實(shí)驗(yàn)七調(diào)頻與解調(diào)實(shí)驗(yàn)

鎖相環(huán)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)壓控振蕩器調(diào)頻（FM）鎖相環(huán)（PLL）FM解調(diào)武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院

實(shí)驗(yàn)六一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握用LM565實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)的原理及其應(yīng)用。1.熟悉單片VCO集成電路LM566的組成和應(yīng)用。2．掌握LM566（VCO）實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制（FM）的原理和應(yīng)用。3．熟悉單片PLL集成電路LM565的組成和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求

用集成壓控振蕩器實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制、用集成鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)，具體要求是：①頻率調(diào)制FM電路技術(shù)指標(biāo)：載波頻率：50KHZ-100KHZ調(diào)制頻率：1KHZ-3KHZ（信號(hào)發(fā)生器提供）最大頻偏：Δfm≥±20KHZ輸出電壓幅度：>0.5Vp-p電源電壓：±5V②調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器技術(shù)指標(biāo)：載波頻率：50KHZ-100KHZ解調(diào)輸出信號(hào)幅度>1Vp-pLM566的構(gòu)成

LM566是一種積分-施密特觸發(fā)型的單片集成VCO電路，為雙列直插8引腳集成電路芯片，其管腳排列圖1。各引腳功能分別是：①腳接負(fù)電源（或地）②腳懸空③腳輸出方波④腳輸出三角波⑤腳VCO控制電壓⑥腳接定時(shí)電阻RT⑦腳接定時(shí)電容CT⑧腳接正電源

LM566單片集成VCO的內(nèi)部電路框圖如圖所示。

由566的內(nèi)部電路可知，LM566主要有電流轉(zhuǎn)換器、幅度鑒別器（實(shí)際為施密特觸發(fā)器）和控制電壓形成電路三部分構(gòu)成。工作過程：電源接通后，VCC經(jīng)由RT、恒流源I0與S1（此時(shí)S1接通、S2斷開）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（正向觸發(fā)電平）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，使S1斷開、S2接通，恒流源的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I7=I6，因而I7=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（反向觸發(fā)電平）時(shí)，又引起幅度鑒別器翻轉(zhuǎn)，使Vo轉(zhuǎn)換為低電平，引起開關(guān)S1接通、S2斷開，重新對(duì)CT充電…放電…從而形成振蕩。由于VCO的工作過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。改變定時(shí)元件RT、CT可改變載波頻率，其頻率表達(dá)式為：V5、V8是566管腳⑤、⑧的對(duì)地電壓由LM566組成的頻率調(diào)制器實(shí)際電路構(gòu)成如圖所示。實(shí)驗(yàn)電路采用了+5V、﹣5V直流電源，分別接到⑧腳、①腳上。C1是定時(shí)電容，由開關(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（⑤腳）有兩種工作方式：一是靜態(tài)工作（開關(guān)K3接通，K2斷開），由⑤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（開關(guān)K1、K2接通，K3斷開），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⑤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。LM566組成的頻率調(diào)制器電路

LM565的簡(jiǎn)介

LM565是一塊工作頻率低于1MHz的通用單片集成鎖相環(huán)路，其封裝與引腳如圖所示。它為雙列直插14腳集成電路。各腳功能分別是：LM565工作頻率范圍為0.001Hz—500KHz，電源電壓為±5—±12V，鑒頻失真低于0.2%，最大鎖定范圍為±60%，輸入電阻為10K，典型工作電流為8mA。主要用于FSK解調(diào)、單音解碼、寬帶FM解調(diào)、數(shù)據(jù)同步、倍頻與分頻等方面LM565的簡(jiǎn)介

LM565其內(nèi)部電路組成框圖與典型外部連接如圖所示。由圖可見，它包括鑒相器（PD）、放大器（A）和壓控振蕩器（VCO）三個(gè)部分。鑒相器為雙平衡模擬相乘電路鑒相器有兩路輸入：一路是外加的FM/RF差分輸入（⑵、⑶腳），另一路來自于VCO輸出（⑷腳）經(jīng)由⑸腳加入PD。通常，它可直接把兩者分開，目的是便于插入分頻器，以用于頻率合成器。本實(shí)驗(yàn)中可將⑷、⑸兩腳短接。鑒相器輸出加到放大器（A）上，放大器的集電極負(fù)載R（典型值為3.6kO）與⑺腳的外接點(diǎn)容C一起組成了環(huán)路濾波器。接到⑻、⑼腳的定時(shí)電阻RT、定時(shí)電容CT則決定了VCO的輸出振蕩頻率。⑹腳提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓輸出。正電源接到⑽腳，負(fù)電源接到⑴腳，⑾～⒁腳皆為空腳。

由于鎖相環(huán)系統(tǒng)中的中心頻率f0等于調(diào)頻信號(hào)的載頻，這樣會(huì)引起壓控振蕩器輸出與輸入信號(hào)間產(chǎn)生不同的相位差，從而在壓控振蕩器輸入端產(chǎn)生與輸入信號(hào)頻率變化相應(yīng)的電壓變化，這個(gè)變化電壓即為鎖相環(huán)