深圳大學(xué)LM566組成的頻率調(diào)制器與頻率解調(diào)器

1、 深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱： 通信電子線路 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： LM566組成的頻率調(diào)制器與頻率解調(diào)器 學(xué)院： 信息工程 專(zhuān)業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)教師： 曾捷 報(bào)告人： 學(xué)號(hào) 班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間： 2015.6.16 教務(wù)處制 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉LM566單片集成電路的組成和應(yīng)用。2掌握用LM566單片集成電路實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制的原理和方法。3了解調(diào)頻方波、調(diào)頻三角波的基本概念。4了解正弦波調(diào)制的調(diào)頻方波的解調(diào)方法。5了解方波調(diào)制的調(diào)頻方波的解調(diào)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、LM566簡(jiǎn)介L(zhǎng)M566是一種積分-施密特觸發(fā)電路型的單片集成VCO電路，其管腳排列和外部連接見(jiàn)圖10-

2、1。其中，腳接正電源，腳接負(fù)電源（或地），腳懸空，腳輸出方波，腳輸出三角波，腳接輸入電壓，腳接定時(shí)電阻RT，腳接定時(shí)電容CT。LM566的內(nèi)部框圖如圖10-2所示。圖中的幅度鑒別器實(shí)為施密特觸發(fā)器，并設(shè)其正向觸發(fā)電平為VSP，反向觸發(fā)電平為VSM。當(dāng)電容CT充電時(shí)，開(kāi)關(guān)S1接通、S2斷開(kāi)，從而VCC經(jīng)由RT、恒流源I0對(duì)CT形成恒流的充電回路。電容CT上電壓V7線性上升，控制電壓形成電路輸出Vo為低電平。當(dāng)V7達(dá)到VSP時(shí)，幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，使控制電壓形成電路輸出Vo轉(zhuǎn)換為高電平，引起開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2接通，從而恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0。由于電流轉(zhuǎn)發(fā)器的特點(diǎn)，使得I7I6，因而I7

3、=I0，該電流由CT提供。于是電容CT經(jīng)由電流轉(zhuǎn)發(fā)器而放電，V7線性下降， Vo保持高電平不變。當(dāng)V7達(dá)到VSM時(shí)，又引起幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，使Vo轉(zhuǎn)換為低電平，引起開(kāi)關(guān)S1接通、S2斷開(kāi)，重新對(duì)CT充電，波形如圖10-3所示。由于VCO的工作過(guò)程是用輸入電壓控制輸出頻率，因而其本質(zhì)就是一個(gè)調(diào)頻器。輸入調(diào)制信號(hào)可加在腳上，只是566輸出的是調(diào)頻方波或調(diào)頻三角波（載波不是正弦波）而已。改變定時(shí)元件RT、CT可改變載波頻率，其頻率表達(dá)式為： ，式中，RT、CT如上所述，V5、V8是566管腳、的對(duì)地電壓。2、LM566組成的頻率調(diào)制器圖10-4 566組成的頻率調(diào)制器實(shí)驗(yàn)電路LM566組成的頻率調(diào)制器

4、實(shí)驗(yàn)電路如圖10-4所示。圖中采用了+5V、5V兩路直流電源，分別接到腳、腳上。C1是定時(shí)電容，由開(kāi)關(guān)K4控制其接入與否。R3與W1一起組成了定時(shí)電阻，調(diào)節(jié)W1可改變定時(shí)電阻的數(shù)值。輸入（腳）有兩種工作方式：一是靜態(tài)工作（開(kāi)關(guān)K3接通，K2斷開(kāi)），由腳輸入直流電壓，輸出為未調(diào)載波；調(diào)節(jié)W2可改變載波頻率（周期）。二是動(dòng)態(tài)工作（開(kāi)關(guān)K1、K2接通，K3斷開(kāi)），從IN端輸入的調(diào)制信號(hào)，再與R6上分得的直流電壓相疊加，一起加入到腳上，從而輸出為已調(diào)波。根據(jù)需要，可在OUT1端輸出方波，OUT2端輸出三角波，因而本實(shí)驗(yàn)輸出的是調(diào)頻非正弦波。3、LM 565組成的頻率解調(diào)器電路LM565組成的頻率解調(diào)器

