1、模擬調(diào)制技術(shù)概述調(diào)制技術(shù)是把基帶信號變換成傳輸信號的技術(shù)。它將模擬信號抽樣量化后，以二進(jìn)制數(shù)字信號“1”或“0”對光載波進(jìn)行通斷調(diào)制，并進(jìn)行脈沖編碼（PCM）。數(shù)字調(diào)制的優(yōu)點是抗干擾能力強(qiáng)，中繼時噪聲及色散的影響不積累，因此可實現(xiàn)長距離傳輸。它的缺點是需要較寬的頻帶，設(shè)備也復(fù)雜。調(diào)制方式按照調(diào)制信號的性質(zhì)分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩類；按照載波的形式分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩類。模擬調(diào)制有調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）。數(shù)字調(diào)制有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）和差分移相鍵控 (DPSK）等。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制（PAM）、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、

2、脈位調(diào)制（PPM）、脈碼調(diào)制（PCM）和增量調(diào)制（M）。示出常用調(diào)制方式的已調(diào)波形。調(diào)頻(FM）：用調(diào)制信號控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調(diào)制信號變化。已調(diào)波稱為調(diào)頻波。調(diào)頻波的振幅保持不變，調(diào)頻波的瞬時頻率偏離載波頻率的量與調(diào)制信號的瞬時值成比例。調(diào)頻系統(tǒng)實現(xiàn)稍復(fù)雜，占用的頻帶遠(yuǎn)較調(diào)幅波為寬，因此必須工作在超短波波段?？垢蓴_性能好，傳輸時信號失真小，設(shè)備利用率也較高。目前，應(yīng)用最廣泛的是采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻技術(shù)，即利用二極管反偏。工作時PN結(jié)呈現(xiàn)的勢壘電容，它與回路中的電感共同構(gòu)成振蕩器的振蕩回路，從而作為振蕩頻率直接調(diào)頻電路。它具有工作頻率高、固有損耗小和使用方便等優(yōu)點。即下面以變

3、容二極管直接調(diào)頻為例介紹調(diào)頻電路電路組成與工作原理變?nèi)荻O管為特殊二極管的一種。當(dāng)外加順向偏壓時，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負(fù)極）接面的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴(kuò)散電容效應(yīng)；當(dāng)外加反向偏壓時，則會產(chǎn)生過渡電容效應(yīng)。但因加順向偏壓時會有漏電流的產(chǎn)生，所以在應(yīng)用上均供給反向偏壓。變?nèi)荻O管的結(jié)電容變化曲線如圖1所示。在變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路中，變?nèi)荻O管作為壓控電容接入到諧振回路中,振蕩器的振蕩頻率由諧振回路的諧振頻率決定。因此，變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨加到變?nèi)荻O管上的電壓變化時，由變?nèi)荻O管的結(jié)電容和其他回路元件決定的諧振回路的諧振頻率變?nèi)荻O管的壓控電容特性曲線圖1也就隨之變化，若此時諧振回路的

4、諧振頻率與加到變?nèi)荻O管上的調(diào)制信號呈線性關(guān)系，就完成了調(diào)頻的功能，這也是變?nèi)荻O管調(diào)頻的原理。實際電路組成變?nèi)荻O管調(diào)頻電路主要是由主振電路和變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路構(gòu)成，電路如圖所示。不加入調(diào)制信號圖2 加入調(diào)制信號 圖3 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路電路調(diào)試圖3 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻仿真變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路設(shè)計原理分析圖4中，直接調(diào)頻電路由變?nèi)荻O管(Bb910)D1，耦合電容C1、C3、C82，偏置電阻R1、R2，隔離電阻R3和電位器W1構(gòu)成。其中等效電路圖如下圖1.4所示。圖4 變?nèi)荻O管部分接入等效圖 無調(diào)制時，諧振回路的總電容為：式中，（由于C9和C10電容值遠(yuǎn)大于C7,C9和C10可串

