调频方法的概述精选PPT.ppt
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1、调频方法的概述第1页,此课件共18页哦10.3.1直接调频原理直接调频原理直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率,使其反映调制信号变化规律。要器的振荡频率,使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率,就是用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率,就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元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地改变,就能够实现直按调制信号变化规律线性地改变,就能够实现直接调频。接调频。1
2、改变振荡回路的元件参数实现调频改变振荡回路的元件参数实现调频在在LC振荡器中,决定振荡频率的主要元件是振荡器中,决定振荡频率的主要元件是LC振振荡回路的电感荡回路的电感L和电容和电容C。在。在RC振荡器中,决定振荡器中,决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。因而,根据振荡频率的主要元件是电阻和电容。因而,根据调频的特点,用调制信号去控制电感、电容或电调频的特点,用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。阻的数值就能实现调频。第2页,此课件共18页哦调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。常用的可控电感元件是具有铁氧体磁抗管电路。
3、常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路,而可控电阻元件有芯的电感线圈或电抗管电路,而可控电阻元件有二极管和场效应管。二极管和场效应管。2控制振荡器的工作状态实现调频控制振荡器的工作状态实现调频在微波发射机中,常用速调管振荡器作为载波振荡在微波发射机中,常用速调管振荡器作为载波振荡器,其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射器,其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此,只需将调制信号加至反射极即可极电压。因此,只需将调制信号加至反射极即可实现调频。实现调频。若载波是由多谐振荡器产生的方波,则可用调制信若载波是由多谐振荡器产生的方波,则可用调制信号控制积分电容的充放电电流
4、,从而控制其振荡号控制积分电容的充放电电流,从而控制其振荡频率。频率。第3页,此课件共18页哦10.3.2间接调频原理间接调频原理调频波的数学表示式,在调制信号为调频波的数学表示式,在调制信号为u(t)时,为时,为uFM(t)=Ucmcosct+kf可见调频波的相位偏移为可见调频波的相位偏移为kf,与调制信号,与调制信号u(t)的积分成正比。的积分成正比。若将调制信号先通过积分器得若将调制信号先通过积分器得,然后再通过,然后再通过调相器进行调相,即可得到调制信号为调相器进行调相,即可得到调制信号为的的调相波,即调相波,即u(t)=Ucmcosct+kP第4页,此课件共18页哦因此,调频可以通过
5、调相间接实现。通常将这样的因此,调频可以通过调相间接实现。通常将这样的调频方式称为间接调频,其原理方框图如图调频方式称为间接调频,其原理方框图如图10-1所示。这样的调频方式采用频率稳定度很高的振所示。这样的调频方式采用频率稳定度很高的振荡器荡器(例如石英晶体振荡器例如石英晶体振荡器)作为载波振荡器,然作为载波振荡器,然后在它的后级进行调相,得到的调频波的中心频后在它的后级进行调相,得到的调频波的中心频率稳定度很高。率稳定度很高。图图10-1间接调频原理方框图间接调频原理方框图第5页,此课件共18页哦10.4变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路10.4.1.变容二极管调频电路变容二极管
6、调频电路1变容二极管的特性变容二极管的特性变容二极管是根据变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压改变结的结电容随反向电压改变而变化的原理设计的。在加反向偏压时,变容二而变化的原理设计的。在加反向偏压时,变容二管呈现一个较大的结电容。这个结电容的大小能管呈现一个较大的结电容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。正是利用了变容二极灵敏地随反向偏压而变化。正是利用了变容二极管这一特性,将变容二极管接到振荡器的振荡回管这一特性,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,则回路的电容量会明路中,作为可控电容元件,则回路的电容量会明显地随调制电压而变化,从而改变振荡频率,达显地随调制电
7、压而变化,从而改变振荡频率,达到调频的目的。到调频的目的。第6页,此课件共18页哦变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系。变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系。其结电容其结电容Cj与反向偏置电压与反向偏置电压ur之间有如下关系:之间有如下关系:(10-19)式中,式中,UD为为PN结的势垒电压,结的势垒电压,Cj0为为ur=0时的结时的结电容电容;为电容变化系数。为电容变化系数。2调频基本原理调频基本原理图图10-2变容二极管调频电路变容二极管调频电路第7页,此课件共18页哦图图10-2是变容二极管调频器的原理电路。图中虚线是变容二极管调频器的原理电路。图中虚线左边是一个左边是一个L
8、C正弦波振荡器,右边是变容二极正弦波振荡器,右边是变容二极管和它的偏置电路。其中管和它的偏置电路。其中Cc是藕合电容,是藕合电容,ZL为为高频扼流圈,它对高频信号可视为开路。变容二高频扼流圈,它对高频信号可视为开路。变容二极管是振荡回路的一个组成部分,加在变容二极极管是振荡回路的一个组成部分,加在变容二极管上的反向电压为管上的反向电压为ur=Vcc VB+u(t)=VQ+u(t)(10-20)式中,式中,VQ=Vcc VB是加在变容二极管上的直流偏置是加在变容二极管上的直流偏置电压;电压;u(t)为调制信号电压。为调制信号电压。第8页,此课件共18页哦图图10-3结电容随调制电压变化关系结电容
9、随调制电压变化关系图图10-3(a)是变容二极管的结电容与反向电压是变容二极管的结电容与反向电压ur的关的关系曲线。由电路可知,加在变容二极管上的反向系曲线。由电路可知,加在变容二极管上的反向电压为直流偏压电压为直流偏压VQ和调制电压和调制电压u(t)之和,若设之和,若设调制电压为单频余弦信号,即调制电压为单频余弦信号,即u(t)=Umcost则则反向电压为反向电压为ur(t)=VQ+Umcost(10-21)第9页,此课件共18页哦如图如图10-3(b)所示。在所示。在ur(t)的控制下,结电容将随时间发生变化,的控制下,结电容将随时间发生变化,如图如图10-3(c)所示。结电容是振荡器振荡
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