《变容二极管》课件.ppt

变容二极管调频器与相位鉴频器实验,一、实验要解决的问题,1.掌握变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理2.掌握调频器的调制特性及其测量方法,调频分为:1.直接调频2.间接调频两大类,直接调频,利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其按调制信号的变化规律变化，称为直接调频。要控制载波振荡器的振荡频率，就要用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性变化，实现直接调频。,在LC振荡器中，决定振荡器频率的主要元件是LC振荡器回路的电感L和电容C。在RC振荡器中，决定振荡频率的主要元件是电阻R和电容C。因此根据调频的特点，用调制信号去控制可控电感、电容或电阻的数值就能实现调频。,变容二极管直接调频电路,变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压变化而变化的原理而设计与工作的。在施加反向偏压时，变容二极管呈现较大的结电容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压变化。利用变容二极管的这一特性，将变容二极管接到振荡器的振荡回路中，作为可控电容元件，则回路的电容量会随调制电压变化，从而改变振荡频率，达到调频的目的。,变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图所示。,直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号。,若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。,BG401为电容三点式振荡器，产生10MHz的载波信号。变容二极管D401和C403构成振荡回路电容的一部分，直流偏置电压通过R427、W401、R403和L401加至变容二极管D401的负端，C402为变容二极管的交流通路，R402为变容二极管的直流通路，L401和R403组成隔离支路，防止载波信号通过电源和低频回路短路。,低频信号从输入端J401输入，通过变容二极管D401实现直接调频，C401为耦合电容，BG402对调制波进行放大，通过W402控制调制波的幅度，BG403为射级跟随器，以减小负载对调频电路的影响。从输出端J402或TP402输出10MHz调制波，通过隔离电容C413接至频率计；用示波器接在TP402处观测输出波形，目的是减小对输出波形的影响。,电容耦合双调谐回路相位鉴频器,相位鉴频器的组成方框图如示。图中的线性移相网络就是频相变换网络，它将输入调频信号u1的瞬时频率变化转换为相位变化的信号u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。,图中的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。,它是由调频调相变换器和相位检波器两部分所组成。调频调相变换器实质上是一个电容耦合双调谐回路谐振放大器，耦合回路初级信号通过电容Cp耦合到次级线圈的中心抽头上，L1C1为初级调谐回路，L2C2为次级调谐回路，初、次级回路均调谐在输入调频波的中心频率fc上，二极管D1、D2和电阻R1、R2分别构成两个对称的包络检波器。,J403为相位鉴频器调制波的输入端，C414提供合适的容性负载；BG404和BG405接成共集共基电路，以提高输入阻抗和展宽频带，R418、R419提供公用偏置电压，C422用以改善输出波形。BG405集电极负载以及之后的电路在原理分析中都已阐明，这里不再重复。,1.将切换开关K401的1-2接点短接，调整电位器W401使变容二极管D401的负极对地电压为+2V，并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。2.调整线圈L402的磁芯和可调电阻R404，使R407两端电压为2.50.05V（用直流电压表测量），使振荡器的输出频率为100.02MHz。3.调整电位器W402，使输出振荡幅度为1.6VP-P。,变容二极管静态调制特性的测量,输入端J401无信号输入时，改变变容二极管的直流偏置电压，使反偏电压Ed在0-5.5V范围内变化，分两种情况测量输出频率，并填入下表。,相位鉴频器鉴频特性的测试,1.相位鉴频器的调整：扫频输出探头接TP403，Y输入用开路探头接TP404，使用内频标观察和调整10MHz鉴频S曲线，可调器件为L406，T401，C426，C428，C429五个元件。其主要作用为：C428调中心10MHz至X轴线。C426调上下波形对称。C429调中心10MHz附近的的线性。,2.鉴频特性的测试,使载波发生器模块输出载波频率10MHz,幅度0.4VP-P，接入输入端TP403，用直流电压表测量输出端TP405对地电压（若不为零，可略微调T401和C428，使其为零），然后在9.0MHz-11MHz范围内，以相距0.2MHz的点频，测得相应的直流输出电压，并填入下表。,变容二极管