第6章-角度调制及解调电路2

1、6.2 调频电路调频电路 调频的调频的两种实现方法两种实现方法 间接调频间接调频直接调频直接调频6.2.1 调频电路概述调频电路概述 一、直接调频和间接调频一、直接调频和间接调频1直接调频直接调频 (1) (1)定义：用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，定义：用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。使其不失真地反映调制信号的变化规律。 (2)(2)被控的振荡器被控的振荡器 LCLC振荡器和晶体振荡器（产生调频正弦波）；振荡器和晶体振荡器（产生调频正弦波）； 张弛振荡器（产生调频非正弦波，可通过滤波等张弛振荡器（产生调频非正弦波，可通过滤波等方式将调频非正弦波变换

2、为调频正弦波）。方式将调频非正弦波变换为调频正弦波）。 (1) (1)定义：通过调相实现调频的方法定义：通过调相实现调频的方法 (2)(2)方法：根据调频与调相的内在联系，将调方法：根据调频与调相的内在联系，将调制信号进行积分，用其值进行调相，便得到所需的制信号进行积分，用其值进行调相，便得到所需的调频信号。调频信号。 2间接调频间接调频二、调频电路的性能要求二、调频电路的性能要求 1.调频特性调频特性 (1)定义：描述瞬时频率偏移定义：描述瞬时频率偏移 f (= f - - fc) 随调制电压随调制电压v 变化的特性。变化的特性。 (2)特性：如图所示。特性：如图所示。 (3)要求：在特定调

3、制电压要求：在特定调制电压范围内是线性的。范围内是线性的。 2. .调频灵敏度调频灵敏度 (1)定义：原点上的斜率定义：原点上的斜率 0Fd)(d vvfS单位为单位为 Hz/V 3 3.中心频率准确度和稳定度中心频率准确度和稳定度 接收机正常接收所必须满足的一项重要性能指标，接收机正常接收所必须满足的一项重要性能指标，否则，调频信号的有效频谱分量就会落到接收机通频带否则，调频信号的有效频谱分量就会落到接收机通频带以外，造成信号失真，并干扰邻近电台信号。以外，造成信号失真，并干扰邻近电台信号。 6.2.2 变容二极管实现直接调频变容二极管实现直接调频一、工作原理及其性能分析一、工作原理及其性能

4、分析 1.工作原理工作原理 把电容或电感量受调制信号控制的把电容或电感量受调制信号控制的可变电抗器件可变电抗器件接入接入LC振荡回路中，便可实现调频。振荡回路中，便可实现调频。 2.可变电抗器件的种类可变电抗器件的种类 (1)(1)驻极体话筒或电容式话筒驻极体话筒或电容式话筒。作为可变电容器。作为可变电容器件，用在便携式调频发射机中，可件，用在便携式调频发射机中，可将声波的强弱变化将声波的强弱变化转换为电容量的变化转换为电容量的变化。将它将入振荡回路当中，就可。将它将入振荡回路当中，就可直接产生瞬时频率按讲话声音强弱变化的调频信号。直接产生瞬时频率按讲话声音强弱变化的调频信号。 (2)(2)铁

5、氧化磁芯绕制的线圈铁氧化磁芯绕制的线圈。作为可变电感器件，作为可变电感器件，用在扫频图示测量仪中，改变通过附加线圈的电流来用在扫频图示测量仪中，改变通过附加线圈的电流来控制磁场的变化，就能使磁芯的导磁率变化，从而使控制磁场的变化，就能使磁芯的导磁率变化，从而使主线圈的电感量变化。主线圈的电感量变化。 (3)(3)变容二极管变容二极管。利用反偏工作利用反偏工作PNPN结呈现的势垒结呈现的势垒电容而构成，是目前最广泛应用的可变电抗器件。具电容而构成，是目前最广泛应用的可变电抗器件。具有工作频率高、固有损耗小和使用方便等优点。有工作频率高、固有损耗小和使用方便等优点。 1变容管作为振荡回路总电容的直

