變容二極管調頻實驗
一、 實驗目的
1.進一步學習掌控把握掌控把握頻率調制相關課程課程理論。
2.掌控把握用變容二極管調頻振蕩器完成FM的方法。
3. 理解靜態調制特性、動態調制特性概念和測量試驗方法。
二、實驗使用儀表器具
1．變容二極管調頻
電子回路實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實驗基礎原理與電子回路
1. 變容二極管調頻原理
變容二極管的調頻原理可用圖6-1說明。由變容二極管的電容
和電感
構成
振蕩器的諧振電子回路，其諧振頻率近似為
。在變容二極管上加一固定的反向直線DC偏壓Ｕ
和調制電壓（V）
（圖ａ），則變容二極管電容量（KV）
將隨
改變，經過二極管的變容特性（圖ｂ）可以找出電容Ｃ隨時間的改變彎彎曲線（圖ｃ）。此電容Ｃ由兩部分構成，一部分是
為固定值；另一部分是
為改變值，
是改變部分的幅度，則有
＝
十
將
代入
的公式，化簡整理可得
式中
=
是
時，由Ｌ和固定電容
所決定的諧振頻率，稱為中心頻率，
。
是頻率的改變部分，而
是改變部分的幅值，稱為頻偏。式中的負號表示當線路電容多加時，頻率是減小的。我們還可經過圖6-1（ｃ）及圖（ｄ）（
固定，
與
成反比彎彎曲線）找出頻率和時間的關系。對比圖（a）及圖（e），可見頻率
是在隨調制電壓（V）
而變，從而完成了調頻。
從圖6-1可以看出，由于
和
兩條彎彎曲線并不是成正比的，最后得到的
彎彎曲線形狀將不與
彎彎曲線完全一致，這就意味著調制失真，失真的程度不僅與變容二極管的變容特性有關，而而且還決定于調制電壓（V）的大小。顯然，調制電壓（V）愈大，則失真愈大。為了減小失真，調制電壓（V）不宜過大，但也不宜太小，因為太小則頻移太小。實際上應兼顧二者，一般取調制電壓（V）比偏壓小一半多，即
。
圖6-1 變容二極管調頻原理
3. 變容二極管調頻實驗電子回路
變容二極管調頻實驗電子回路如圖7-2。
圖7-2 變容二極管調頻實驗電子回路
四、實驗內容
1．變容二極管調頻靜態調制特性測量試驗。
2．變容二極管調頻動態調制特性測量試驗。
3．變容二極管的Cj～V特性彎彎曲線的測量（選作）。
五、實驗步驟
1．變容二極管調頻靜態調制特性測量試驗
在實驗箱主板上插上
變容二極管調頻實驗電子回路模型塊。接通實驗箱上電源開關，電源指標燈點亮。
斷開J2，連接J1。調節電位器RW1，在測量試驗點TP2測電壓（V）為+5V，即變容二極管的反向偏壓為-5V。
連接J1、J2。調節微調電容CV1，電位器RW2、RW3在TP3得到頻率為10.7MHz的最大不失真正弦信號（頻率由OUT端測量試驗）。
調節RW1，改變變容二極管兩端的反向電壓（V）V
D，測量變容二極管調頻實驗電子回路的輸出頻率，得到變容二極管調頻靜態調制特性。
表7-1變容二極管調頻靜態調制特性
（2）變容二極管調頻動態調制特性測量試驗
先把電容耦合相位鑒頻器模型塊插入實驗箱主板上，接通電源，使鑒頻器作業于正常狀態，即鑒頻特性是：中心頻率為10.7MHz、上下頻偏及幅度對稱的S形彎彎曲線 。
以實驗箱上的函數發生器作為音頻調制信號源，輸出頻率
f =1kHz、峰-峰值
Vp-p=2V左右（用示波器監測）的正弦波。
把實驗箱上的函數發生器輸出的音頻調制信號加入到變容二極管調頻實驗電子回路模型塊IN1 端， 在變容二極管調頻實驗電子回路模型塊OUT端上查看到FM波。
把調頻器單元的調頻輸出端連接到鑒頻器單元的寫入端上，便可在鑒頻器單元的OUT端上查看到經解調后的音頻信號。
改變調制信號的頻率和相位，查看鑒頻器單元的OUT端上 經解調后的音頻信號。
需要指出的是，動態調制特性（實為調頻特性）的本義是：調頻器的輸出頻偏與寫入電壓（V）之間的關系彎彎曲線。這里，用相位鑒頻器作為頻偏儀。只要相位鑒頻器的鑒頻線性足夠好，就可以鑒頻器的輸出電壓（V）代替鑒頻器寫入頻偏（兩者之間相差一個系數），本實驗即為此。
（3）變容二極管的Cj～V特性彎彎曲線的測量（選作）
六、實驗報告要求
1．按照實驗數值，在坐標紙上畫出靜態調制特性彎彎曲線，求出其調頻感知度，說明彎彎曲線斜率受哪些因素的影響。
2．畫出動態調制特性彎彎曲線。
3．繪出變容二極管的Cj～V特性彎彎曲線。
4．總結由本實驗所獲取的體會。