5、聯(lián)忽略）CQ為靜態(tài)工作點是所對應(yīng)的變?nèi)荻O管結(jié)電容。調(diào)頻電路中，R1、R2、R3和W1調(diào)節(jié)并設(shè)置變?nèi)荻O管的反偏工作點電壓VQ，調(diào)制信號u經(jīng)C82和高頻扼流圈L1加到二極管上。為了使VQ和u能有效的加到變?nèi)莨苌?，而不至于被振蕩回路中L4所短路，須在變?nèi)莨芎蚅4之間接入隔直流電容C3，要求它對高頻接近短路，而對調(diào)制頻率接近開路。C1為高頻濾波電容，要求它對高頻的容抗很小，近似短路，而對調(diào)制頻率的容抗很大，近似開路。信號V從端口通過C82輸入，C82為隔直電容，濾除輸入信號中摻雜的直流成分。電感L1為高頻扼流圈，要求它對高頻的感抗很大，近似開路 高頻通路 直流和調(diào)制頻率通路 圖5 變?nèi)荻O管及其控

6、制電路接入振蕩電路路，而對直流和調(diào)制頻率近似短路。對高頻而言，L1相當(dāng)于斷路，C3相當(dāng)于短路，因而C3和二極管D1接入LC振蕩電路，并組成振蕩器中的電抗分量，等效電路如下左圖所示。對直流和調(diào)制頻率而言，由于C3的阻斷，因而VQ和u可以有效的加到變?nèi)莨苌?，不受振蕩回路的影響，等效電路如圖1.5是示。電路工作分析6.1諧振回路總電容 回路總電容變化量單位調(diào)制電壓所引起的最大頻偏稱為調(diào)制靈敏度，以Sf表示，單位為 kHz/V，即Sf = fm / VmVm為調(diào)制信號的幅度；fm為變?nèi)莨艿慕Y(jié)電容變化Cj時引起的最大頻偏。在頻偏較小時，fm與C的關(guān)系可采用下面近似公式，即調(diào)制靈敏度 調(diào)制靈敏度Sf可以由

7、變?nèi)荻O管Cj-v 特性曲線上VQ處的斜率kc計算。Sf越大，說明調(diào)制信號的控制作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的頻偏越大。 改變CC1的值可以使變?nèi)荻O管的工作點調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。電路元器件參數(shù)7.1震蕩回路參數(shù)LC顯然LC如有變化，必然引起震蕩頻率的變化，影響LC變化的因素有：元件的機(jī)械變形，周圍溫度變化的影響，適度，氣壓的變化，因此為了維持LC的數(shù)值不變，首先就應(yīng)選取標(biāo)準(zhǔn)性高的，不易發(fā)生機(jī)械變形的元件；其次，應(yīng)盡量維持振蕩器的環(huán)境溫度的恒定，因為當(dāng)溫度變化時，不僅會使LC的數(shù)值發(fā)生變化，而且會引起電子器件的參數(shù)變化，因此高穩(wěn)定度的振蕩器可以封閉在恒溫箱（杜瓦瓶）內(nèi)，LC采用溫度系數(shù)低的材料制成。溫度補(bǔ)償法溫

8、度補(bǔ)償理論 要提高頻率穩(wěn)定度，回路的標(biāo)準(zhǔn)性越高越好。使L與C的變化量與L與C的變化量相互抵消以維持恒定的震蕩頻率，：若回路的損耗電阻r很小，即Q值很高，則振蕩頻率可以近似的用回路的固有頻率f0來表示。由于外界因素的影響，使LC產(chǎn)生微小的變量L、C，因而引起振蕩頻率的變化，若選用合適的負(fù)溫度系數(shù)的電容器（電感線圈的溫度系數(shù)恒為正值），使得C/C與L/L互相抵消，則f可減為零。這就是溫度補(bǔ)償法。7.3 回路電阻r的大小是由振蕩器的負(fù)載決定的，負(fù)載重時，r大，負(fù)載輕時r小，當(dāng)負(fù)載變化時，振蕩頻率也隨之變化。為了減小r的影響盡量使負(fù)載小且穩(wěn)定，r越小，回路的Q值越高，頻率的穩(wěn)定度也越高，7.4 加緩沖

