第六章高频调谐器

第六章高频调谐器第一页，共五十三页，2022年，8月28日§6.1高频调谐器的功用及性能要求

一、高频头框图组成（VHF高频头）

包括：输入回路、高频放大器、本机振荡器、混频器第二页，共五十三页，2022年，8月28日二、作用与要求1、作用：①选择频道；②放大；③混频，得到中频2、要求：①噪声系数小，功率增益高，放大器工作稳定。②带宽要宽，选择性要好。③阻抗要匹配④高放有AGC控制⑤本振频率稳定，对外辐射小。3、结构：机械式（转鼓式）电子式（电调谐）

第三页，共五十三页，2022年，8月28日§6.2输入回路一、阻抗变换器在双孔的高导磁率磁芯中，双线并绕4～5圈。

第四页，共五十三页，2022年，8月28日

u入四等分，u出＝1/2u入，u入/u出＝2/1∵n＝u入/u出＝n2/n1＝2∴Z入＝n2Z出＝4Z出Z出＝1/4Z入＝1/4×300＝75ΩU入U出Z入Z出第五页，共五十三页，2022年，8月28日二、高通滤波器（中频抑制电路）抑制干扰中频（38MHz左右）第六页，共五十三页，2022年，8月28日三、输入选频电路基本电路为LC并联谐振回路，选择频道。天线高放谐振时，Z谐大，Q值高（Q＝Z谐/ω0L），选择性好。

第七页，共五十三页，2022年，8月28日存在问题：谐振等效电路为：

接入电路后，Z天≈75Ω，Z高放＝几十～几百Ω，此两值将使回路Q值下降，带宽过宽，影响选择性。

Z天线Z高放f0Q小第八页，共五十三页，2022年，8月28日解决办法：采用电感抽头、电容分压耦合。式中：

L=L1+L2第九页，共五十三页，2022年，8月28日等效电路为：适当选择L1、L2和C1、C2，可做到阻抗匹配。输入部分：输出部分：第十页，共五十三页，2022年，8月28日实际电路

高频头常用的选频电路第十一页，共五十三页，2022年，8月28日§6.3高频放大器一、作用与要求

1、作用：对高频电视信号进行放大。2、要求：①噪声系数要小②增益约20db（10倍），各频道增益均匀。③通频带要宽，选择性要好。④受AGC控制第十二页，共五十三页，2022年，8月28日二、基本电路形式共射双调谐放大器特点：功率增益高，易做到低噪声和匹配。

第十三页，共五十三页，2022年，8月28日三、电路特点1、低噪声高放管为超高频低噪声管，fT≥700MHz，噪声系数≤3db。2、双调谐回路初级为高放级负载，次级为混频级的输入。初、次级通过互感互相耦合，且谐振在同一频率上。第十四页，共五十三页，2022年，8月28日双调谐回路频率特性：

①η＜1（弱耦合）谐振曲线为单峰，幅值低。②η＝1（临界耦合）谐振曲线为单峰，幅值增大。③η＞1（强耦合）谐振曲线为双峰，幅值增大，中间下凹，两边陡峭。高放级总频率特性＝选择电路谐振单峰＋输出回路的谐振双峰。特点：通频带宽、顶部平坦、边沿陡峭。

第十五页，共五十三页，2022年，8月28日3、中和电路

由于Cbc的存在，造成反馈，易产生自激。故加CN，将信号与Cbc反馈的信号相互抵消，起“中和”作用。通常由实验决定其大小。第十六页，共五十三页，2022年，8月28日§6.4本机振荡器一、作用与要求产生一个比所接收的图像载频高出38MHz的等幅正弦信号。①振荡频率稳定，漂移小。②本振频率可微调。③有金属外壳屏蔽。④输出波形好。第十七页，共五十三页，2022年，8月28日二、基本电容三点式振荡电路等效电路缺点：频率稳定度不高。原因：Cbe与C1并联，Cbc与L并联，结电容的变化引起本振频率的改变。

第十八页，共五十三页，2022年，8月28日三、改进型电容三点式振荡器（clapp电路）

改进方法：在L支路中串接小电容C3f与C1，C2无关，稳定度提高。

∵若满足C3<<C1，C3<<C1F≈

于是第十九页，共五十三页，2022年，8月28日四、实际电路

①串接的小电容并非较C1、C2小很多，若过小，不易起振。此电路稳定度仍很高。②实际电路中C1为负温度系数电容，进一步稳定电路。③L可微调。（本振微调）第二十页，共五十三页，2022年，8月28日§6.5混频器一、作用与要求产生中频①混频器功率增益要大②选择性好、噪声系数小③混频失真及干扰小④前、后级阻抗要匹配第二十一页，共五十三页，2022年，8月28日混频示意图

第二十二页，共五十三页，2022年，8月28日二、混频原理1、变频

a、线性元件不能产生新的频率设u1＝U1mcosω1tu2＝U2mcosω2t∴i＝ku＝k(u1＋u2)＝k(U1mcosω1t＋U2mcosω2t)

频率不变iui＝ku第二十三页，共五十三页，2022年，8月28日b、非线性元件可实现频率变换

第二十四页，共五十三页，2022年，8月28日b、非线性元件可实现频率变换

幂级数展开

i=a0＋a1u＋a2u2＋….（略去高次项）

i＝a0＋a1(U1mcosω1t＋U2mcosω2t)＋a2(U1mcosω1t＋U2mcosω2t)2=+由上式可见：结果出现了直流、ω1和ω2分量、2ω1和2ω2分量、（ω1＋ω2）与（ω1－ω2）分量等。实际要取出（ω1－ω2）分量。

