LM566组成的频率调制器和解调器

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称： 高频电路

实验名称： LM566组成的频率调制器和解调器

学院： 信息工程学院

姓名： 学号： 专业： 电子信息工程 班级： 实验地点 N509 实验时间： 2015 年 6 月 17 日 星期 3

实验报告提交时间： 2015年6月24日

1

一、实验目的 1．熟悉LM566单片集成电路的组成和应用。 2．掌握用LM566单片集成电路实现频率调制的原理和方法。 3．了解调频方波、调频三角波的基本概念。 4．了解正弦波调制的调频方波的解调方法。 5．了解方波调制的调频方波的解调方法。 二、实验原理： 1、LM566简介 LM566是一种积分-施密特触发电路型的单片集成VCO电路，其管脚排列和外部连接见图10-1。其中，⑧脚接正电源，①脚接负电源（或地），②脚悬空，③脚输出方波，④脚输出三角波，⑤脚接输入电压，⑥脚接定时电阻RT，⑦脚接定时电容CT。LM566的内部框图如图10-2所示。图中的幅度鉴别器实为施密特触发器，并设其正向触发电平为VSP，反向触发电平为VSM。当电容CT充电时，开关S1接通、S2断开，从而VCC经由RT、恒流源I0对CT形成恒流的充电回路。电容CT上电压V7线性上升，控制电压形成电路输出Vo为低电平。当V7达到VSP时，幅度鉴别器翻转，使控制电压形成电路输出Vo转换为高电平，引起开关S1断开、S2接通，从而恒流源I0全部流入A支路，即I6=I0。由于电流转发器的特点，使得I7≡I6，因而I7=I0，该电流由CT提供。于是电容CT经由电流转发器而放电，V7线性下降， Vo保持高电平不变。当V7达到VSM时，又引起幅度鉴别器翻转，使Vo转换为低电平，引起开关S1接通、S2断开，重新对CT充电„，波形如图10-3所示。 CTRTVCC输入VccRT8 7 6 58765LM566V7I0CS1LM5661 2 3 4TI6I7控制电压AB幅度鉴别器形成电流转发器VEE方波 三角波SVO2或接地输出输出1234 由于VCO的工作过程是用输入电压控制输出频率，因而其本质就是一个调频器。输入调制信号可加在⑤脚上，只是566输出的是调频方波或调频三角波（载波不是正弦波）而已。改变定时元件RT、CT可改变载波频率，其频率表达式为： 2

f2V8V5 RHzTCTV8， 式中，RT、CT如上所述，V5、V8是566R0BG0管脚⑤、⑧的对地电压。 -5VLEDC1C4 1K42LM8K57-5VOUT1R135666R3W1+5V+5V45C5OUT2R2+5VK1K2K3W2C3R5OUTINC2R4R6 2、LM566组成的频率调制器 R0BG0-5VLM566组成的频率调制器实验电路如图10-4所示。图中采用了LED+5V、﹣C15V两路直流电源，C4分别接到⑧脚、①脚上。CK41是定时电容，由开关K4控制其接入与否。1827R3与W1一起组成了定时K5-5V电阻，调节WR13LM566R3W1+5V1可改变定时电阻的数值。输入（⑤脚）有两种工作方式：一是静态工作（开关OUT16+5V45C5K3接通，K2断开），由⑤脚输入直流电压，输出为未调载波；OUT2R2+5调节VW2可改变载波频率（周期）。二是动态工作（开关K1、K2接通，K3断开），从IN端输入的调制信号，再与R6上分得的直流电压相叠加，一起加入到⑤脚上，从而输出为已调波。根据需要，K1可在K2OUT1K3端输出方波，OUT2端输出三角波，因而本实验输出 W2的是调频非正弦波。 C3R5INC2W43、LM 565组成的频率解调器电路 R6LM565组成的频率解调器实验电路如图11-2所示。其中，图10-4 566组成的频率调制器实验电路LM565部分如前所述， C7是定时电容，R6+W1是定时电阻。LM311是一个电压比较器，用来把LM565的⑺脚输出的三角波变换为方波。为此，把LM 565的⑺脚输出加到LM 311的一个输入端+5V（⑶脚）上，又把LM 565的⑹脚R0BG0C9R1LEDK1114输出的基准电压加到LM 311的另INC1-5V213+5V3LM12C8一输入端（⑵脚）上（用作比较411R2R3AR5556510C7电平），便可在LM311输出端6978R6+5V（OUT）得到已解调的方波信号。C2R4C3W1+5V调节W-5VR101可改变LM311的比较电R8C4R78652平，从而可调节OUT端输出方波C633117OUTB41的占空比。 C8R9-5V

