《调频电路课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调频电路课件（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路主要要求：主要要求： 掌握调频的实现方法，掌握调频的实现方法，了解调频电路的主要指标了解调频电路的主要指标理解变容管直接调频电路的组成和工作原理理解变容管直接调频电路的组成和工作原理6.2 调频电路调频电路了解变容管间接调频电路的组成和工作原理。了解变容管间接调频电路的组成和工作原理。理解实现调相的基本方法。理解实现调相的基本方法。掌握扩展最大频偏的方法。掌握扩展最大频偏的方法。EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路6.2.1 调频电路的实现方法与性能指标调频电路的实现方法与性能指标一、调频方法一
2、、调频方法1. 直接调频直接调频2. 间接调频间接调频EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路6.2.1 调频电路的实现方法与性能指标调频电路的实现方法与性能指标1. 直接调频直接调频一、调频方法一、调频方法用调制信号直接控制振荡器频率，使其与调制信号成正比。用调制信号直接控制振荡器频率，使其与调制信号成正比。图图6.2.1 直接调频原理示意图直接调频原理示意图 有有源源电电路路L振荡电路振荡电路调调制制输输出出可可控控电电抗抗元元件件C调制电压调制电压 控制回路谐振控制回路谐振频率，从而控制振频率，从而控制振荡频率。适当选择荡频率。适当选择电路参数，就可实电路参数
3、，就可实现线性调频。现线性调频。直接调频法直接调频法优点：频偏较大优点：频偏较大缺点：中心频率易不稳定缺点：中心频率易不稳定EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路2. 间接调频间接调频晶体振荡器晶体振荡器载波电压载波电压Umcos ctu (t)积分器积分器调相器调相器间接调频电路组成框图间接调频电路组成框图EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路2. 间接调频间接调频晶体振荡器晶体振荡器载波电压载波电压Umcos ctu (t)积分器积分器调相器调相器间接调频电路组成框图间接调频电路组成框图间接调频法不在振荡器中进行，故间接调频法不在
4、振荡器中进行，故优点：中心频率较稳定优点：中心频率较稳定缺点：不易获得大频偏缺点：不易获得大频偏EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、调频电路的主要性能指标二、调频电路的主要性能指标中心频率中心频率 及其稳定度及其稳定度最大频偏最大频偏 fm非线性失真非线性失真调频灵敏度调频灵敏度即未调制时的载波频率即未调制时的载波频率fc 。保持中心保持中心频率的高率的高稳定度，才定度，才能保能保证接收机正常接收信号接收机正常接收信号 f = f - fc O 图图6.2.3 调频特性调频特性u fmUmEXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路6
5、.2.2 变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路一、变容二极管的压控电容特性一、变容二极管的压控电容特性uCjou = 0 时的结电容时的结电容PN 结内建电位差结内建电位差变容指数，取决于变容指数，取决于PN结工结工艺结构。取值艺结构。取值1/36。反向偏置反向偏置EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、振荡回路的基本组成与工作原理二、振荡回路的基本组成与工作原理LCjC1L1 C2+ u (t) +UQ u (t) 调制信号调制信号UQ 使二极管反偏使二极管反偏C1 隔直，防止隔直，防止UQ通过通过L短路短路L1 高扼圈，对高频开路，对高扼圈，对高频开
6、路，对 u (t)短路，使其加在短路，使其加在Cj上上C2 高频旁路高频旁路EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、振荡回路的基本组成与工作原理二、振荡回路的基本组成与工作原理LCjC1L1 C2+ u (t) +UQ LCj振荡回路的振荡回路的高频通路高频通路+- -+- -UQ u (t)直流和直流和调制信号通路调制信号通路可得可得变容管静态电容变容管静态电容为保证变容管反偏，应满足为保证变容管反偏，应满足u (t)UQ ，故，故x值恒小于。恒小于。 归一化调制信号电压归一化调制信号电压EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路可得
7、可得，为未未调制制时的振的振荡频率，即率，即载波波频率。率。 当当=2 时， 实现了理想的了理想的线性性调制。制。2时，时，调制特性是非制特性是非线性的。性的。但但调制信号足制信号足够小小时，也可，也可实现近似的近似的线性性调制。制。 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路设单频调制设单频调制 u (t) = U m cos t则则称为变容管的电容调制度，称为变容管的电容调制度，其值应小于其值应小于1。当当mc足足够小小时，x就足就足够小，可以忽略式小，可以忽略式的麦克的麦克劳林林级数展开式中的三次方及其以上各次方数展开式中的三次方及其以上各次方项，得，得= =
8、f fc cf fc cf fc cEXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路= = f fc cf fc cf fc c中心频率，有偏移中心频率，有偏移mc越大，偏移越大越大，偏移越大线性调频项线性调频项 二次谐波项。二次谐波项。由调制特性非线由调制特性非线性引起。性引起。mc越大，失真越大越大，失真越大EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路当当mc足足够小小时，可忽略中心，可忽略中心频率的偏离和率的偏离和谐波失真波失真项，则则最大最大频偏偏调频灵敏度灵敏度 可可见：将：将变容二极管全部接入振容二极管全部接入振荡回路来构成直接回路来构成
9、直接调频电路路时，为减小非减小非线性失真和中心性失真和中心频率的偏离，率的偏离，应设法使法使变容二极管工作在容二极管工作在=2的区域，若的区域，若2，则应限制限制调制信号的大小。制信号的大小。EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路 为减小减小2所引起的非所引起的非线性，以及因温度、偏置性，以及因温度、偏置电压等等对CjQ的影响所造成的的影响所造成的调频波中心波中心频率的不率的不稳定，在定，在实际应用中，常采用用中，常采用变容二极管部分接入振容二极管部分接入振荡回路方式。回路方式。 变容管部分接入回路所构成的容管部分接入回路所构成的调频电路，路，调制灵敏度和最大制灵
