变容二极管最新PPT课件

1、变容二极管最新 变容二极管调频器与相位鉴频器实 验 变容二极管最新 一、实验要解决的问题一、实验要解决的问题 1.掌握变容二极管调频器的电路结构掌握变容二极管调频器的电路结构 与电路工作原理与电路工作原理 2.掌握调频器的调制特性及其测量方掌握调频器的调制特性及其测量方 法法 变容二极管最新 调频分为: 1.直接调频 2.间接调频 两大类 变容二极管最新 直接调频 利用利用调制信号直接控制直接控制振荡器的振荡频率，的振荡频率， 使其按调制信号的变化规律变化，称为使其按调制信号的变化规律变化，称为 直接调频。 要控制要控制载波振荡器的振荡频率，就要用调的振荡频率，就要用调 制信号去控制决定制信号

2、去控制决定载波振荡器振荡频率的振荡频率的 元件或电路的参数，从而使载波振荡器元件或电路的参数，从而使载波振荡器 的瞬时频率按调制信号变化规律线性变的瞬时频率按调制信号变化规律线性变 化，实现直接调频。化，实现直接调频。 变容二极管最新 在LC振荡器中，决定振荡器频率的主要元，决定振荡器频率的主要元 件是件是LC振荡器回路的电感振荡器回路的电感L和电容和电容C。 在RC振荡器中，决定振荡频率的主要元件，决定振荡频率的主要元件 是电阻是电阻R和电容和电容C。 因此根据调频的特点，用调制信号去控制因此根据调频的特点，用调制信号去控制 可控电感、电容或电阻的数值就能实现可控电感、电容或电阻的数值就能实

3、现 调频。调频。 变容二极管最新 变容二极管直接调频电路 变容二极管是根据是根据PN结的结电容随反向电压变结的结电容随反向电压变 化而变化的原理而设计与工作的。化而变化的原理而设计与工作的。 在施加反向偏压时，在施加反向偏压时，变容二极管变容二极管呈现较大的结电呈现较大的结电 容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压变容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压变 化。化。 利用变容二极管的这一特性，将变容二极管接到利用变容二极管的这一特性，将变容二极管接到 振荡器的振荡回路中，作为振荡器的振荡回路中，作为可控电容元件，则，则 回路的电容量会随调制电压变化，从而改变振回路的电容量会随调制电压变化，从而

4、改变振 荡频率，达到调频的目的。荡频率，达到调频的目的。 变容二极管最新 变容二极管实际上是一个电压控制的可变变容二极管实际上是一个电压控制的可变 电容元件。当外加反向偏置电压变化时，电容元件。当外加反向偏置电压变化时， 变容二极管变容二极管PN结的结电容会随之改变，结的结电容会随之改变， 其变化规律如图所示其变化规律如图所示。 0 C u Co j 变容二极管最新 直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振是用调制信号直接控制振 荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信 号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号。号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号。 可

5、 电 变 抗 低 信 控 频 号 制 调 信 频 号 谐振回路 变容二极管最新 若若载波信号是由是由LCLC自激振荡器产生，则振自激振荡器产生，则振 荡频率主要由振荡回路的电感和电容元荡频率主要由振荡回路的电感和电容元 件决定。件决定。 因而，只要用因而，只要用调制信号去控制振荡回路的去控制振荡回路的 电感和电容，就能达到控制振荡频率的电感和电容，就能达到控制振荡频率的 目的。目的。 若在若在LCLC振荡回路上并联一个振荡回路上并联一个变容二极管， 如图所示，并用调制信号电压来控制变如图所示，并用调制信号电压来控制变 容二极管的电容值，则振荡器的输出频容二极管的电容值，则振荡器的输出频 率将随

6、调制信号的变化而改变，从而实率将随调制信号的变化而改变，从而实 现了现了直接调频的目的。的目的。 变容二极管最新 变容二极管最新 BG401为电容三点式振荡器，产生为电容三点式振荡器，产生10MHz的载波的载波 信号。信号。 变容二极管变容二极管D401和C403构成振荡回路电容的一部构成振荡回路电容的一部 分，分， 直流偏置电压通过通过R427、W401、R403和和L401加至变加至变 容二极管容二极管D401的负端，的负端， C402为变容二极管的交流通路，为变容二极管的交流通路， R402为变容二极管的直流通路，为变容二极管的直流通路， L401和R403组成隔离支路，防止载波信号通过

7、电组成隔离支路，防止载波信号通过电 源和低频回路短路。源和低频回路短路。 变容二极管最新 低频信号从输入端从输入端J401输入，通过变容二极管输入，通过变容二极管 D401实现直接调频，实现直接调频，C401为耦合电容，为耦合电容， BG402对调制波进行放大，通过对调制波进行放大，通过W402控制调制控制调制 波的幅度，波的幅度， BG403为射级跟随器，以减小负载对调频电路的为射级跟随器，以减小负载对调频电路的 影响。影响。 从输出端从输出端J402或或TP402输出输出10MHz调制波，通过调制波，通过 隔离电容隔离电容C413接至频率计；接至频率计； 用示波器接在用示波器接在TP402

