变容二极管直接调频电路课程设计-精品

实验七变容二极管调频器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●频率调制●变容二极管调频●静态调制特性、动态调制特性2．做本实验时所用到的仪器：●变容二极管调频模块●双踪示波器●频率计●万用表二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法；3．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。

三、实验内容1．用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响；2．变容二极管调频器静态调制特性测量；3．变容二极管调频器动态调制特性测量。

四、实验原理1．调频电路变容二极管调频器实验电路如图7-1所示。

图中，12BG01本身为电容三点式振荡器，它与12D01、12D02（变容二极管）一起组成了直接调频器。

12BG03为放大器，12BG04为射极跟随器。

12W01用来调节变容二极管偏压。

由图7-1可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由12R02、12W01和12R03分压后，从12R03得到的电压，因而调节12W01即可调整偏压。

由图可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共基接法），由于电容12C05对高频短路，因此变容二极管实际上与12L02相并。

调整电位器12W01，可改变变容二极管的偏压，也即改变了变容二极管的容量，从而改变其振荡频率。

因此变容二极管起着可变电容的作用。

对输入音频信号而言，12L01短路，12C05开路，从而音频信号可加到变容二极管12D01、 12D01上。

当变容二极管加有音频信号时，其等效电容按音频规律变化，因而振荡频率也按音频规律变化，从而达到了调频的目的。

121图7-1 变容二极管调频器实验电路本实验电路为西勒振荡器，高频等效电路如图7-2所示。

电路的频率为：∑=LC t f π21)(式中： j 1C C 11112C0312C0412C06∑=+++在调制信号Ωu 控制下实现频率调制。

12C062CC1F图7-2 变容二极管调频器高频等效电路2．调频电路的特性（1）调频电路的静态调制特性静态调制特性是指，振荡频率f 随变容二极管直流偏置电压B V 的变化特性。

变容二极管调频实验报告变容二极管调频实验报告引言调频（Frequency Modulation，简称FM）是一种常见的无线通信技术，其基本原理是通过改变载波信号的频率来传输信息。

