七年十月十八日星期四解调输出调频波输入图锁相环频率解调器原理方框图图为锁相环构成的锁相调频电路系统框图。它主要由晶体振荡器分频器鉴相器环路滤波器放大器压控振荡器组成。锁相调频电路能够得到中心频率稳定度很高的调频信号。实现锁相调频的条件是，调制信号的频谱要处于低通滤波器通带外，并且调制指数不能太大。这样，调制信号不能通过环路低通滤波器，因而在环路内不能形成交流负反馈，调制频率对环路无影响。锁相环只对平均中心频率不稳定所引起的分量处于低通滤波器通带内起作用，使其中心频率锁定在晶振频率上。锁相调频克服了直接调频中心频率稳定度不高的缺点。这种锁相环路叫载波跟踪型。图所示为锁相环构成的锁相鉴频电路系统框图。它主要由带通滤波器选频放大器分频器鉴相器环路滤波器放大器压控振荡器组成。当输入为调频波时如果将环路滤波器的带宽设计的足够宽，保证鉴相器的输出电压顺利通过，则就能跟踪输入调频波中反映调制规律变化的瞬时频率，即的输出是个具有相同调制规律的调频波。这时，环路滤波器输出的控制电压就是所需的调频波解调电压。称为调制跟踪型锁相环。压控振荡器器放大带通滤波器选频放大器分频鉴相器环路滤波器二〇〇七年十月十八日星期四设计基本要求掌握基于锁相技术的频率调制器和解调器的工作原理，组成结构