231变容二极管课题三高频调频技术直接调频.pptVIP

任务3 调频发射机—简易调频麦克风发射器制作 2.3.1 变容二极管直接调频原理与实验 用调制信号（低频信号）去控制载波信号的幅度而实现的调制称为调幅； 若用调制信号去控制载波的频率或相位而实现的调制分别称为调频或调相。由于调频或调相两种调制都改变了载波的瞬时相位，通称角度调制。 在模拟调制中，调频具有较为优越的性能，因此，调频技术广泛应用于立体声广播、电视伴音、无线麦克风、微波传输及卫星通信。同样，完整的调频通信系统也由发射机与接收机两部分组成，与调幅通信系统比较，除了调制与解调的原理方法不同外，其他部分如超外差变频接收技术、中频放大电路等基本相同 直接调频电路的应用 一、角度调制原理 1、调频波的数学表达式 调频波数学表达式与波形图 调频波瞬时相位与调频波的表达式 调频波的波形 2.调相波的数学表达式 调相波的瞬时角频率 调制信号与调相波波形图 3.调角波的频谱—调频 mf与边频分量的关系 （1）调制指数mf越大，具有较大增幅的边频分量就越多，且边频分量幅度可超过载频分量幅度。 （2） mf为某些值时，载频分量可能为零，也可能使某些边频分量振幅为零； （3）由于调角信号的振幅不变，当Ucm一定时，它的平均功率与调制指数无关，其值等于末调制的载波功率，所以改变mf仅使载波分量和各边频分量之间的功率重新分配，而总功率不会改变。 4.调角波的带宽 从理论上分析，调角信号的边频分量有无限对，即它的频带应为无限宽，但由图2-3-4可以看出，对于一定的mf ，随着n的增大，边频分量的幅度大小变化的总趋势是减小的，这表明离开载频较远的边频振幅都很小，在传送和放大过程中，可舍去这些边频分量。理论上可证明，当n mf +1时，Jn(mf)0.1，因此，若忽略幅度小于未调制前载波幅度的10%的边频分量，则调角波的频带宽度可表示为： 例题 二、直接调频电路 调频与调相都使瞬时相位、瞬时频率发生变化，因此，调频与调相可以相互转化，但在模拟信号的角度调制中，调频调制应用更广，这里主要学习调频电路。调频电路通常分为直接调频电路和间接调频电路，直接调频是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率而实现的调频方法。常用的直接调频电路有变容二极管(或电抗管)调频电路、晶振调频电路、集成调频电路等。 直接调频电路可获得较高的调制灵敏度，较大调制频偏和较好的调制线性，因此得到广泛应用。 1．变容二极管直接调频电路 (1)调频原理 变容二极管直接调频是利用调制信号直接控制变容二极管反偏电压改变其电容量进而改变振荡器的振荡频率而实现的调频方法。 图2-3-5所示为变容二极管接入振荡回路示意图和曲线。当给PN结加反向偏置电压时，结电容随反向偏置电压变化，变化范围大约在3-20pF。 目前常用的载波振荡器为LC振荡器，只要使变容二极管的可控电容参与回路电容，并用调制信号去控制变容二极管的电容量，就可以直接改变LC振荡器的振荡频率，构成变容管直接调频电路。在图2-3-5 (a)中、、对载波视为短路，同时、起隔离直流作用，为扼流圈，对载波视为开路，但对低频和直流视为短路；变容二极管的电容与L构成振荡回路，如图2-3-5 (b)所示，低频调制信号与直流电压迭加控制变容二极管的反偏电压，其低频等效电路如图2-3-5 (c) 所示。 振荡频率可近似由回路电感L和变容二极管结电容Cj所决定 由于变容二极管的电容受调制信号的直接控制，所以振荡频率ω随调制信号的变化而变化。变容二极管直接调频电路控制方便，调制频偏大，性能较好，常用于高频宽带调频。 （2）电路实例 图2-3-6（a)所示为变容二极管90MHz直接调频电路，调制信号电压（含偏置直流）通过22μH电感加在变容二极管两端，控制变容二极管容量使振荡器频率随低频调制信号电压变化。 电路的基础是电容三点式正弦振荡器，如图2-3-6 ( b)为振荡部分交流等效电路，通过电感耦合输出调频信号。 2．晶体振荡器直接调频电路 晶体振荡器调频电路是将变容二极管和石英晶体串联或并联后，接入振荡回路构成的调频振荡器。图2-3-7（a）为某型无线话筒晶体振荡器直接调频电路，音频信号通过R29加在变容二极管负极，控制变容二极管结电容，实现直接调频。电路中，电源电压通过R29、R30、R31为变容二极管D4提供反向直流偏置，D4与晶体Y1及电感L1串联，再与C23,C27并联构成克拉波振荡器，改变L1可微调调频中心频率，交流等效电路如图2-3-7（b）所示。 该无线话筒发射的中心频率是固定的，不同的频点的无线话筒采用不同频率的泛音晶体。 石英晶体振荡回路具有振荡中心频率十分稳定，载波频率飘移小的优点，但晶体的调制频偏小，为提高调频频偏，后级连接12倍频电路使发射频率倍频到229.56MHz（19.130 MHz×1