调频电路

变容二极管调频电路特点
变容二极管调频（Varactor Diode FM）电路是一种使用变容二极管来调制频率的电路。

它具有以下几个特点：
频率调制：变容二极管调频电路主要用于调制信号的频率。

通过调节变容二极管的电容值，可以改变电路的共振频率，从而实现对信号频率的调制。

这种调制方式通常用于无线通信和广播领域。

高灵敏度：变容二极管对电压的响应非常敏感。

通过改变施加在变容二极管上的反向偏置电压，可以调节电容值的大小，进而改变电路的共振频率。

这使得变容二极管调频电路具有高灵敏度和精确的频率调制能力。

宽频带范围：变容二极管调频电路通常具有宽广的频带范围。

通过选择合适的变容二极管和设计电路参数，可以实现较大的频率范围调制，从而适应不同的应用需求。

快速响应：由于变容二极管具有较小的电容和低频率响应，变容二极管调频电路通常具有快速的响应特性。

它可以快速地对输入信号的频率进行调制，使得调频过程更加迅速和灵活。

简单的电路结构：变容二极管调频电路通常具有简单的电路结构。

主要由变容二极管、电容器、电感器和调谐电路组成。

这种简单的结构使得它易于实现、调试和维护，同时也降低了成本和复杂性。

需要注意的是，变容二极管调频电路的频率调制范围和精度受到变容二极管的特性、供电电压范围和电路设计等因素的影响。

因此，在设计和应用时需要仔细考虑这些因素，以确保电路的性能和稳定性。

调频解调电路工作原理
调频解调电路工作原理：
调频解调电路是一种用于将调频信号还原为原来的频率信号的电路。

其工作原理基于调频信号的特点，即频率会随着信号中的信息内容而变化。

调频信号可以表示为：fm(t) = Ac * cos(2π * (fc + kf * m(t)) * t)，其中fm(t)为调频信号，Ac为载波幅度，fc为载波频率，kf为
调制系数，m(t)为调制信号。

调频解调电路主要包括两个部分：解调器和滤波器。

解调器的作用是提取调频信号中的调制信号，一般采用频率鉴频器或相干解调器来完成。

频率鉴频器通过与载波频率同步，将调频信号的频率变化转换为振幅变化，然后通过一个包络检波器来提取调制信号。

相干解调器则通过与载波信号相干检波的方式，将调频信号还原为基带信号。

滤波器的作用是去除解调过程中产生的干扰，保留所需的调制信号。

解调过程中可能会引入一些高频噪声或者其他信号，需要使用滤波器将它们滤除，只保留所需的调制信号。

通过解调器和滤波器的协同工作，调频解调电路可以将调频信号还原为原来的频率信号，从而实现对调频信号的解调。

调频电子电路实验报告实验目的：本实验旨在通过设计和实现调频电子电路，了解调频原理，并验证实际效果。

实验器材：- 信号发生器- 振荡器- 电容、电感、电阻等被测器件- 示波器- 万用表- 示范电路板- 连接线等实验原理：在无线通信中，调频（Frequency Modulation, FM）是一种常用的调制方式。

