第18讲高频直接调频电路.ppt
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1、1,旧版:第7.27.3章 调频方法与调频电路,6.2 调制器,2,间接调频: 对调制信号先积分后调相 ( fC 较稳定,但是频偏小 ),直接调频: 对振荡器直接进行频率调制 ( 可获大频偏,但 fC 不稳定 ),请一班5位同学:实现图6-15电路仿真 请二班5位同学:实现(旧版)图7-16电路仿真 请三班5位同学:实现图6-29a电路仿真 请四班5位同学:实现图6-29b电路仿真 请五班5位同学:实现图6-27电路仿真,3,压控振荡器的振荡频率随调制信号线性变化,压控振荡器的中心频率即为载波频率。 若被控制的是LC振荡器,则只需控制振荡回路的某个元件(L或C),使其参数随调制电压变化,就可达
2、到直接调频的目的。,直接调频法,4,1. 调制特性,要线性,调频电路输出电压的频率偏移与调制电压的关系( fV ),一. 调频电路的指标:,5,4. 相对频偏 1% 大频偏 1% 小频偏,3. 中心频率 ( 载波频率 ),要稳定,2. 调制灵敏度:,6,PN结的电容效应,电容效应包括两部分,势垒电容,扩散电容,(a) PN 结加正向电压,(b) PN 结加反向电压,7,应满足: |VQ | Vm,C1 隔直作用 C2 高频滤波电容 L1 高频扼流圈,变容二极管直接调频电路,利用结电容受反向外加电压控制而变化来实现调频。,8,加在变容管上的电压,9,图7-13 变容二极管作为回路总电容的直接调频
3、电路,10,140MHz的变容管直接调频电路,150pF,11,L1与变容管Cj构成振荡回路并与晶体管Q1接成电感三点式 振荡电路。,变容管的直流电压偏置从正电源稳压电路中通过两个470W 电位器取出一部分提供,作为VQ。,调制信号通过1.7mH的高频扼流圈L2和两个150pF电容 C1、C2接成的p型滤波网络加到变容管上。,12,两个对接的变容二极管部分接入的直接调频电路,(1)两个变容二极管串联后的总电容,(2)两变容二极管反向串联,对高频信号而言,加到两管的高频电压降低一半,可减弱高频电压对结电压的影响,另外在高频电压的任一半周内,一个变容管寄生电容增大,而另一个 减少,从而消弱寄生调制
4、。,13,图示是一个电容式话筒调频发射机实例。,电容话筒在声波作用下,内部的金属薄膜产生振动,会引起薄膜与另一电极之间电容量的变化。如果把电容式话筒直接接到振荡器的谐振回路中,作为回路电抗就可构成调频电路。,14,电容式话筒振荡器是电容三点式电路,它利用了晶体管的极间电容。电容话筒直接并联在振荡回路两端,用声 波直接进行调频。,图(b)是电容式话筒的原理图,金属膜片与金属板之间形成电容,声音使膜片振动,两片间距随声音强弱而变化,因而电容量也随声音强弱而变化。在正常声压下,电 容量变化较小,为获得足够的频偏应选择较高的载频。,15,这种调频发射机载频约在几十兆赫兹到几百兆赫兹之间。 耳语时,频偏
5、约有2kHz; 大声说话时,频偏约40kHz左右; 高声呼喊时,频偏可达75kHz。 这种电路没有音频放大器所造成的非线性失真,易于获得较好的音质。这种调频发射机只有一级振荡器,输出功率小,频率稳定度差,但体积小,重量轻。,16,Cj0 反向电压v = 0 时的结电容 VD PN结内建电位差( 很小) 电容的变化指数,变容二极管直接调频原理分析,17,CjQ,当调制信号为:,=,结电容的调制度M,18,结电容的调制度,静态结电容,动态结电容,19,瞬时振荡角频率为:,20,线性调制,调制特性分析,最大频偏,21,调制特性分析,利用函数展开幂级数,22,最大角频偏,中心频率偏移,调制灵敏度,23
6、,例 调频振荡回路有电感L和变容二极管组成。L=2mH,变容二极管的参数为:,(1)载波fc,(2)由调制信号引起的载波漂移fc,(3)最大频偏fm,(4)调频系数kf,(5)二阶失真系数,24,25,26,27,C3为高频滤波电容,变容管部分接入振荡回路,28,动态结电容,C1、C2 的引入,使Cj 对回路总电容的影响减小,从而c 的稳定性提高,29,例:对图6-15所示的变容管直接调频电路。 1.说明电路中各元件的作用; 2.画出该调频振荡器的高频通路、变容管的直流通路和音频通路。 3.若已知u(t)=Umcos(2104t)(V),变容管结电容Cj=80(UQ+u)0.5(pF),调频指
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