10、敏度和最大频偏都降低。偏都降低。变容二极管部分接入振荡回路变容二极管部分接入振荡回路 适当适当调节C1、C2，可使可使调制特性接近于制特性接近于线性。性。 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路三、电路实例三、电路实例1. 变容二极管全部接入回路的调频电路变容二极管全部接入回路的调频电路中心频率中心频率 fc = 70 MHz，最大频偏，最大频偏 fm = 6 MHzLVRpC1CjL1C2+18V18VR2300 200 750 C4C3+UQu (t)调频波调频波 输出输出47F150pF1.7mH150pF100pF1500pF2CW3270 2CW3220
11、 10FEXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路2. 变容二极管部分接入回路的调频电路变容二极管部分接入回路的调频电路 调节调节UQ和和L值，可使其中心，可使其中心频率在率在50MHz到到100MHz范范围内内变化。化。 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路作业作业6.8 6.10EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路6.2.3 间接调频电路间接调频电路一、实现方法一、实
12、现方法晶体振荡器晶体振荡器载波电压载波电压Umcos ctu (t)积分器积分器调相器调相器间接调频电路组成框图间接调频电路组成框图EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、调相的实现方法二、调相的实现方法1. 矢量合成法矢量合成法调相相电路路 2. 可变相移法可变相移法调相相电路路 3. 可变时延法可变时延法调相相电路路 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、调相的实现方法二、调相的实现方法1. 矢量合成法矢量合成法调相相电路路 （矢量合成法矢量合成法又称阿姆斯特朗法又称阿姆斯特朗法 ）(1) 矢量合成法矢量合成法原理原理单音调
13、制时，调相信号可表示为单音调制时，调相信号可表示为当当mp ， 即即mp15 时有有 故故EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、调相的实现方法二、调相的实现方法1. 矢量合成法矢量合成法调相相电路路 （矢量合成法矢量合成法又称阿姆斯特朗法又称阿姆斯特朗法 ）(1) 矢量合成法矢量合成法原理原理单音调制时，调相信号可表示为单音调制时，调相信号可表示为当当mp ， 即即mp15 时有有 合成矢量合成矢量OB为调相相调幅信号幅信号可可实现窄窄带调相相EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路二、调相的实现方法二、调相的实现方法1. 矢量合成
14、法矢量合成法调相相电路路 （矢量合成法矢量合成法又称阿姆斯特朗法又称阿姆斯特朗法 ）(1) 矢量合成法矢量合成法原理原理(2) 矢量合成法矢量合成法实现模型实现模型EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路2. 可变相移法可变相移法调相相电路路3. 可变时延法可变时延法调相相电路路EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路三、变容二极管调相电路三、变容二极管调相电路+uo(t)RPis(t)CjL未加未加u (t)时，时，Cj上加上加u (t)， 使使Cj 或或 cZ 01 02 9090若若 is(t)=Ismcos c t则：则：当当|
15、( c) | 1 /C ,从而使从而使RC电路对调制信号构成积分电路电路对调制信号构成积分电路EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路i (t)u (t) / R 实际加到变容二极管上的调制电压u(t) 为 当当 u (t) = U mcos t 时可得时可得EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路i (t)u (t) / R 实际加到变容二极管上的调制电压u(t) 为 当当 u (t) = U mcos t 时可得时可得根据式（6.2.22）可得 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路6.2.4 扩展频偏的
16、方法扩展频偏的方法利用混频器利用混频器 利用倍频器利用倍频器可将载波频率和最大频偏同时扩展可将载波频率和最大频偏同时扩展n倍。倍。可在不改变最大频偏的情况下，将载波频可在不改变最大频偏的情况下，将载波频率改变为所需值。率改变为所需值。 可先用倍频器增大调频信号的最大频偏，然后再可先用倍频器增大调频信号的最大频偏，然后再用混频器将调频信号的载波频率降低到规定的数值。用混频器将调频信号的载波频率降低到规定的数值。 EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路图图6.2.14所示为某调频设备的组成框图，已知间接调频所示为某调频设备的组成框图，已知间接调频电路输出的调频信号中心
17、频率电路输出的调频信号中心频率fc1=100kHz，最大频偏，最大频偏fm1= 97.64Hz，混频器的本振信号频率，混频器的本振信号频率fL=14.8MHz，取，取下边频输出，试求输出调频信号下边频输出，试求输出调频信号uo (t)的中心频率的中心频率fc和最和最大频偏大频偏fm 。 例例6.2.1解：解： fc2 = 443fc1 =48100kHz = 4.8 MHz fm2 = 443fm1 = 4897.64 Hz = 4.687 kHz fc3 = fL- fc2 = (14.8-4.8) MHz = 10 MHz fm3 = fm2 = 4.687kHz fc = 44fc3 =1610 MHz = 160 MHz fm = 44fm3 = 164.687 kHz=75 kHz EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路作业作业6.15EXITEXIT 6.2 调频电路调频电路 高频电子线路高频电子线路总结总结