5、實(shí)驗(yàn)電路如圖11-2所示。其中，LM565部分如前所述，C7是定時(shí)電容，R6+W1是定時(shí)電阻。LM311是一個(gè)電壓比較器，用來(lái)把LM565的腳輸出的三角波變換為方波。為此，把LM 565的腳輸出加到LM 311的一個(gè)輸入端（腳）上，又把LM 565的腳輸出的基準(zhǔn)電壓加到LM 311的另一輸入端（腳）上（用作比較電平），便可在LM311輸出端（OUT）得到已解調(diào)的方波信號(hào)。調(diào)節(jié)W1可改變LM311的比較電平，從而可調(diào)節(jié)OUT端輸出方波的占空比。三、實(shí)驗(yàn)儀器：萬(wàn)用表，雙蹤示波器AS1637函數(shù)信號(hào)發(fā)生器低頻函數(shù)發(fā)生器（用作調(diào)制信號(hào)源）實(shí)驗(yàn)板5（集成電路組成的頻率調(diào)制器單元四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：.A調(diào)

6、制部分1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板5。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)箱體上±12V、±5V電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板5上集成電路組成的頻率調(diào)制器單元右上方的電源開(kāi)關(guān)（K5）撥到ON位置，就接通了±5V電源（相應(yīng)指示燈亮），即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2觀察RT、CT對(duì)頻率的影響（RT = R3+Wl、CT = C1） 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 K4置ON位置，從而C1連接到566的管腳上； 開(kāi)關(guān)K3接通，K1、K2斷開(kāi)，從而W2和C2連接到566的管腳上； 調(diào)W2使V5=3.5V（用萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)K3下面的測(cè)試點(diǎn)）； 將OUT1端接至AS1637函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的INPUT COUNTER來(lái)測(cè)

7、頻率。 改變W1并觀察輸出方波信號(hào)頻率，記錄當(dāng)W1為最小、最大（相應(yīng)地RT為最小、最大）時(shí)的輸出頻率，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，給定：R3 =3k，W1=1k，C1=2200pF。 用雙蹤示波器觀察并記錄當(dāng)RT為最小時(shí)的輸出方波、三角波波形。 若斷開(kāi)K4，會(huì)發(fā)生什么情況？最后還是把K4接通（正常工作時(shí)不允許斷開(kāi)K4）。3觀察輸入電壓對(duì)輸出頻率的影響 直流電壓控制（開(kāi)關(guān)K3接通，K1、K2斷開(kāi)）先把Wl調(diào)至最大（振蕩頻率最低），然后調(diào)節(jié)W2以改變輸入電壓，測(cè)量當(dāng)V5在2.4V4.8V變化（按0.2V遞增）時(shí)的輸出頻率f，并將結(jié)果填入表1。表1V5(V)2.42.62.83.03.23.43.63.

8、84.04.24.44.64.8f(kHz)63.360.256.547.843.338.034.028.523.523.518.512.87.19 交流電壓控制（開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)，K1、K2接通，并仍將Wl調(diào)至最大） 將低頻函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦波（頻率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作為調(diào)制信號(hào)加入到本實(shí)驗(yàn)單元的IN 端，用雙蹤示波器的兩路輸入同時(shí)觀察輸入的調(diào)制信號(hào)（IN端）以及輸出的調(diào)頻方波信號(hào)（OUT1端）。同樣，亦可在OUT2端觀察到調(diào)頻三角波。順便指出：由于是調(diào)頻，兩路信號(hào)不可能同時(shí)穩(wěn)定，因而只能采用“要觀察誰(shuí)，就由誰(shuí)同步”的方法。此外，在觀察調(diào)頻方波時(shí)，宜在波形穩(wěn)定后，按下“