调频是通过改变载波频率的方式，将待传输的模拟信号转换为无线电波信号。

调频信号的频率围绕着一个中心频率进行扩展和收缩，根据不同的频率变化，可以实现不同信号的传输。

调频技术相对于调幅（AM）技术有较好的抗干扰能力，因此在无线通信中得到广泛应用。

调频电子电路是实现调频原理的具体电路实现。

在调频电子电路中，需要使用一些电子器件，如电感、电容、电阻等来实现频率的扩展和收缩。

通过选择合适的被测器件，可以将模拟信号转换为与其频率变化有关的调频信号。

该调频信号可以通过示波器等仪器进行观测和验证。

实验步骤：1. 准备实验器材，搭建调频电子电路。

2. 将信号发生器连接到调频电子电路的输入端。

3. 设置信号发生器的输出频率和幅度，选择合适的模拟信号。

4. 使用示波器观察调频电子电路的输出信号，并进行波形分析。

5. 调节信号发生器的频率和幅度，观察调频电子电路的输出变化。

6. 记录实验数据和观察结果。

实验结果与分析：通过观察示波器上的波形图，我们可以看到调频电子电路输出的调频信号。

当信号发生器的频率和幅度改变时，调频信号的频率也会相应地发生变化。

这说明调频电子电路成功地将模拟信号转换为调频信号，并实现了频率的扩展和收缩。

根据实验数据和观察结果，我们可以验证调频原理的有效性。

实验结论：通过本实验，我们成功地设计和实现了调频电子电路，并验证了其在频率变化方面的实际效果。

调频技术在无线通信中起着重要的作用，具有较好的抗干扰能力，能够实现高质量的信号传输。

本实验不仅提升了我们对调频原理的理解，同时也加深了对调频电子电路设计与实现的实际操作能力。

调频基本原理及基本电路分析1.调频基本原理产生调频信号的方式很多，总体来看主要是两种，一种是直接调频；一种是间接调频。

(1)直接调频由调频的定义，我们知道调频波的频率是与调制信号成线性关系，调频波的频率变化量是与调制信号成正比的，因而可以将调制信号作为载波压控振荡器的控制电压，使其产生的振荡频率随调制信号成线性变化。

这种调频方式叫做直接调频。

在LC正弦波振荡器中，由于其振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容量，所以在振荡回路中接入可控电抗元件，就可以实现直接调频。

(2)间接调频间接调频主要是利用调频波和调相波的数学描述之间的关系。

变容二极管直接调频电路用变容二极管取代振荡回路中的电容C，以完成调制信号控制载波振荡器瞬时频率的作用的电路叫做变容二极管直接调频电路。

1.电路原理图10.9是一个变容二极管直接调频电路的原理图。

该电路本是变压器耦合反馈式正弦波振荡回路，L1C1回路是振荡器的主谐振回路，若没有图中虚线右边的电路，则该谐振回路决定了振荡器的振荡频率但该电路中在L1C1谐振回路中并联了一个变容二极管D，因而fo应由L1、C1及Cj共同决定，如图中虚线右边电路所示。

电路中C2是耦合电容，C3是高频及调制信号uΩ(t)的旁路电容，L2是高频扼流圈用以让uΩ(t)通过。

电源E 用以给变容二极管D提供反偏直流电压，uΩ(t)是调制信号。

下面我们通过分析该电路来阐述变容二极管调频电路的工作原理。

变容二极管是利用半导体PN结的结电容随反向电压变化这一特性而制成的一种半导体二极管，它是一种电压控制可变电抗元件，变容二极管的结电容Cj与反向电压uΩ(t)的关系见下式：下面我们来阐述该电路的具体工作原理：设调制信号为uΩ(t)，反向直流偏压Uo=UCC－E，则二极管反向电压为ur(t)=U0+uΩ(t)，因为∣Uo︱>︱uΩmax︱，所以二极管一直保持处于反偏状态。

此时，二极管等效电容Cj为：当调制信号作用于变容管端，如图10.10(b)所示，就会使变容管的结电容Cj在C0的基础上随uΩ(t)变化，经逐点作图，可得Cj随时间变化的曲线，如图10.10(c)所示。

本文较详尽地介绍了颇有代表性的几款业余情况下容易制作成功的８８～１０８ＭＨｚ调频广播范围内的小功率发射电路，其中有简易的单管发射电路，也有采用集成电路的立体声发射电路。

主要用于调频无线耳机、电话无线录音转发、遥控、无线报警、监聴、数据传输及校园调频广播等。

单声道调频发射电路图１是较为经典的１．５ｋｍ单管调频发射机电路。

电路中的关键元件是发射三极管，多采用Ｄ４０、Ｄ５０、２Ｎ３８６６等，工作电流为６０～８０ｍＡ。

但以上三极管难以购到，且价格较高，假货较多。

笔者选用其他三极管实验，相对易购的三极管Ｃ２０５３和Ｃ１９７０是相当不错的，实际视距通信距离大于１．５ｋｍ。

笔者也曾将Ｄ４０管换成普通三极管８０５０，工作电流有６０～８０ｍＡ，但发射距离达不到１．５ｋｍ，若改换成９０１８等，工作电流更小，发射距离也更短。

电路中除了发射三极管以外，线圈Ｌ１和电容Ｃ３的参数选择较重要，若选择不当会不起振或工作频率超出８８～１０８ＭＨｚ范围。

其中Ｌ１、Ｌ２可用∮０．３１ｍｍ的漆包线在∮３．５ｍｍ左右的圆棒上单层平绕５匝及１０匝，Ｃ３选用５～２０ｐＦ的瓷介或涤纶可调电容。

实际制作时，电容Ｃ５可省略，Ｌ２也可换成１０～１００ｍＨ的普通电感线圈。

若发射距离只要几十米，那么可将电池电压选择为１．５～３Ｖ，并将Ｄ４０管换成廉价的９０１８等，耗电会更少，也可参考《电子报》２０００年第８期第五版《简易远距离无线调频传声器》一文后稍作改动。

