一、實驗目的

1.掌握用變容二極管調頻電路實現FM的方法；
2.理解靜態調制特性、動態調制特性概念和測試方法。

二、實驗原理

圖5-1是變容二極管調頻原理電路。

圖5-1 變容二極管調頻原理電路

變容二極管調頻電路的原理圖如圖5-2所示。

圖5-2 變容二極管調頻電路原理圖

變容二極管調頻電路在模塊中單元標號為12，位于該子板卡上左部，如圖5-3所示。

圖5-3 變容二極管調頻電路子板卡（左部）

圖中，1Q01本身為電容三點式振蕩器，它與D01、D02（變容二極管）一起組成了直接調頻器。1Q02為放大器，1Q03為射級跟隨器。1W01用來調節變容二極管偏壓。圖12-3可見，加到變容二極管上的直流偏置就是+12V經由1R05、1W01和1R06分壓后，從1R06得到的電壓，因而調節1W01即可調整偏壓。

由圖可見，該調制器本質上是一個電容三點式振蕩器（共基接法），由于電容1C05對高頻短路，因此變容二極管實際上與1L02相并。調整電位器1W01，可改變變容二極管的偏壓，改變變容二極管的容量，從而改變振蕩頻率。

對輸入音頻信號而言，1L03短路，1C05開路，從而音頻信號可加到變容二極管1D01、1D02上。當變容二極管加有音頻信號時，其等效電容接音頻規律變化，因而振蕩頻率也按音頻規律變化，從而達到了調頻的目的。

三、實驗內容

1.觀察調頻器輸出波形，考察各種因素對于調頻器輸出波形的影響；
2.變容二極管調頻靜態調制特性測量；
3.變容二極管調頻器動態調制特性測量。

四、實驗步驟

（一）模塊上電

在實驗箱主板上插上變容二極管調頻模塊、電容耦合相位鑒頻與斜率鑒頻模塊，按下模塊上電源開關，此時電源指示燈點亮。

（二）靜態調制特性測量

1.輸入端先不接音頻信號，將示波器接1P02，用萬用表測1TP01點電位，按表5-1，調節1W01，使1TP01點電位V1P02變化，并把相應的頻率填入表中。

表5-1 無音頻輸入時的輸出信號頻率

2.動態調制特性測量

調整1W01使得變容二極管調頻器輸出頻率f 0 =8MHz。以實驗箱上低頻信號源作為音頻調制信號源，輸出頻率f=1KHz、峰-峰值V~p-p~=500mV（用示波器檢測）的正弦波。將音頻調制信號加入到調頻器的音頻輸入端1P01，便可在調頻器器的1TP02端上觀察到FM波。

把調頻器的調頻輸出端1P02連接到鑒頻單元的輸入端1P01，并將鑒頻器的1K01撥向相位鑒頻器，便可知鑒頻器的輸出端1P02上觀察到經解調后的音頻信號。如果沒有波形或波形不好，應調整調頻器1W01和鑒頻器1W01。

將示波器CH1接調制信號源（可接在調制模塊中1TP01上），CH2接鑒頻輸出1TP02，比較兩個波形有何不同。改變調制信號源的幅度，觀測鑒頻器解調輸出有何變化。調制信號源的頻率，觀察鑒頻器輸出波形的變化。

五、實驗報告

調頻FM波輸出波形：

波形的中間較細，而兩邊較粗，說明該波形經過了調頻。當增大調制信號源的幅度時，輸出波形兩邊會變粗，說明發生了較大的頻偏。

1.根據實驗數據，畫出靜態調制特性曲線，說明曲線斜率受哪些因素的影響。

曲線斜率受變容二極管在音頻信號為零時的直流電壓Uo的影響，電壓越大，斜率越小，電壓改變則相應的電容改變，從而頻率變化，則斜率變化。

2.說明1W01對于鑒頻器工作的影響。

1W01對鑒頻器的影響有兩個：一是對調諧問題的影響，另一個是對頻率振幅的干擾。

3.總結實驗體會

通過對變容二極管調頻電路的設計與研究，我們不僅對變容二極管的調頻原理有了更深刻的了解，還對調頻電路的應用進行了一定的了解，調頻電路在無線電通信中是非常重要的調制方式，應用非常廣泛.