9、×10 MAG”按鈕，并移動(dòng)X位置把最前面的一個(gè)周期長(zhǎng)度與最后面的一個(gè)周期長(zhǎng)度作比較，發(fā)現(xiàn)兩者不同，才表明是調(diào)頻。 將低頻函數(shù)發(fā)生器輸出的方波（頻率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作為調(diào)制信號(hào)，用雙蹤示波器再作觀察和記錄。B解調(diào)部分1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在箱體右下方插上實(shí)驗(yàn)板5。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)箱體上±12V、±5V電源指示燈點(diǎn)亮。 把實(shí)驗(yàn)板5上集成電路組成的頻率調(diào)制器單元（簡(jiǎn)稱566調(diào)頻單元）的電源開(kāi)關(guān)（K5）和集成電路組成的頻率解調(diào)器單元（簡(jiǎn)稱565鑒頻單元）的電源開(kāi)關(guān)（K1）都撥到ON位置，就接通了這兩個(gè)單元的±5V電源（相應(yīng)指示燈亮），

10、即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2自激振蕩觀察在565鑒頻單元的IN端先不接輸入信號(hào)，把示波器探頭接到A點(diǎn)，便可觀察到VCO自激振蕩產(chǎn)生的方波（峰-峰值4.5V左右）。3調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)的解調(diào) 先按實(shí)驗(yàn)十的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容獲得正弦調(diào)制的調(diào)頻方波（566調(diào)頻單元上開(kāi)關(guān)K1、K2接通，K3斷開(kāi)，K4接通）。為此，把低頻函數(shù)發(fā)生器（用作調(diào)制信號(hào)源）的輸出設(shè)置為：波形選擇正弦波，頻率1kHz，峰-峰值0.4V，便可在566調(diào)頻單元的OUT1端上獲得正弦調(diào)制的調(diào)頻方波信號(hào)。 把566調(diào)頻單元OUT1端上的調(diào)頻方波信號(hào)接入到565鑒頻單元的IN端，并把566調(diào)頻單元的Wl調(diào)節(jié)到最大（從而定時(shí)電阻RT最大），便可用雙蹤示波器的CH

11、1觀察并記錄輸入調(diào)制信號(hào)（566調(diào)頻單元IN端），CH2觀察并記錄565鑒頻單元上的A點(diǎn)波形（峰-峰值為4.5V左右的調(diào)頻方波）、B點(diǎn)波形（峰-峰值為40mV左右的1kHz正弦波）和OUT端波形（需仔細(xì)調(diào)節(jié)565鑒頻單元上的W1，可觀察到峰-峰值為4.5V左右的1kHz方波）。 調(diào)節(jié)565鑒頻單元上的W1，可改變565鑒頻單元OUT端解調(diào)輸出方波的占空比。4調(diào)制信號(hào)為方波時(shí)的解調(diào)當(dāng)調(diào)制信號(hào)為方波時(shí)，則上述的模擬調(diào)制/解調(diào)就成為數(shù)字調(diào)制/解調(diào)。為此，把低頻函數(shù)發(fā)生器（用作調(diào)制信號(hào)源）的輸出設(shè)置為：波形選擇方波，頻率100Hz，峰-峰值0.4V。然后把它作為調(diào)制信號(hào)加入到566調(diào)頻單元的IN端上，并把566調(diào)頻單元的OUT1端與565鑒頻單元的IN端相連，便可分別觀察566調(diào)頻單元OUT1端上的方波調(diào)制的調(diào)頻方波信號(hào)，565鑒頻單元上的解調(diào)輸出信號(hào)（B點(diǎn)）以及565鑒頻單元上的比較器31l的輸出信號(hào)（OUT）。五.數(shù)據(jù)記錄與處理 A調(diào)制部分：表1V5(V)2.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.8f(kHz)63.360.256.547.843.338.034.028.523.523.518.512.87.19B：解調(diào)部分：調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)調(diào)頻波形：A點(diǎn):B點(diǎn)： Out點(diǎn)：調(diào)制信號(hào)為方波時(shí)調(diào)頻波形：A點(diǎn)：B點(diǎn)：Out點(diǎn)：七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論