3

三、实验仪器： 万用表 双踪示波器 AS1637函数信号发生器 低频函数发生器（用作调制信号源） 实验板5（集成电路组成的频率调制器单元） 四、实验内容和步骤：. A调制 1．实验准备 ⑴ 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 ⑵ 把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元右上方的电源开关（K5）拨到ON位置，就接通了5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 2．观察RT、CT对频率的影响（RT = R3+Wl、CT = C1） ⑴ 实验准备 ① K4置ON位置，从而C1连接到566的管脚⑦上； ② 开关K3接通，K1、K2断开，从而W2和C2连接到566的管脚⑤上； ③ 调W2使V5=3.5V（用万用表监测开关K3下面的测试点）； ④ 将OUT1端接至AS1637函数信号发生器的INPUT COUNTER来测频率。 ⑵ 改变W1并观察输出方波信号频率，记录当W1为最小、最大（相应地RT为最小、最大）时的输出频率，并与理论计算值进行比较，给定：R3 =3kΩ，W1=1kΩ，C1=2200pF。 ⑶ 用双踪示波器观察并记录当RT为最小时的输出方波、三角波波形。 ⑷ 若断开K4，会发生什么情况？最后还是把K4接通（正常工作时不允许断开K4）。 3．观察输入电压对输出频率的影响 ⑴ 直流电压控制（开关K3接通，K1、K2断开） 先把Wl调至最大（振荡频率最低），然后调节W2以改变输入电压，测量当V5在2.4V～4.8V变化（按0.2V递增）时的输出频率f，并将结果填入表1。 表1 V5(V) 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 f(kHz) 8.89.510.10.11.12.12.13.14.14.15.16.16.3 1 2 9 5 2 8 5 1 7 3 0 6 ⑵ 交流电压控制（开关K3断开，K1、K2接通，并仍将Wl调至最大） ① 将低频函数发生器输出的正弦波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号加入到本实验单元的IN 端，用双踪示波器的两路输入同时观察输入的调制信号（IN端）以及输出的调频方波信号（OUT1端）。同样，亦可在OUT2端观察到调频三角波。 顺便指出：由于是调频，两路信号不可能同时稳定，因而只能采用“要观察谁，就由谁同步”的方法。此外，在观察调频方波时，宜在波形稳定后，按下“×10 MAG”按钮，并移

4

动X位置把最前面的一个周期长度与最后面的一个周期长度作比较，发现两者不同，才表明是调频。 ② 将低频函数发生器输出的方波（频率f = 1kHz、Vp-p = 1.9V）作为调制信号，用双踪示波器再作观察和记录。 B解调 1．实验准备 ⑴ 在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上12V、5V电源指示灯点亮。 ⑵ 把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元（简称566 调频单元）的电源开关（K5）和集成电路组成的频率解调器单元（简称565鉴频单元）的电源开关（K1）都拨到ON位置，就接通了这两个单元的5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 2．自激振荡观察 在565鉴频单元的IN端先不接输入信号，把示波器探头接到A点，便可观察到VCO自激振荡产生的方波（峰-峰值4.5V左右）。 3．调制信号为正弦波时的解调 ⑴ 先按实验十的实验内容获得正弦调制的调频方波（566调频单元上开关K1、K2接通，K3断开，K4接通）。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择—正弦波，频率—1kHz，峰-峰值—0.4V，便可在566调频单元的OUT1端上获得正弦调制的调频方波信号。 ⑵ 把566调频单元OUT1端上的调频方波信号接入到565鉴频单元的IN端，并把566调频单元的Wl调节到最大（从而定时电阻RT最大），便可用双踪示波器的CH1观察并记录输入调制信号（566调频单元IN端），CH2观察并记录565鉴频单元上的A点波形（峰-峰值为4.5V左右的调频方波）、B点波形（峰-峰值为40mV左右的1kHz正弦波）和OUT端波形（需仔细调节565鉴频单元上的W1，可观察到峰-峰值为4.5V左右的1kHz方波）。 ⑶ 调节565鉴频单元上的W1，可改变565鉴频单元OUT端解调输出方波的占空比。 4．调制信号为方波时的解调 当调制信号为方波时，则上述的模拟调制/解调就成为数字调制/解调。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择—方波，频率—100Hz，峰-峰值—0.4V。然后把它作为调制信号加入到566调频单元的IN端上，并把566调频单元的OUT1端与565鉴频单元的IN端相连，便可分别观察566调频单元OUT1端上的方波调制的调频方波信号，565鉴频单元上的解调输出信号（B点）以及565鉴频单元上的比较器31l的输出信号（OUT）。 五、数据记录 V5(V) 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 f(kHz) 8.89.510.10.11.12.12.13.14.14.15.16.16.3 1 2 9 5 2 8 5 1 7 3 0 6

5

6

六、实验结论与讨论： 通过本次试验使我了解了调频和解调的全过程，并且知道了当调制信号为正弦波的时候解调出来的波形失真不大，但是当调制信号为方波时候解调出来的波形失真较大。所以说能否解调成功与调制信号有很大的关系。 指导教师批阅意见： 成绩评定： 预习 （20分） 操作及记录 （40分） 数据处理及结果分析（30分） 思考题（10分） 报告整体 印 象 总分 注： 1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

7