高频电子电路62

VCO的特点：瞬时频率随外加控制信号的变化而变化。

VCO式中：U为振荡信号的振幅，

:当

时的振荡频率，k

f为:VCO控制灵敏度。

6.3.2压控振荡器直接调频电路

用调制信号电压控制振荡回路的参数，如回路电容C或回路电感L，并使振荡频率ω正比于所加调制信号电压，即可实现调频。

在直接调频法中常采用压控振荡器（VoltageControlOscillator）作为频率调制器来产生调频信号。VCO中最常用的压控元件：变容二极管

由晶体管和场效应管组成的电抗电路。

压控振荡器直接调频：优点：可获得较大频偏.缺点：中心频率稳定性差，常采用自动频率微调（automaticfrequencycontrol，AFC）电路来克服载频偏移。休息1休息2通常有：，压控振荡器的输出信号即为调频信号。11.变容二极管

为利用PN结的电容，PN结应工作在反向偏置状态.6.3.3变容二极管直接调频电路

（VaractordiodedirectFM）PN结反向偏置时，结电容会随外加反向偏压而变化，而专用的变容二极管，是经过特殊工艺处理（控制半导体的掺杂浓度和掺杂的分布）使势垒电容能灵敏地随反向偏置电压的变化而呈现较大变化的压控变容元件。结电容Cj与反偏电压uR的关系：式中Co：

时的电容值（零偏置电容）反向偏置电压，UD：PN结势垒电位差。

γ

：结电容变化指数，通常γ=1/2—1/3.可以看出C

j与uR之间是非线性关系，即变容二极管属于非线性电容，这种非线性电容基本上不消耗能量，产生的噪声量级也较小，是较理想的高效率，低噪声非线性电容。休息1休息2变容二极管是利用半导体PN结的结电容随反向电压变化这一特性而制成的一种半导体二极管。它是一种电压控制可变电抗元件。2设在变容二极管上加一个静态工作电压Uo和一个单频调制信号

，则结反偏电压：

而结电容：

其中：

为静态工作点的结电容。

表示结电容调制深度的调制指数。

休息1休息2CjuRUQuRtCjtCjQ3为了突出调频性能的分析，下图只画出了它的高频交流等效电路，没有画出直流馈电电路，

2.变容二极管直接调频的原理电路

图中；C3为高频偶合电容，C4为偶合隔直电容，LD为高频扼流圈，阻止高频电流经过调制信号源,使其旁路，右图为振荡器交流等效电路，Cj与振荡器回路并联，R1，R2为Cj的偏置电路，为Cj提供静态直流偏压

，而二极管的反偏电压为：

休息1休息2+uR-LCjC1C2VTLCjC1C2VTLDC3C4ECR2+uΩ-R1+Uo-4则由上电路可知，振荡频率为：

;而

为了简化电路分析，如果设：，则有

所以：有

其中：

为未加调制信号（）时的振荡频率，3．

调频性能分析即为调频振荡器的中心频率。讨论：1设γ=2即满足线性调频。

2

当则

LC1C2CjVT+uR-（利用级数展开忽略高次项，

可近似为：

（2）

：调频波的最大角频率偏移（3）

：调频波产生二次谐波失真二次谐波失真的最大角频率偏移其中：（1）

：调频波会产生中心频率偏移休息1休息256.4调频波的解调原理及电路

6.4.2相位鉴频器

6.4.3比例鉴频器

6.4.1鉴频方法及其实现模型

6调频信号的解调是从调频波 中恢复出原调制信号过程，完成调频波解调过程的电路称为频率检波器第一种方法，将调频波通过频率—幅度线性变换网络，将调频波变换成调频—调幅波，再通过包络检波器检测出反映幅度变化的解调电压。把这种鉴频器称为斜率鉴频器，或称振幅鉴频器。将调频波进行特定的波形变换，根据波形变换特点的不同，可归纳以下几种实现方法：

6.4调频波的解调原理及电路

6.4.1鉴频方法及其实现模型

休息1休息21.鉴频方法频率—幅度线性变换网络包络检波器uΩtuFMtuFM-AMt7第二种方法，将调频波通过频率—相位线性变换网络，变换成调频—调相波，再通过鉴相器检测出反映相位变化的解调电压。把这种鉴频器称为相位鉴频器。第三种方法，是随着近年来集成电路的广泛应用，在集成电路调频机中较多采用的移相乘积鉴频器。它是将输入FM信号经移相网络后生成与FM信号电压正交的参考信号电压，它与输入的FM信号电压同时加入相乘器，相乘器输出再经低通滤波器滤波后，便可还原出原调制信号。

1.鉴频方法

休息1休息2频率—相位线性变换网络

相位检波器uFMuFM-PMuΩ相乘器低通滤波器uFMuΩ90o移相网络第四种方法，先将调频波通过非线性变换网络，变换为调频脉冲序列，该脉冲序列含有反映该调频信号瞬时频率变化的平均分量，因而通过低通滤波器便可得到反映平均分量变化的解调电压。也可将调频脉冲序列通过脉冲计数器，直接得到反映瞬时频率变化的解调电压。将这种鉴频器称为脉冲计数式鉴频器。

非线性变换网络低通滤波器或脉冲计数器uFM调频脉冲序列uΩ8

首先将输入调频波通过限幅器变为调频方波，然后微分变为尖脉冲序列，用其中正脉冲去触发脉冲形成电路，这样调频波就变换成脉宽相同而周期变化的脉冲序列，它的周期变化反映调频波瞬时频率的变化。将此信号进行低通滤波，取出其平均分量，就可得到原调制信号。这种电路的突出优点：线性好、频带宽、便于集成，同时它能工作于一个相当宽的中心频率范围(1Hz-10MHz，如配合使用混频器，中心频率可扩展到100MHz)。92.鉴频器的主要特性

休息1休息2能全面描述鉴频器主要特性的是鉴频特性曲线。它是指鉴频器的输出电压uo(t)，与其输入FM信号瞬时频偏Δω(t)或Δf(t)之间的关系曲线

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