6、接调频电路变容管作为振荡回路总电容的直接调频电路(1)(1)原理电路原理电路 为为 LC 正弦振荡器中的谐振回路。正弦振荡器中的谐振回路。 osc 0 =j1LC (2)(2)性能分析性能分析 归一化调频特性曲线方程归一化调频特性曲线方程 已知变容管结电容已知变容管结电容 Cj 随外加电压随外加电压 v 变化的变容特性变化的变容特性nVvCvC)/1()0()(Bjj- - VB PN 结的内建电位差，结的内建电位差， Cj(0) v = 0 时的时的结电容结电容， n 变容指数变容指数，其值取决于，其值取决于 PN 结的的工艺结构，结的的工艺结构，在在 1/3 到到 6 之间。之间。 Cj

7、变容管的结电容，与变容管的结电容，与 L 共同构共同构成振荡器的振荡回路，振荡频率近似等于成振荡器的振荡回路，振荡频率近似等于回路的谐振频率，即回路的谐振频率，即 变容管由变容管由PN结组成，其性能受温度影响较大，为结组成，其性能受温度影响较大，为减少这种影响，可采用部分接入电路。减少这种影响，可采用部分接入电路。2变容管部分接入振荡回路的直接调频电路变容管部分接入振荡回路的直接调频电路 (1) (1)原理电路原理电路 图所示图所示的的变容管部分接入变容管部分接入( (Cj 先和先和 C2 串接，再和串接，再和 C1 并接并接) )的振荡回路。的振荡回路。 (2)(2)性能分析性能分析回路总电

8、容为回路总电容为j2j21CCCCCC nxCC)( 1jQj代入，则代入，则Qj2Qj211CxCCCCCn)( L1 高频扼流圈高频扼流圈，对高频相当于开路，对直流和，对高频相当于开路，对直流和调制频率近似短路。调制频率近似短路。C2高频滤波电容高频滤波电容，对高频接近短路，对调制频，对高频接近短路，对调制频率接近开路。率接近开路。二、电路组成二、电路组成 条件：控制电路的接入既能将条件：控制电路的接入既能将 VQ 和和 v 加到变容加到变容管上，又不影响振荡器的正常工作。管上，又不影响振荡器的正常工作。C1隔直电容。隔直电容。对高频接近短路，对调制频率接对高频接近短路，对调制频率接近开路

9、，使近开路，使 VQ 和和 v 能有效地加到变容管上。能有效地加到变容管上。 结论结论 (1)(1)对于高频，由于对于高频，由于 L1 开路、开路、C2 短路，因而是由短路，因而是由 L 和和 Cj 组成的振荡电路，不受控制电路影响。组成的振荡电路，不受控制电路影响。 (2)(2)对于直流和调制频率，对于直流和调制频率，C1 阻断，因而阻断，因而 VQ 和和 v 可有效地加到变容管上，不受振荡回路影响。可有效地加到变容管上，不受振荡回路影响。 实际电路：实际电路： 中心频率为中心频率为 140 MHz 的变容管直接调频电路。的变容管直接调频电路。 Cj 为振荡器总电容；忽略一些影响不大的元件。为振荡器总电容；忽略一些影响不大的元件。 电路的电路的高频通路、变容管的直流通路高频通路、变容管的直流通路和和调制信号调制信号通路通路。 变容管部分接入的电容变容管部分接入的电容三点式振荡器，其中，三点式振荡器，其中， L、C3、C4、C5、Cj 组成的回路组成的回路应呈感性。在变容管控制电应呈感性。在变容管控制电路中，路中，VQ 是由是由 9 V 电源经电源经 56 k 和和 22 k 的电阻分压的电阻分压后供给的。后供给的。v (t) 经经 47 F 隔隔直电容和直电容和 47 H 高频扼流圈高频扼流圈加到变容管上，并