6.2調頻(diàopín)電路福建師范大學光電學院(xuéyuàn)電子信息工程系第一頁，共33頁。主要(zhǔyào)要求：掌握調頻的實現方法，了解調頻電路(diànlù)的主要指標理解(lǐjiě)變容管直接調頻電路的組成和工作原理6.2調頻電路了解變容管間接調頻電路的組成和工作原理。理解實現調相的基本方法。掌握擴展最大頻偏的方法。第二頁，共33頁。6.2.1調頻電路的實現(shíxiàn)方法與性能指標一、調頻(diàopín)方法1.直接調頻2.間接調頻第三頁，共33頁。6.2.1調頻(diàopín)電路的實現方法與性能指標1.直接(zhíjiē)調頻一、調頻(diàopín)方法用調制信號直接控制振蕩器頻率，使其與調制信號成正比。圖6.2.1直接調頻原理示意圖有源電路L振蕩電路調制輸出可控電抗元件C調制電壓控制回路諧振頻率，從而控制振蕩頻率。適當選擇電路參數，就可實現線性調頻。直接調頻法

優(yōu)點：頻偏較大

缺點：中心頻率易不穩(wěn)定第四頁，共33頁。2.間接(jiànjiē)調頻晶體振蕩器載波電壓Umcosctu(t)積分器調相器間接調頻電路組成框圖第五頁，共33頁。2.間接(jiànjiē)調頻晶體振蕩器載波電壓Umcosctu(t)積分器調相器間接調頻電路組成框圖間接調頻法不在振蕩器中進行，故

優(yōu)點：中心頻率(pínlǜ)較穩(wěn)定

缺點：不易獲得大頻偏第六頁，共33頁。二、調頻電路(diànlù)的主要性能指標中心頻率及其穩(wěn)定度最大頻偏fm非線性失真調頻靈敏度即未調制(tiáozhì)時的載波頻率fc。保持中心頻率的高穩(wěn)定度，才

能保證接收機正常接收信號Δf=f-fcO圖6.2.3調頻特性uΩfmU?m第七頁，共33頁。6.2.2變容二極管直接調頻(diàopín)電路一、變容(biànrónɡ)二極管的壓控電容特性uCjou=0時的結電容PN結內建電位差變容(biànrónɡ)指數，取決于PN結工藝結構。取值1/3～6。反向偏置第八頁，共33頁。二、振蕩回路的基本(jīběn)組成與工作原理LCjC1L1

C2+u(t)–

+UQ–u(t)—調制信號UQ—使二極管反偏C1—隔直，防止UQ通過L短路L1—高扼圈，對高頻開路，對

u(t)短路，使其加在Cj上C2—高頻旁路第九頁，共33頁。二、振蕩回路的基本組成(zǔchénɡ)與工作原理LCjC1L1

C2+u(t)–

+UQ–LCj振蕩回路的

高頻通路+-+-UQ

u(t)直流和

調制信號通路可得變容(biànrónɡ)管靜態(tài)電容為保證變容(biànrónɡ)管反偏，應滿足

│uΩ(t)│<UQ，故x值恒小于。歸一化調制信號電壓第十頁，共33頁?？傻?，為未調制時的振蕩頻率，即載波頻率。

當γ=2時，

實現了理想的線性調制。γ≠2時，調制特性是非線性的。

但調制信號(xìnhào)足夠小時，也可實現近似的線性調制。第十一頁，共33頁。設單頻調制(tiáozhì)u(t)=Umcost則稱為(chēnɡwéi)變容管的電容調制度，

其值應小于1。當mc足夠小時，x就足夠小，可以忽略式的麥克勞林級數展開式中的三次方及其以上各次方項，得=fcfcfc第十二頁，共33頁。=fcfcfc中心(zhōngxīn)頻率，有偏移mc越大，偏移(piānyí)越大線性調頻(diàopín)項二次諧波項。由調制特性非線性引起。mc越大，失真越大第十三頁，共33頁。當mc足夠小時(xiǎoshí)，可忽略中心頻率的偏離和諧波失真項，則最大頻偏調頻(diàopín)靈敏度可見：將變容二極管全部接入振蕩回路來構成直接

調頻電路時，為減小非線性失真和中心頻率的偏離，

應設法使變容二極管工作在γ=2的區(qū)域(qūyù)，若γ≠2，

則應限制調制信號的大小。第十四頁，共33頁。為減小γ≠2所引起的非線性，以及因溫度、偏置電壓等對CjQ的影響所造成的調頻波中心頻率的不穩(wěn)定，在實際應用中，常采用(cǎiyòng)變容二極管部分接入振蕩回路方式。變容管部分接入回路所構成(gòuchéng)的調頻電路，