混频后，包络不变，载频变。

第二十五页，共五十三页，2022年，8月28日2、放大工作在线性部分，与变频矛盾。故要选择合适工作点，以变频为主，放大为辅。第二十六页，共五十三页，2022年，8月28日三、电路形式

混频输出回路采用互感耦合双调谐回路，选出差频（中频）信号，并采用电容分压式与中放电路相连接。

第二十七页，共五十三页，2022年，8月28日混频器的频谱变换

第二十八页，共五十三页，2022年，8月28日高频调谐器实例分析下面以KP12—2型高频头为例来分析高频调谐器各功能电路之间的联系。第二十九页，共五十三页，2022年，8月28日KP12-2高频头电路图第三十页，共五十三页，2022年，8月28日1．输入回路(1）高通滤波器高通滤波器由L1、L2、L3、L4、C1、C2、C3组成。第三十一页，共五十三页，2022年，8月28日(2）输入调谐回路输入调谐回路采用电感抽头，电容分压电路，并且1~5频道和6~12频道采用两组不同电感与电容分压比，以保证1~12频道间增益相差不大。第三十二页，共五十三页，2022年，8月28日2．高放级高放级采用双调谐共发射极放大电路，V1为高放管；R1、C7和AGC电压为基极偏置；C8为射极旁路电容，R2是射极电流负反馈电阻；R3为调高放管V1射极电位的电阻；第三十三页，共五十三页，2022年，8月28日C12是中和电容；为了保证高、低频道增益相差不大，在1~5频道时，L7/R5、C9/C10、C11组成双调谐初级回路，R5作为阻尼电阻，降低了此时高放增益；而在6~12频道时，C9、C11、L7组成双调谐初级回路；L8、C13、C14、C16组成双调谐次级回路。第三十四页，共五十三页，2022年，8月28日3．本振电路本振管V3选用高频低噪声晶体管。振荡部分采用变型三点式共集电极电路，其振荡频率取决于C24、C25、C28、L9。其中，C24为串联补偿电容。此外，R12、C27组成电源滤波电路，C18为耦合电容，C27对高频短路，使本振为共集电极电路。第三十五页，共五十三页，2022年，8月28日4．混频级V2为混频管，它采用共发射极双调谐放大电路。其中，C20、R10、T、C21、C22组成双调谐初次级回路。R10用来调整带宽，初次级都调谐在中心频率34.5MHz上。第三十六页，共五十三页，2022年，8月28日为了满足阻抗匹配，混频级输入回路与混频管采用电容分压方式连接。该混频级采用本振信号与高频电视信号同时注入混频管基极的方式。混频管工作在非线性区，静态电流约1.5~2mA，其工作点由R8与R6决定。第三十七页，共五十三页，2022年，8月28日§6.6特高频调谐器一、UHF电视频段的特点UHF有56个频道（13～68），每一频道带宽仍为8MHZ，但频率高（470～958MHZ）。1、信噪比高：工业干扰小，通信电台少。2、天线尺寸小：采用￠20cm环形天线，易架设。3、选台方便：能容纳的电台数量多，频道可错开，相互干扰小。4、电波传播损耗大：以直射波为主，绕射能力差，易受建筑物或树木等影响，传播距离不远，故所需发射功率大。第三十八页，共五十三页，2022年，8月28日二、UHF高频头的组成

输入回路高放VHF中放UHF混频VHF中放UHF输入回路高放混频本振本振VHF停振UHFUHFVHF第三十九页，共五十三页，2022年，8月28日三、UHF调谐器的工作原理

接收UHF信号时，VHF置空档，且VHF高放的双调谐回路线圈换成中频段线圈，本振置短路线，使其不产生本振。由于UHF有了两级中放，故UHF高频头可不对高放作要求（0db增益）。由于UHF频率太高，改变回路的谐振频率已无法用电感（圈数少，Q值低），故谐振回路的谐振电感采用短于λ/4的短路线或λ/4＜l＜λ/2的开路线，用改变电容的方法来改变谐振频率。第四十页，共五十三页，2022年，8月28日

短路线：终端短路的无损耗传输线，当其长度满足l＜λ/4时，其输入阻抗为一感抗。开路线：终端开路的无损耗传输线，当其长度l与传输信号的波长之间满足λ/4＜l＜λ/2时，其输入阻抗也为一感抗。为减小辐射损失，谐振回路采用同轴型传输线（谐振腔）。第四十一页，共五十三页，2022年，8月28日第四十二页，共五十三页，2022年，8月28日

开路线在0~λ/4之间是呈电容性的,所以在开路线的另一端再加接电容C来代替这一段开路线,于是开路线谐振器的内导体长度又被缩短,如图所示,l＜λ/4。第四十三页，共五十三页，2022年，8月28日谐振腔的耦合方式及集中参数等效电路各种耦合方式等效电路第四十四页，共五十三页，2022年，8月28日§6.7电调谐高频头优点：结构简单，可靠性高，寿命长，调谐方便，能实现自动控制。一、变容二极管结电容变化范围较大的PN结二极管。特点：工作在反偏压状态，当外加电压发生变化时，其结电容也随之改变。第四十五页，共五十三页，2022年，8月28日图6-3变容管2CB14压控特性第四十六页，共五十三页，2022年，8月28日二、电子调谐原理第四十七页，共五十三页，2022年，8月28日三、频道覆盖与开关二极管频道覆盖系数定义为：

Kf＝所以VHF：Kf＝

UHF：Kf＝第四十八页，共五十三页，2022年，8月28日∵Kf＝故要求电容覆盖系数(电容比)为：KC＝故要求：VHF：Kc＝4.172=17.4UHF：Kc＝22=4第四十九页，共五十三页，2022年，8月28日由于实际电容二极管的变化比为Kc＝18/3=6，故对VHF频道，变容二极管无法覆盖12个频道。解决方法：将1～12频道分