图１介绍的单管发射机具有电路简单，输出功率大，制作容易的特点，但是不便接高频电缆将射频信号送至室外的发射天线，一般是将０．７～０．９ｍ的拉杆天线直接连在Ｃ５上作发射的，由于多普勒效应，人在天线附近移动时，频漂现象很严重，使本来收音正常的接收机声音失真或无声。

若将本发射机作无线话筒使用，手捏天线时，频漂有多严重就可想而知了。

图２为２ｋｍ调频发射机电路。

本电路分为振荡、倍频、功率放大三级。

电路中Ｖ１、Ｃ２～Ｃ６、Ｒ２、Ｒ３及Ｌ１组成电容三点式振荡器，其振荡频率主要由Ｃ３、Ｃ４和Ｌ１的参数决定，其振荡频率为４４～５４ＭＨｚ，该信号从Ｌ１的中心抽头处输出，再经过Ｃ７耦合至Ｖ２放大，由Ｃ８和Ｌ２选出４４～５４ＭＨｚ的二倍频信号，即８８～１０８ＭＨｚ，此信号由Ｃ９耦合至Ｖ３进行功率放大，Ｖ３由３只３ＤＧ１２三极管并联组成，可扩大输出功率。

FM(调频)无线话筒电路图该话筒语音清晰度较高，主要采取了几个措施：ＭＩＣ输出的信号先送到ＢＧ１管进行放大，其中Ｒ１和Ｃ１是附加的高音预加重电路。

Ｃ２和Ｃ３是ＢＧ１管的输入和输出耦合电容，其值用得较小，是为了衰减低音，提升中高音。

ＢＧ１管输出端反向并联的二极管Ｄ３、Ｄ４与Ｃ４、Ｒ７的电路，是利用二极管正向导通时内阻变小的特性对强信号起限幅作用，而正常强度的信号不受影响，同时对话筒与扬声器之间的正反馈引起的啸叫也有良好的抑制作用。

话筒信号经ＢＧ１放大后，通过Ｌ５加到ＩＣ内部的变容管上，对高频信号进行调频调制，可得到较大的频偏。

Ｃ７、Ｃ８和Ｃ９、Ｌ１组成调频信号调谐电路，其工作频率在８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ之间。

ＩＣ的第脚输出的高频信号经Ｌ２和Ｃ１０调谐选频后送Ｃ１１再耦合到ＢＧ２管进行射频放大（ＢＧ２可用一般的超高频管）后，向空间辐射调频的话筒信号。

整机装在一个袖珍半导体收音机的外壳内。

ＭＩＣ用一根８０ｃｍ长的单芯屏蔽软线引出，此话筒引线兼作发射天线。

Ｃ１３输出的高频信号用电感Ｌ４与地隔离，接到屏蔽线的外层。

ＭＩＣ装在一个合适的乳胶管内，再用一个领带夹与乳胶管固定在一起。

使用时将话筒夹在胸前靠近衣领处，机器挂在裤带上，使话筒线展开，其发射效果最好。

Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３用∮０．５ｍｍ左右的漆包线在直径为５ｍｍ的圆棒上绕５圈，Ｌ２上有一抽头。

