无 43 孙忆南 2004011007
设计指标与要求：
使用 MC1496 设计正交鉴相鉴频器，能够解调50mV e.m.f，调制信号1kHz，频偏20kHz，载频为1.709MHz 的调频信号，对于寄生调幅的抑制没有要求。提供的主要器件为MC1496，LM741，10x10 型50uH中周。 一、 实验目的：
申利英
1． 加深对相乘器工作原理的认识；
2． 掌握正交鉴相鉴频器的工程设计方法；
3． 掌握用频率特性测试仪调试移相网络和鉴频特性曲线的方法。
二、 正交鉴频器的电路设计
2．1 正交鉴频器的工作原理
常见的鉴频器有双失谐鉴频器，比例鉴频器，正交鉴相鉴频器等。其核心都是将调频波转化为调频调幅波或调频调相波。其中，正交鉴相鉴频器性能较好，便于集成化，应用逐渐广泛，其他两种形式一般只在过去的分立元件电路中应用。
正交鉴相鉴频器由移相网络和鉴相器构成。
2．2 移相网络
使用 LC 谐振回路构成的移相网络。如图1 所示。
图 1 图2
由电路分析，可以知道：常数，，完成了调频波到调频调相波的转换。
由 换热器清洗f0 =1.704MHz，L = 50μH，计算得到C1 ≈170 pF 。取C2=8.2pF。
2．3 鉴相器
采用模拟相乘器构成。常用的模拟相乘器有LM1496。内部电路见图2。LM1496 内部没有偏置电路，需要外接，偏置电路见图3。Q9,Q8,Q7 构成镜像电流源，由5脚设置工作电流，一般为1mA。外接电阻。1，4脚经小电阻接地，电位为0。8，10脚接到R9,R14分压，电位为+6V。输出端负载电阻取3.3K，电位约为8.7V。由此，可以判断各个晶体管均工作在放大区。2,3脚之间为增益调整电阻，取1K，为中等的增益。
图3
2．4 移相网络和鉴相器的连接
对于 LM1496，1,4脚的输入阻抗较高，8,10脚的输入阻抗较低，因此将移相网络的输出接至1,4脚，这样对于移相网络的Q值影响较小。由于乘法器的每个端均为双端平衡输入，因此将8脚，4脚交流接地，转为单端输入。1,4脚的输入利用了L1作为直流通路，避免了较小的偏置电阻R3的影响。
2．5 低放和电源
低放采用LM741接成差分放大器的形式，和LM1496 采用直流耦合，这样便于调试鉴相器的平衡。低放输入端采用简单的一阶RC滤波，截止频率为
低放的增益取为5倍，较低，以保证足够的动态范围。
电源采用7808三端稳压器，产生+8V 电压，供运放使用。该三端稳压器也可不用，使运放使用+12V，-8V 的不平衡的供电也是可以的。
三、电路调试与测试结果
3．1 调节W1，W2 使相乘器两输入端直流平衡。
3．2 调相移网络相移90度。
(1) 粗调：用扫频仪观察移相网络的谐振特性，调节L1使得谐振频率为中频频率。必要时，调整谐振电容C1的容量。实验中，加大C1至220pF。
(2) 细调：用信号发生器输入载频中心频率，细调L1，使运放输出电压为0，不经输出耦合电容。
3．3 测量鉴频器S 曲线
测试方法：(1) S 曲线图形：使用扫频仪测量。
(2) 零点频率，上下峰点频率、幅度：使用信号发生器和数字万用表点频法测量。
(3) 最大不失真频偏，使用信号发生器输出调频波，用示波器观察鉴频输出。
测量(2)(3)两项：信号发生器输出幅度为50mv e.m.f
3．3．1 移相网络不并联电阻，R4 为无穷大。
零点频率：1.704MHz疲劳驾驶预警系统
汽车油箱结构
上峰点频率，幅度：1.734MHz, 3.17V
下峰点频率，幅度：1.684MHz, -3.07V面膜仪
最大不失真频偏：17kHz
鉴频灵敏度：158mV/kHz
3．3．2 移相网络并联10K 电阻，R4=10K。
零点频率：1.701MHz
上峰点频率，幅度：1.751MHz, 1.63V
下峰点频率，幅度：1.659MHz, -1.61V
最大不失真频偏：34kHz
鉴频灵敏度：38mV/kHz
3．3．3 为了满足设计要求：能无失真解调频偏20kHz信号。调整R4=18K。取得较好的效
果。
零点频率：1.704MHz
上峰点频率，幅度：1.745MHz 2.07V
下峰点频率，幅度：1.663MHz, -2.05V
最大不失真频偏为25kHz
鉴频灵敏度：73mV/kHz
3．3．槭叶铁线莲4 调整移相网络参数，使得中频频率处的相移不为90 度。
对两种情况进行了实验：
(1) 减小C 20pF，使移相网络谐振频率偏移中频较大。不加回路阻尼电阻R4，测得零点频率1.784MHz；上峰点频率，幅度：1.809MHz, 3.31V；下峰点频率，幅度：1.761MHz, -3.12V。S 曲线在频率上发生偏移，形状基本不变。加入1.704MHz的调频信号，因为完全处在S 曲线的外侧，输出波形很小，且有失真。
(2) 微调L1，使谐振频率略有偏移。零点频率：1.710MHz，上峰点频率：1.739MHz，下峰点频率：1.690MHz。加入1.704MHz 的调频信号，并从零开始加大频偏，当频偏较小时，输出波形基本无失真，但是明显的叠加一个直流分量，这是因为载频已经偏离了S 曲线的对称中心。频偏加大后，由于单侧已经达到S曲线的峰顶，所以波形发生不对称的失真，最大不失真频偏为7.5KHz，明显减小。
3．3．5 解调信号输出
谐振回路并联18kHz调Q电阻。输入为解调50mV e.m.f，调制信号1kHz，频偏20kHz，载
频为1.704MHz 的调频信号。输出波形如下图：
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