6.2调频基础电路

6.2调频电路主要要求：

了解实现调频的方法及调频电路的主要性能指标。理解变容管直接调频电路的组成和工作原理。了解间接调频电路的组成和工作原理。了解实现调相的基本方法。理解扩展最大频偏的方法。6.2.1概述实现方法：直接调频和间接调频。直接调频：用调制信号直接控制振荡器振荡回路元件的参量，使振荡器的振荡频率受到控制，使它在载频的上、下按调制信号的规律变化。间接调频：将调制信号积分，然后对载波进行调相，从而获得调频信号。特点：原理简单，频偏较大，但中心频率不易稳定。特点：调制不在振荡器中进行，易于保持中心频率的稳定，但不易获得大的频偏。主要性能指标：中心频率及稳定度、最大频偏、非线形失真和调制灵敏度。中心频率：调频信号的载波频率fc。保持中心频率高稳定度是保证接收机正常接收所必需的。最大频偏：正常调制电压作用下所能产生的最大频率偏移Δfm调制信号的频率偏移与调制电压的关系称为调制特性，实际调频电路中调制特性不可能呈线性，而会产生非线形失真。调制灵敏度：调制特性曲线的斜率称为调制灵敏度，调制灵敏度越高，单位调制电压所产生的频率偏移就越大。6.2.2变容二极管直接调频电路一、基本原理提供变容管的反向偏压隔直电容高频扼流圈，对高频开路、对调制信号短路调制信号基本电路高频通路直流和调制信号通路变容管结电容振荡回路由电感L和变容管结电容Cj组成振荡角频率为：变容管结电容Cj与外加电压u的关系为：Cj0是u=0时的结电容。γ是电容变化指数，在1/3到6之间。加在变容二极管两端的电压为：调制信号uΩ(t)变容二极管结电容随调制电压变化的规律为：在偏压UQ作用下所呈现出的电容。称为电容调制度，它反映Cj受调制信号电压调变的程度。

mc<1。振荡角频率与调制信号关系:是未受调制时的振荡角频率，即uΩ=0时的振荡角频率，为调频信号的载波频率。当γ=2时，可以看到角频率ω的变化量与调制信号电压成正比，实现线性调频。当γ≠2时，调制特性是非线性的，但调制电压足够小，也可实现近似的线性调频。

为减小γ≠2所引起的非线性，以及因温度、偏置电压等对CjQ的影响所造成的调频波中心频率的不稳定，在实际应用中，常采用变容二极管部分接入振荡回路方式。变容管部分接入回路所构成的调频电路，调制灵敏度和最大频偏都降低。选γ>2，然后适当调节C1、C2，可使调制特性接近于线性。C2串接Cj然后再并接接C1，降低Cj对振荡频率的影响。1.变容二极管全接入回路的调频电路变容管全部接入回路振荡部分交流通路变容二极管的直流通路调制信号通路中心频率fc=70MHz，最大频偏

fm=6MHz二、电路实例中心频率3.8MHz，最大频偏3.1KHz，经24倍频后获得发射所需的调频信号。电容三点式LC振荡电路V2为射极输出器调频信号输出调制信号输入2.调频立体声广播发射机调频电路晶体振荡器直接调频电路三极管集电极回路调谐于晶体的三次谐波上串接的L1用于增大频偏3.晶体振荡器直接调频电路4.集成压控振荡器构成的直接调频电路采用集成压控芯片MAX2606，电源电压为+2.75~+5.5V，工作频率为70~150MHz。6.2.3间接调频电路一、间接调频基本原理晶振缓冲Umcos(ωct)积分器uΩ(t)uΩ'(t)调相器uo(t)调制信号uΩ(t)=UΩmcos(Ωt)间接调频的关键是调相二、变容二极管调相电路+uo(t)–RPis(t)CjL未加u

(t)时，Cj上加u

(t)，使Cj变化，则回路谐振频率随之改变

c

Z

01

02

90º–90º可见：当载波频率保持为

c不变，Cj随调制信号变化而变化时，输出电压的幅度和相位也随之变化，实现调相。设is(t)=Ismcos

ct则当u

(t)=U

mcos

t，变容二极管工作状态选择合理且相位变化在±30°以内。可得为实现线性调相，mp必须小于30°,（即π/6rad）,故调相波的最大频偏不能很大。

调相指数：最大角频偏：变容二极管的电容调制度并联回路的有载品质因数变容二极管的电容变化指数三、变容二极管间接调频电路电路简化等效电路积分电路要求ΩRC>>1，从而使RC电路对调制信号构成积分电路。iΩ(t)≈uΩ(t)/R

实际加到变容二极管的调制电压为当u

(t)=U

mcos（

t）

时可得输出调频信号调频指数：最大角频偏：由于R>>1/ΩC

，故得利用混频器：

利用倍频器：通常先用倍频器增大调频信号的最大频偏，然后再用混频器将调频信号的载波频率降低到规定的数值。6.2.4扩展最大频偏的方法可将载波频率和最大频偏同时扩展n倍。可在不改变最大频偏的情况下，将载波频率改变为所需值。例6.2.1下图所示为某调频设备的组成框图，已知间接调频电路输出的调频信号中心频率fc1=100kHz，最大频偏Δfm1=24.41Hz，混频器的本振信号频率fL=25.45MHz，取下边频输出，试求输出调频信号uo(t)的中心频率fc和最大频偏Δfm

。解：fc2=4×4×4×3×fc1=192×100kHz=19.2MHzΔfm2=4×4×4×3×Δfm1=192×24.41Hz=4.687kHz

fc3=fL-fc2=(25.45-19.