变容二极管是一种特殊的二极管，具有随电压变化而改变电容的特性。

本次实验旨在探究变容二极管在调频中的应用，并分析其原理和实验结果。

实验步骤1. 实验器材准备：准备一个变容二极管、一个信号发生器、一个示波器和一根连接线。

2. 连接实验电路：将变容二极管的正极连接到信号发生器的输出端，将其负极连接到示波器的输入端。

3. 调节信号发生器：将信号发生器的频率调节到一个较低的值，例如100 Hz。

4. 观察示波器波形：在示波器上观察到一个稳定的正弦波信号。

5. 调节信号发生器频率：逐渐增加信号发生器的频率，观察示波器上波形的变化。

6. 记录实验结果：记录不同频率下示波器上的波形变化。

实验原理变容二极管的电容值随着电压的变化而变化，当电压增大时，电容值减小，反之亦然。

在调频中，我们可以利用这一特性来改变载波信号的频率。

当变容二极管的电压变化时，其电容值也随之变化，从而导致载波信号的频率发生变化。

实验结果及分析在实验过程中，我们逐渐增加信号发生器的频率，观察到示波器上波形的变化。

实验结果显示，随着频率的增加，波形的周期变短，频率也随之增大。

这是因为变容二极管的电容值随着电压的增加而减小，导致载波信号的频率增大。

通过实验结果，我们可以看出变容二极管在调频中起到了关键作用。

通过改变变容二极管的电压，我们可以实现对载波信号频率的调节。

这对于无线通信系统中的频率调节非常重要，可以实现更高效的数据传输和信号传播。

结论本次实验通过观察变容二极管在调频中的应用，探究了其原理和实验结果。

实验结果表明，变容二极管的电容值随电压变化而变化，通过改变电压可以实现对载波信号频率的调节。

这为无线通信系统中的频率调节提供了一种有效的解决方案。

通过本次实验，我们深入了解了变容二极管在调频中的应用，为进一步研究和应用该技术奠定了基础。

项目五变容二极管调频一、变容二极管调频电路设计使用12V供电，振荡器Q81使用3DG12C，变容管使用IT32,Q82为隔离缓冲级。

主要技术指标：主振频率f0=10.7MHz，最大频偏△f m＝±20kHz由R81、R82、W81、R83组成变容二极管的直流偏压电路。

C83、C84、C812组成变容二极管的不同接入系数。

TPI81为调制信号输入端，由L84、C88、C87、C89、C85和振荡管组成LC调制电路。

二、观测结果及结论1用示波器在TPO82处观察振荡波形为（标明频率、振幅Vp-p）2从TPI81处输入1kHz的正弦信号作为调制信号后用示波器在TPO82处观察振荡波形变化为（画波形及变化趋势）3分别接J81、J83重做步骤4得波形注意步骤6）后内容选作一部分再记录项目六调幅收音机整机调试一、调幅收音机工作原理二调幅收音机整机设计该电路为一七管半导体调幅收音机，信号频率范围525～1605kHz，输出最大功率为100mW，3V电源由电源模块＋5V电源经DR05～DR07降压得到。

.BR01是磁棒天线。

磁棒天线BR01上的初级线圈与双联电容CR01组成输入回路，进行调谐接收。

QR01完成高频放大、本振和混频的功能。

其中混频器是一变压器反馈式的LC振荡器，中周BRO2的初、次级线圈构成反馈变压器，CB02与BRO2的次级线圈构成其选频网络。

由于CB2和CR01是双联电容，因此收音机调台时本振电路的选频网络的谐振频率也跟着变化，以保证混频器差拍频率为465kHz。

QR02和QR03组成两级单调谐中频放大器，中心频率为465kHz。

调节中周BR03、BR04、BR05可改变中频放大器的中心频率。

QR04集电极和基极短接作为检波二极管用。

CR08、RR09和CR09组成检波低通滤波。

WR调节输出音量。

QR05、QR06和QR07组成音频功放电路，其中QR05为推动级，QR06和QR07组成乙类推挽电路。

变容二极管直接调频实验预习报告
学号--------------------姓名实验台号
一、实验目的
1、进一步掌握实现调频的方法及其电路组成。

2、了解变容二极管调频电路的组成和基本工作原理。

二、实验仪器
数字万用表、数字频率计、数字示波器、直流稳压电源
三、实验原理
三、实验任务
1，准备
（1）熟悉电路中各个元器件的作用和位置，断开k4，k5，检查无误后接通电源。

用示波器测量输出波形及频率。

（2）闭合k5，调节DW3，使VQ=4V左右，适当调节DW1,C6，使输出波形较好，振荡频率4MHz左右
2，测量Cj-v特性
（1）逐渐改变DW3的大小，测量笔记录VQ大小（用数字万用表测量）以及VQ 对应的频率fj，绘制fj-VQ曲线，该曲线即为静态频率调制特性。

VQ（v） 2 3 4 5 6 7 8 9
fj（MHz）
Cj（pF）
（2）断开k5（即去掉变容二极管及其偏执电路），测量并记录测试的振荡频率fosc （3）闭合K4（记载回路电容C6两端并联已知电容Ck），记录此时的振荡频率fk。

（4）计算C总、Cj，填入表中，绘制变容二极管的Cj-v特性曲线。

（5）有Cj-v特性曲线计算VQ=4V时的休旅Sc，计算调制灵敏度Sf。

3，观察调频信号波形
（1）闭合K4K5，调整DW3，使VQ=4V，调整DW1，使输出波形正常。

（2）介入调制信号，并调整音频信号输出电压Vpp<2V，观察输出的调频信号波形；
适当调整调制信号的幅度，观察调频信号波形的变化。

（3）观察调制信号电压幅度对调频信号中心频率的影响。

变容二极管直接调频电路
变容二极管调频电路是一种经典的调频电路，主要使用半导体可控硅电子元件变容二极管作为控制元件。

它可以用来提供按需要调整的频率、振幅和相位，可以根据调频、接收和发射系统的需要以及信号源（如晶体振荡器）来调整调制频率、振幅和相位。

变容二极管作为调频控制元件，具有电容可变的特性，可实现电容的连续变化，从而实现调频电路的实现。

调频电路中的这种变容二极管可以用作一种稳定的控制元件，用来调整感应线圈的频率。

它还可以用来控制连接电路的相位和振幅，从而控制调频信号的相位和振幅，从而实现调频电路的频率、相位和振幅的调节。

变容二极管调频电路中，变容二极管通常是以受到外部射频电磁脉冲激励为基础，借助内部结构反馈成一种和射频电磁脉冲频率及相应振幅。

一般情况下，变容二极管的输出频率比其激励源的频率要低，因为变容二极管的内部的电容，本身也作为了频率的调节因素，当激励信号的频率发生变化时，变容二极管内部的电容也会发生变化，使输出频率存在随机的波动。