8、处观测输出波形，目的是减处观测输出波形，目的是减 小对输出波形的影响。小对输出波形的影响。 变容二极管最新 电容耦合双调谐回路相位鉴频器 相位鉴频器的组成方框图如示。图中的线性移相位鉴频器的组成方框图如示。图中的线性移 相网络就是频相网络就是频相变换网络，它将输入调频信相变换网络，它将输入调频信 号号u1 的瞬时频率变化转换为相位变化的信号的瞬时频率变化转换为相位变化的信号 u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检，然后与原输入的调频信号一起加到相位检 波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实 现了鉴频的目的。现了鉴频的目的。 1 线性移相网络相位检波

9、器 u o2 u u 变容二极管最新 图图中中的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频 器。这种鉴频器的器。这种鉴频器的相位检波器部分相位检波器部分是由两个包是由两个包 络检波器组成，络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。络采用耦合回路。 为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通 常都接成平衡和差动输出。常都接成平衡和差动输出。 耦合回路包络检波器 耦合回路 包络检波器 + - - 叠加型相 位检波器 o u 2 u 1 u 2 u 1 u 变容二极管最新 它是由调频调相变换器和相位检波器两部分所组 成。调频调相变换器实

10、质上是一个电容耦合双 调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电 容Cp耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级 调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路 均调谐在输入调频波的中心频率fc上，二极管D1、 D2和电阻R1、R2分别构成两个对称的包络检波器。 L L Cm C D D R R C L C C D D C + _ Cp R3 + - u1 C1 uo 1 2 2 2 5 1 1 2 + - u 2 2 + - u 2 2 m 2 2 1 2 u1 + - + - 5 2 2u 变容二极管最新 J403为相位鉴频器调制波的输入端，为相位鉴频器调制波的输入端， C414提供合适

11、的容性负载；提供合适的容性负载； BG404和和BG405接成共集接成共集共基电路，以提高共基电路，以提高 输入阻抗和展宽频带，输入阻抗和展宽频带， R418、R419提供公用偏置电压，提供公用偏置电压， C422用以改善输出波形。用以改善输出波形。 BG405集电极负载以及之后的电路在原理分集电极负载以及之后的电路在原理分 析中都已阐明，这里不再重复。析中都已阐明，这里不再重复。 变容二极管最新 变容二极管最新 1.将切换开关将切换开关K401的的1-2接点短接，调整电位器接点短接，调整电位器 W401使变容二极管使变容二极管D401的负极对地电压为的负极对地电压为+2V， 并观测振荡器输出

12、端的振荡波形与频率。并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。 2.调整线圈调整线圈L402的磁芯和可调电阻的磁芯和可调电阻R404，使，使R407 两端电压为两端电压为2.50.05V（用直流电压表测量），（用直流电压表测量）， 使振荡器的输出频率为使振荡器的输出频率为100.02MHz。 3.调整电位器调整电位器W402，使输出振荡幅度为，使输出振荡幅度为 1.6 VP- P。 。 变容二极管最新 变容二极管静态调制特性的测量 输入端输入端J401无信号输入时，改变变容二极管无信号输入时，改变变容二极管 的直流偏置电压，使反偏电压的直流偏置电压，使反偏电压Ed在在0-5.5V 范围内变化，分两种

13、情况测量输出频率，范围内变化，分两种情况测量输出频率， 并填入下表。并填入下表。 变容二极管最新 相位鉴频器鉴频特性的测试 1.相位鉴频器的调整：相位鉴频器的调整： 扫频输出探头接扫频输出探头接TP403，Y输入用开路探头接输入用开路探头接 TP404， 使用内频标观察和调整使用内频标观察和调整10MHz鉴频鉴频S曲线，可调曲线，可调 器件为器件为L406，T401，C426，C428，C429 五个元件。五个元件。 其主要作用为：其主要作用为： C428 调中心调中心10MHz至至X轴线。轴线。 C426 调上下波形对称。调上下波形对称。 C429 调中心调中心10MHz附近的的线性。附近的的线性。 变容二极管最新 2.鉴频特性的测试 使载波发生器模块输出载波频率使载波发生器模块输出载波频率10MHz, 幅幅 度度0.4 VP-P，接入输入端，接入输入端TP403，用直流电，用直流电 压表测量输出端压表测量输出端TP405对地电压（若不为对地电压（若不为 零，可略微调零，可略微调T401和和C428，使其为零），使其为零）， 然后在然