FM調制/解調電路的設計

　　摘要：本設計根據鎖相環原理，通過兩片CD4046搭接基本電路來實現FM調制/解調電路的設計，將調制電路的輸出信號作為解調電路的輸入信號，最終實現信號的調制解調。原理分析，我們得到的載波信號的電壓大于3V，最大頻率偏移5KHz，解調電路輸出的FM調制信號的電壓大于200mV可以看出我們的具體設計符合設計指標。

　　關鍵詞：鎖相環、調制、解調、濾波器

　　一、概述

　　FM調制電路將代表不同信息的信號頻率，搬移到頻率較高的頻段，以電磁波的方式將信息通過信道發送出去。FM解調電路將接收到的包含信息的高頻信號的頻率搬移到原信號所處的頻段。鎖相環是一種相位負反饋的自動相位控制電路，它廣泛應用于廣播通信、頻率合成、自動控制及時鐘同步等技術領域它是通過比較輸入信號的相位和壓控振蕩器輸出信號的相位，取出與這兩個信號的相位差成正比的電壓，并將該電壓該電壓作為壓控振蕩器的控制電壓來控制振蕩頻率，以達到輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等的目的。鎖相環主要由相位比較器、壓控振蕩器和低通濾波器三部分組成。調制電路還需要另設計一個高頻信號放大器和加法器。解調電路需要設計一個低通濾波器，來取出解調信號。

　　二、方案設計與分析

　　調頻是用調制信號直接線性地改變載波振蕩的瞬時頻率，即使載波振蕩頻率隨調制信號的失真變化而變化。其逆過程為頻率解調（也稱頻率檢波或鑒頻）。

　　本實驗是用CD4046數字集成鎖相環（PLL）來實現調頻/解調（鑒頻）的。

　　1.FM調頻電路原理圖（如圖1所示）

　　將調制信號加到壓控振蕩器（VCO）的控制端，使壓控振蕩器得輸出頻率（在自振頻率（中心頻率）上下）隨調制信號的變化而變化，于是生成了調頻波。

　　當載波頻率與自由振蕩頻率相近時，載波頻率與壓控振蕩器的振蕩頻率鎖定。低通濾波器只保證壓控振蕩中心振蕩頻率與載波頻率鎖定時所產生的相位誤差電壓通過，該電壓與調制信號同經加法器，用以控制壓控振蕩器的頻率，從而獲得與載波頻率具有同樣頻率穩定度的調頻波。