因此，为了完成调频功能，变容二极管需要通过外部的频率控制焊接引脚来实现控制，从而实现控制信号的稳定和调频功能。

变容二极管调频电路具有体积小、体积效率高、运行可靠性高等优点，被广泛应用在调频、中频、短波等信号处理的领域，如通讯系统、无线电测量设备、航空专业仪器、收音机等。

由于变容二极管的调频电路设计简单，采用变容二极管作为调频控制元件，它还能节省大量空间，可扩展性非常强，可用来编辑一个可编程的调频电路，从而可以实现多种功能，如调制、接收和发射等，广泛应用在电子设备和通讯产品以及其他相关产品中。

实验四 变容二极管调频一、实验目的1、掌握变容二极管调频电路的原理。

2、掌握变容二极管调频的工作原理；3、学会测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；4、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。

二、实验内容1、调节电路，观察调频信号输出波形。

2、观察并测量LC 调频电路输出波形。

3、观察频偏与接入系数的关系。

4、测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；测量调频信号的频偏及调制灵敏度。

5、二、实验原理（1）变容二极管调频原理所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬时频率，使其按调制信号的规律变化。

设调制信号： ()t V t Ω=ΩΩcos υ，载波振荡电压为：()t A t a o o ωcos =根据定义，调频时载波的瞬时频率()t ω随()t Ωυ成线性变化，即()t t V K t o f o Ω∆+=Ω+=Ωcos cos ωωωω （4-1）则调频波的数字表达式如下：()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=Ωt V K t A t a f o o f sin cos ω 或 ()()t m t A t a f o o f Ω+=sin cos ω （4-2）式中： Ω=∆V K f ω是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。

比例常数K f 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。

式中：F f V K m f f ∆=Ω∆=Ω=Ωω称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了调制深度。

由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。

如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4-6—1所示。

图4-1 变容二极管调频原理电路变容二极管j C 通过耦合电容1C 并接在N LC 回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。

因而，振荡回路的总电容C 为：j N C C C += （4-3）振荡频率为：)(2121j N C C L LC f +==ππ （4-4）加在变容二极管上的反向偏压为：()()()高频振荡，可忽略调制电压直流反偏O Q R V V υυ++=Ω变容二极管利用PN 结的结电容制成，在反偏电压作用下呈现一定的结电容（势垒电容），而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化，其关系曲线称j C ～R υ曲线，如图4-6—2所示。

未知驱动探索，专注成就专业
变容二极管调频电路
变容二极管调频电路是一种常用于无线通信系统中的调频电路。

这种电路使用变容二极管作为频率调谐元件，通过改变二极管的偏置电压来调节电路的工作频率。

变容二极管是一种特殊的二极管，其结构中包含具有可变电容的介质。

当对变容二极管施加不同的偏置电压时，其电容值会相应地改变。

这样，通过改变二极管的电压，可以调节电路中的共振电感和变容二极管之间的共振频率。

在变容二极管调频电路中，常用的电路结构是将变容二极管与一个电感和一个固定电容构成谐振电路。

根据调谐需要，改变变容二极管的电压，可以改变谐振电路的共振频率。

从而实现对电路的调频功能。

变容二极管调频电路被广泛应用于无线通信系统中，例如无线电广播、移动通信等领域。

其优点是调谐范围广、调谐速度快、结构简单等。

1。

实验七变容二极管调频电路一、实验目的1.弄清变容二极管调频电路原理及构成；2.弄清调频器调制特性及测量方法；3.观察寄生调幅现象，弄清其产生原因及消除方法。

二、预习要求1.复习变容二极管的非线形特性，及变容二极管调频振荡器调制特性；2.复习角度调制的原理和变容二极管调频电路有关资料。

三、仪器设备1. 双踪示波器 1 台2. 标准信号发生器 1 台3. 高频电路实验学习机 1 台4. 频率计 1 台5. 万用表 1 台6. 实验板 G4 1 块四、实验电路说明频率调制是高频振荡的振幅 U cm保持不变，而频率却随调制信号 u (t ) 的变化作线性变化 , 已调波称为调频波。

这种调制称为频率调制，常用 FM表示。

直接调频电路常用变容二极管调频电路。

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， 则回路的电容量会随调制信号电压而变化，从而改变振荡频率，达到调频的目的。