Ｌ４、Ｌ５和Ｌ６可用普通小型色码电感。

调试时先调Ｌ１的松紧度，使收音机在ＦＭ段能收到该调频话筒发射的信号，再调Ｃ１６使信号更强。

最后将收音机天线缩短后调Ｌ３，使发射距离最远。

如有简易场强计配合调试，能调到效果最佳。

本机频率稳定，一次调好后使用数月不会漂移。

本人使用４．５Ｖ电源时，发射—接收距离２５米之内无方向性，用调频收音机收听，感觉就像是一个调频广播电台。

调频无线话筒接收机电路上传者：dolphin 浏览次数:1869调频无线话筒接收机电路大致几个大的部分：1。

调频接收及变频：由IC1 (BA4424)，本振回路（Q1,Q2）及外围元件组成。

调频电路的原理
调频电路是一种用于传输和调制音频信号的电路，利用频率调制的原理来传输音频信号。

调频电路的基本原理是将音频信号转换为频率调制的信号。

首先，音频信号经过一个调频器，将其转换为一个具有不同频率的载波信号。

调频器可以是一个电容或电感元件，通过改变其电容值或电感值来改变载波信号的频率。

这样，载波信号的频率就根据音频信号的强弱而不断变化。

接下来，调频器的输出信号经过一个调频发射机，将其放大并发送出去。

调频发射机中通常包含一个放大器来增强信号的幅度，以达到较远距离的传输。

接收端的调频接收机接收到传输的调频信号后，首先经过一个解调器，将调频信号转换为原始音频信号。

解调器根据载波信号的频率变化情况，恢复出原始音频信号的波形。

最后，原始音频信号经过一个放大器放大，然后输出到扬声器或其他音频设备中。

这就是调频电路的基本原理。

通过频率调制的方法，调频电路可以实现音频信号的传输和调制。

调幅和检波电路与调频和鉴频电路说明调幅和检波电路：⼴播和⽆线电通信是利⽤调制技术把低频声⾳信号加到⾼频信号上发射出去的。

在接收机中还原的过程叫解调。

其中低频信号叫做调制信号，⾼频信号则叫载波。

常见的连续波调制⽅法有调幅和调频两种，对应的解调⽅法就叫检波和鉴频。

调幅电路：调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化，载波的频率和相应不变。

能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

调幅是⼀个⾮线性频率变换过程，所以它的关键是必须使⽤⼆极管、三极管等⾮线性器件。

根据调制过程在哪个回路⾥进⾏可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅 3 种。

下⾯举集电极调幅电路为例。

检波电路：检波电路或检波器的作⽤是从调幅波中取出低频信号。

它的⼯作过程正好和调幅相反。

检波过程也是⼀个频率变换过程，也要使⽤⾮线性元器件。

常⽤的有⼆极管和三极管。

另外为了取出低频有⽤信号，还必须使⽤滤波器滤除⾼频分量，所以检波电路通常包含⾮线性元器件和滤波器两部分。

下⾯举⼆极管检波器为例说明它的⼯作。

调频和鉴频电路：调频：是使载波频率随调制信号的幅度变化，⽽振幅则保持不变。

鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号，它的过程和调频正好相反。

调频电路能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。

常⽤的调频⽅法是直接调频法，也就是⽤调制信号直接改变载波振荡器频率的⽅法。

图 8 画出了它的⼤意，图中⽤⼀个可变电抗元件并联在谐振回路上。

⽤低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化，使载波振荡器的频率发⽣变化。

鉴频电路：能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路，有时也叫频率检波器。

鉴频的⽅法通常分⼆步，第⼀步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频 — 调幅波，第⼆步再⽤⼀般的检波器检出幅度变化，还原成低频信号。

常⽤的鉴频器有相位鉴频器、⽐例鉴频器等。

一、复习前面有关知识 二、直接调频电路变容二极管直接调频：全接入式和部分接入式 1、全接入式（实际电路见书图6.2.3）L1：高频扼流圈与C1、C2隔直电容防止控制电路影响振荡电路；C3高频旁路电容 中心频率：ω=（LCj)-1/2 2、部分接入方式引入原因：变容二极管作为振荡回路总电容的直接调频电路最大的优点是调制信号对振荡频率的控制能力强，即调制灵敏度高kf=[ωc /(U B +U Ωm )](γ/2),较小的m 值就能产生较大的频偏。

缺点：若温度变化或UB 不稳定会引起CjQ 变化从而使载波不稳定，为提高稳定性可以采用部分接入振荡回路的直接调频电路（上图）。

则C=C 1+[C 2C J /（C 2+C j ）]3、晶体管振荡器直接调频具体电路QL C 1C 2C j上图为90MHz的直接调频电路及其高频通路。

采用方法：改变晶体管振荡中除晶体管外的回路元件，即可实现晶体管振荡器的直接调频载波频率稳定度高，最大频偏窄，可采用晶体管串接小电感法或Л行网络阻抗变换法扩大频偏。

三、间接调频电路1、原理：间接调频的方法是：先将调制信号uΩ积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频。

间接调频电路方框图如图所示。

设调制信号uΩ=UΩm cosΩt经积分后得用积分后的调制信号对载波u c(t)=U cm cosωc t进行调相，则得可以看出与FM公式结构完全相同，所以实现间接调频的关键是调相2、变容二极管调相电路（1）方法：矢量合成法（适用于mp<900）可变移相法调相电路（应用最广的变容二极管可控电抗元件构成的谐振回路）可控移相网络是给由晶振产生的高频载波产生一个附加变化相位，而且这个变化相位受调制信号控制。

