实验六变容二极管调频..docVIP

精选文档 《高频电子线路实验》 实验六 变容二极管调频 精选文档 精选文档 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频的工作原理； 2、学会丈量变容二极管的 Cj ～ V 特征曲线； 3、学会丈量调频信号的频偏及调制敏捷度。 二、实验内容 1、 调理电路，察看调频信号输出波形。 2、 察看并丈量 LC 调频电路输出波形。 3、 察看频偏与接入系数的关系。 4、 丈量变容二极管的 Cj～ V 特征曲线； 5、 丈量调频信号的频偏及调制敏捷度。 三、实验仪器 1、双踪示波器 一台 2、频次特征扫频仪 （选项） 一台 四、实验原理 1、实验原理 1）变容二极管调频原理 所谓调频，就是把要传递的信息（比如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振 荡信号）的刹时频次，使其按调制信号的规律变化。 设调制信号： t V cos t ，载波振荡电压为： a t Ao cos o t 依据定义，调频时载波的刹时频次 t 随 t 成线性变化，即 t o K f V cos to cos t 6-1 ） 则调频波的数字表达式以下： a f t Ao cos ot K f V t sin 或 a f t Ao cos ot mf sin t （6-2 ） 式中： K f V 是调频波刹时频次的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅 成正比。比率常数 Kf 亦称调制敏捷度，代表单位调制电压所产生的频偏。 式中： m f K f V f F 称为调频指数，是调频刹时相位的最大偏移， 它的大小反应了调制深度。 由上公式可见， 调频波是一等幅的疏密波， 能够用示波器察看其 波形。 怎样产生调频信号？最简易、最常用的方法是利用变容二极管的特征直接产生调频波， 其原理电路如图 6—1 所示。 精选文档 精选文档 图 6-1 变容二极管调频原理电路 变容二极管 C j 经过耦合电容 C1 并接在 LC N 回路的两头，形成振荡回路总电容的一部分。因此，振荡回路的总电容 C 为： 6-3 ） 振荡频次为： f  C CN C j 1 1 2 LC 2 L(C N C j ) 6-4 ） 加在变容二极管上的反向偏压为： VR VQ 直流反偏 调制电压 O 高频振荡，可忽视 变容二极管利用 PN结的结电容制成， 在反偏电压作用下体现必定的结电容 （势垒电容）， 并且这个结电容能敏捷地跟着反偏电压在必定范围内变化， 其关系曲线称 C j ～ R 曲线， 如 图 6—2 所示。 由图可见：未加调制电压时，直流反偏 VQ （在教材称 V0 ）所对应的结电容为 C j （在 教材中称 C0 ）。当反偏增添时， C j 减小；反偏减小时， C j 增大， 其变化拥有必定的非线性， 当调制电压较小时，近似为工作在 C j ～ R 曲线的线性段， C j 将随调制电压线性变化，当 调制电压较大时，曲线的非线性不行忽视，它将给调频带来必定的非线性失真。 图 6-2 用调制信号控制变容二极管结电容 精选文档 精选文档 我们再回到图 6— 1，并设调制电压很小，工作在 C j ～ R 曲线的线性段，暂不考虑高 频电压对变容二极管作用。 设 R VQ VQ cos t （6-5 ） 由图 6— 2（ c）可见：变容二极的电容随 υR 变化。 即： C jC jQ C m cos t （6-6 ） 由公式（ 3）可得出此时振荡回路的总电容为 C C N C j C N C jQ Cm cos t 由此可得出振荡回路总电容的变化量为： C C CN C jQ C j Cm cos t （6-7 ） 由式可见：它随调制信号的变化规律而变化，式中 Cm 的是变容二极管结电容变化的最 大幅值。我们知道：当回路电容有微量变化 C 时，振荡频次也会产生 f 的变化，其关系 以下： f 1 C f 0 2 C （6-8 ） 式中，是 f0 未调制时的载波频次； C0 是调制信号为零时的回路总电容，明显 Co CN C jQ 由公式（ 6-4 ）可计算出 f0 （调频中又称为中心频次） 。 f 0 1 2 L(CN C jQ ) 即： 将（ 6-7 ）式代入（ 6-8 ）式，可得： f (t ) 1 ( f 0 / C0 )C m cos t f cos t （6-9 ） 2 f 1 ( f 0 / C 0 )C m 频 偏 ： 2 （ 6-10 ） 振荡频次： f t f o f t fo f cos t （6-1 1） 因而可知：振荡频次随调制电压线性变化，进而实现了调频。其频偏 f 与回路的中心 频次 f0 成正比，与结电容变化的最大值 Cm 成正比，与回路的总电容 C 0 成反比。 为了减小高频电压对变容二极管的作用，减小中心频次的漂移，常将图 6—