9、級為了減弱后級電路對主振器的影響，可在主振器后面加入緩沖級。所謂緩沖級，就是實際上是一級不需要推動功率的放大器（工作于甲類）。7.5 有源器件的參數(shù)晶體管為有源器件時，若他的工作狀態(tài)（電源電壓或周圍溫度等）有所改變，則晶體管的h參數(shù)會發(fā)生變化，即引起振蕩頻率的改變。為了維持晶體管的參數(shù)不變，應(yīng)該采用穩(wěn)壓電源，和恒溫措施。7.6 采用高穩(wěn)定度LC振蕩電路元器件參數(shù)設(shè)置及常見故障8.1 電路元器件參數(shù)設(shè)置電路元器件參數(shù)設(shè)置時，ICQ一般為14mA。若ICQ偏大，振蕩幅度增加，但波形失真加重，頻率穩(wěn)定性變差。為減小振蕩回路高頻電壓對變?nèi)莨艿挠绊?，p應(yīng)取小，但p過小又會使頻偏達(dá)不到指標(biāo)要求。8.2 調(diào)

10、頻振蕩級與放大緩沖級相聯(lián)時的常見故障：調(diào)頻振蕩級與緩沖放大級相聯(lián)時，可能出現(xiàn)振蕩級的輸出電壓幅度明顯減小或波形失真變大的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因可能是射級跟隨器的輸入阻抗不夠大，使振蕩級的輸出負(fù)載加重，可通過改變射隨器電路的發(fā)射級電阻，提高射隨器的輸入阻抗。主振級的振蕩頻率改變或停振。 產(chǎn)生的原因可能是后級功放的輸出信號較強(qiáng)，經(jīng)公共地線、電源線或連接導(dǎo)線耦合至主振級，從而改變了振蕩回路的參數(shù)或主振級的工作狀態(tài)?？梢约与娫慈ヱ顬V波網(wǎng)絡(luò)，修改振蕩回路參數(shù)，或重新布線，減小級間相互耦合。輸出功率明顯減小，波形失真增大產(chǎn)生的原因可能是級間相互影響，使末級丙類功放諧振回路的阻抗發(fā)生變化，可以重新調(diào)諧，使回路

11、諧振。 在變?nèi)荻O管調(diào)頻電路中，載頻頻率的不穩(wěn)定性主要由溫度變化、電源電壓變化、負(fù)載阻抗變化等因素引起的?？梢酝ㄟ^減少外界因素的變化來提高頻率穩(wěn)定度，如采用高穩(wěn)定度直流穩(wěn)壓電源來減少電源電壓的變化，可以通過提高諧振回路的標(biāo)準(zhǔn)性來實現(xiàn)。如采用參數(shù)穩(wěn)定的回路電感器和電容器，也可以采用溫度補(bǔ)償法，改進(jìn)安裝工藝，減弱振蕩管與諧振回路的耦合。變?nèi)荻O管直接調(diào)頻優(yōu)缺點變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路由于變?nèi)荻O管的電容變化范圍大，因而工作頻率變化就大，可以得到較大的頻偏，且調(diào)制靈敏度高、固有損耗小、使用方便、構(gòu)成的調(diào)頻器電路簡單。因而變?nèi)荻O管直接調(diào)頻器是一種應(yīng)用非常廣泛的調(diào)頻電路。采用變?nèi)荻O管調(diào)頻的發(fā)射機(jī)，具有頻率穩(wěn)定，發(fā)射距離遠(yuǎn)，諧波少等優(yōu)點。電路分三級，分別為振蕩，緩沖放大，功率放大。振蕩級以Q1為核心，組成電容式三點振蕩器，頻率為88-108MHz，D1，D2，D3為變?nèi)荻O管，其中D2、D3用以改變頻率，在高頻回路中它們是串聯(lián)接在振蕩回路中，在低頻回路中，它們是并聯(lián)，并由VR1通過L3提供反向電壓，來改變結(jié)電容，從而改變頻