（2）电路：设输入载波电流为则回路的输出电压为并联谐振回路谐振频率ω0是随调制信号而变化的，因而相移φ(ωc)也随调制信号而变化的。

根据并联谐振回路的特性，可得式中，Q为并联回路的有载品质因数。

教学内容：一、调频信号的产生由调频信号的频谱分析可知,调制后的,要产生调频信号就必须利用非线性调频信号中包含许多新的频率分量,因此元器件进行频率变换;产生调频信号的方法主要有两种：直接调频和间接调频;直接调频是用调制信号直接控制载波的瞬时频率,产生调频信号;间接调频则是先将调制信号进行积分,再对载波进行调相,获得调频信号;二、直接调频电路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,使其不失真地反映调制信号变化规律;1改变振荡回路的元件参数实现调频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芯的电感线圈或电抗管电路,而可控电阻元件有PIN二极管和场效应管;若将这样的可控参数元件或电路直接代替振荡器振荡回路的某一元件例如L或C或者直接并接在振荡回路两端,这样振荡频率就会与可控参数元件的数值有关,用调制信号去控制这样元件的参数值,就能够实现直接调频;2变容二极管直接调频电路1变容二极管的特性变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压改变而变化的原理设计的一种二极管;它的极间结构、伏安特性与一般检波二极管没有多大差别;不同的是在加反向偏压时,变容二管呈现一个较大的结电容;这个结电4312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显地随调制电压而变化,从而改变振荡频率,达到调频的目的;右图为变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系2基本原理变容二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u = VCC –VB+Ut,结电容是振荡器的振荡回路的一部分,结电容随调制信号变化,回路总电容也随调制信号变化,故振荡频率也将随调制信号而变化;只要适当选取变容二极管的特性及工作状态,可以使振荡频率的变化与调制信号近似成线性关系,从而实现调频;3电路分析a变容二极管作为振荡回路的总电容根据调频的要求,当变容二极管的结电容作为回路总电容时,实现线性调频的条件是变容二极管的电容变化系数 r=2;在相对频偏较小的情况下,对变容二极管值的要求并不严格;然而在微波调频制多路通信系统中,通常需要产生相对频偏比较大的调频信号;这时由于m值较大,当时．就会产生较大的非线性失真和中心频率偏移;这种情况下,则应采用r近于2的变容二极管;b变容二极管部分接入振荡回路调频特性取决于回路的总电容 C,而 C 可以看成一个等效的变容二极管,随调制电压Ut的变化规律不仅决定于变容二极管的结电容CJ随调制电压的变化规律,而且还与C1和CC的大小有关;因为变容二极管部分接入振荡回路,其中心频率稳定度比全部接入振荡回路要高,但其最大频偏要减小;4变容二极管调频电路的优点电路简单,工作频率高,易于获得较大的频偏,而且在频偏较小的情况下,非线性失真可以很小;因为变容二极管是电压控制器件,所需调制信号的功率很小;这种电路的缺点是偏置电压漂移,温度变化等会改变变容二极管的结电容,即调频振荡器的中心频率稳定度不高,而在频偏较大时,非线性失真较大;对晶体振荡器进行直接调频时,因为振荡回路中引入了变容二极管,所以调频振荡器的频率稳定度相对于不调频的晶体振荡器是有所下降;三、间接调频-由调相实现调频实现调相的方法通常有三类：一类是可变移相法调相；第二类是向量合成的移相电路；第三类是脉冲调相电路;因为调相电路输入的载波振荡信号可采用频率稳定度很高的晶体振荡器,所以采用调相电路实现间接调频,可以提高调频电路中心频率的稳定度;在实际应用中,间接调频是一种应用较为广泛的方式;1变容二极管移相的单回路的移相电路将载波振荡信号电压通过一个受调制信号电压控制的相移网络,即可以实现调相;可控相移网络有多种实现电路;其中,应用最广的是变容二极管调相电路;下图为单回路变容二极管调相电路和调相电路的相频特性等幅的频率恒定的载波信号通过谐振频率受调制信号调变的谐振回路,其输出电压将是一个相位受调制信号控制的调相波;在实际应用中．通常需要较大的调相指数,为了增大它,可以采用多级单回路构成的变容二极管调相电路;2三级单回路变容二极管调相电路原理图如下：上图是一个三级单回路变容二极管调相电路;每一个回路均有一个变容二极管以实现调相;三个变容二极管的电容量变化均受同一调制信号控制;为了保证三个回路产生相等的相移,每个回路的Q值都可用可变电阻22k调节;级间采用小电容1PF作为耦合电容,因其耦合弱,可认为级与级之间的相互影响较小,总相移是三级相移之和;这种电路能在范围内得到线性调制;这类电路由于电路简单、调整方便、故得到了广泛的应用;。