調制靈敏度和最大頻偏都降低。變容二極管部分接入振蕩回路適當調節(jié)C1、C2，可使調制特性(tèxìng)接近于線性。第十五頁，共33頁。三、電路(diànlù)實例1.變容二極管全部接入回路的調頻(diàopín)電路中心(zhōngxīn)頻率fc=70MHz，最大頻偏fm=6MHzLVRpC1CjL1C2+18V–18VR2300200750C4C3+UQu(t)調頻波輸出47μF150pF1.7mH150pF100pF1500pF2CW32702CW322010μF第十六頁，共33頁。第十七頁，共33頁。2.變容(biànrónɡ)二極管部分接入回路的調頻電路調節(jié)(tiáojié)UQ和L值，可使其中心頻率在50MHz到100MHz范圍內變化。第十八頁，共33頁。(a)電路(b)振蕩電路的交流通路(tōnglù)(c)變容二極管對直流和調制信號而言相當于并聯(lián)連接第十九頁，共33頁。6.2.3間接調頻(diàopín)電路一、實現(shíxiàn)方法晶體振蕩器載波電壓Umcosctu(t)積分器調相器間接調頻電路組成框圖第二十頁，共33頁。二、調相的實現(shíxiàn)方法1.矢量合成法調相電路

2.可變相移法調相電路

3.可變時延法調相電路

第二十一頁，共33頁。二、調相的實現(shíxiàn)方法1.矢量合成(héchéng)法調相電路（矢量合成(héchéng)法又稱阿姆斯特朗法）(1)矢量(shǐliàng)合成法原理單音調制時，調相信號可表示為當mp<，即mp<15?時有

故第二十二頁，共33頁。二、調相的實現(shíxiàn)方法1.矢量合成(héchéng)法調相電路（矢量合成(héchéng)法又稱阿姆斯特朗法）(1)矢量合成(héchéng)法原理單音調制時，調相信號可表示為當mp<，即mp<15?時有

合成矢量OB為調相調幅信號可實現窄帶調相第二十三頁，共33頁。二、調相的實現(shíxiàn)方法1.矢量合成(héchéng)法調相電路（矢量合成(héchéng)法又稱阿姆斯特朗法）(1)矢量(shǐliàng)合成法原理(2)矢量合成法實現模型第二十四頁，共33頁。2.可變相移法調相電路(diànlù)3.可變時延法調相電路(diànlù)第二十五頁，共33頁。三、變容(biànrónɡ)二極管調相電路+uo(t)–RPis(t)CjL未加u(t)時，Cj上加u(t)，使Cj或cZ

010290o–90o若is(t)=Ismcosct則：當|(c)|<30°第二十六頁，共33頁。當u(t)=Umcost，且Um足夠(zúgòu)小時mp由式（6.2.8）可得代入可得為實現(shíxiàn)線性調相，必須mp小于30°,（即π/6rad）,

故調相波的最大頻偏不能很大。第二十七頁，共33頁。四、變容(biànrónɡ)二極管間接調頻電路第二十八頁，共33頁。四、變容二極管間接(jiànjiē)調頻電路要求(yāoqiú)R>>1/ΩC,從而使RC電路對調制信號構成積分電路第二十九頁，共33頁。iΩ(t)≈uΩ(t)/R實際加到變容二極管上的調制(tiáozhì)電壓uΩ’(t)為當u(t)=U

mcos

t時可得第三十頁，共33頁。iΩ(t)≈uΩ(t)/R實際(shíjì)加到變容二極管上的調制電壓uΩ’(t)為當u(t)=U

mcos

t時可得根據(gēnjù)式（6.2.22）可得第三十一頁，共33頁。6.2.4擴展(kuòzhǎn)頻偏的方法利用混頻器利用倍頻器可將載波頻率(pínlǜ)和最大頻偏同時擴展n倍?？稍诓桓淖冏畲箢l偏的情況(qíngkuàng)下，將載波頻率改變?yōu)樗柚怠？上扔帽额l器增大調頻信號的最大頻偏，然后再用混頻器將調頻信號的載波頻率降低到規(guī)定的數值。第三十二頁，共33頁。圖6.2.14所示為某調頻設備的組成(zǔchénɡ)框圖，已知間接調頻電路輸出的調頻信號中心頻率fc1=100kHz，最大頻偏Δfm1=97.64Hz，混頻器的本振信號頻率fL=14.8MHz，取下邊頻輸出，試求輸出調頻信號uo(t)的中心頻率fc和最大頻偏Δfm。例6.2.1解：fc2=4×4×3×fc1=48×10