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C j 与反向偏置电压 u r 之间有如下关系：Cj 0C j(1u r)U D式中， U D 为变容二极管 PN 结的势垒电压， C j 0 为 u r =0 时的结电压 ; 为电 容变化系数。

五、实验内容及步骤1. 实验电路变容二极管构成的调频振荡器实验电路见图7-1 所示 。

R3C15L3C16 L4C17+12VR p 1L2 R p 2R8R18R13C13 C14C18R5R2KC11EdV1C7V2R p 3V3C1C3 C4C5C6C8L1R15FR11C12UiD COUTR1R4R6 R7 R9R14C2R12C9图 7-1 变容二极管构成的调频振荡器实验电路2. 静态调制特性测量输入端 U i 不接音频调制信号，将频率计接到调频器的F 端。

通信电路设计变容二极管调频电路设计
变容二极管调频电路是一种用于实现快速可调调频的电路，它可以快速变化调频信号
的输出频率而不影响调频信号的波形、幅度和相位。

这种电路由于具有调节脉宽和调节频
率容易操作的优点，已广泛应用于微波信号处理、无线连接、语音处理等领域。

变容二极管调频电路由二极管、变容电容器、滤波元件和稳压电路组成，其结构如下
图所示：
图1 变容二极管调频电路示意图
二极管主要起“开关式”放大作用，根据反馈电路的不同情况，其工作的仿真模型和
电路结构可以极大的改变，其在调频方面有很大的作用。

变容电容器可以实现电容的变化，从而调节电流的充放电量，调节输出信号的频率。

滤波元件可以把调制信号从信号源中提取出来，有效地打消其他低频信号，使得其输
出信号更加清晰，从而更好地实现变频效果。

稳压电路将产生固定电压，它可以保护二极管和变容电容不受外部电压波动的影响，
以提高调频电路的稳定性。

通过以上四部分的调制电路可以实现变容二极管调频电路，可以有效控制信号的频率，提高电路的可靠性和鲁棒性。

此外，变容二极管调频电路还具有低功耗和体积小的优点，
使得它在实际应用中受到广泛的欢迎，在微波、通信等领域发挥着重要的作用。

《高频电子线路》课程设计报告{设计题目：变容二极管调频与解调器设计}姓名：分院：班级：学号：日期：目录一、课程设计目的 (3)二、课程设计题目描述及要求 (3)三、课程设计报告内容 (4)1、实验目的 (4)2、实验原理 (4)3、实验仪器 (6)四、实验总结 (6)五、参考资料 (6)一、课程设计目的通过本课程设计掌握通信系统中常用的一些基本功能电路的组成、工作原理、电路、性能特点、基本分析方法和工程计算方法，强调电路结构和单元电路的模型化，初步具有通信电子电路中的设计技能。

巩固已学的理论知识。

能将理论与实际很好的结合起来，将理论正确运用到实践当中。

能使自己更好的了解变容二极管的调频与解调，极其之间的关系。

二、课程设计题目描述及要求本次课程设计的题目是变容二极管调频与解调器设计，实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。

直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件），变容二极管调频便属于此类。

间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。

三、课程设计报告内容1、实验目的（1）、了解变容二极管调频电路原理及构成；（2）、了解调频器调制特性及测量方法。

（3）、了解相位鉴频器的工作原理及电路构成（4）、了解相位鉴频器特性及测量方法。

2、实验原理许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术，即在工作于发射载频的LC振荡回路上直接调频，采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。

变容二极管直接调频原理是二极管通过改变外加反向电压可以改变空间电荷区的宽度，从而改变电容的大小。

在LC振荡器的振荡回路上接入变容二极管，由于变容二极管结电容C j 随所加反向偏压而变化，如果在变容二极管两端加上直流反向偏压和调制信号，当调制信号为零时，变容二极管的结电容为对应直流偏压E d时的结电容C Q，此时振荡器频率为固定的载波频率，当加上调制信号uΩ=UΩcosΩt时，结电容C j随所加调制信号的规律变化，振荡频率也跟着结电容的规律变化，从而可实现调频。

实验八 变容二极管调频电路一、实验目的1． 进一步学习掌握频率调制相关理论。

2． 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的方法。

3. 理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。

二、实验使用仪器1．变容二极管调频电路实验板2．谱分析仪、低频信号源、100MHz 双踪示波器、万用表 三、实验基本原理与电路1. 变容二极管调频原理变容二极管的调频原理可用图8-1所示。

在变容二极管上加一固定的反向直流偏压ＵR和调制电压Ωu （图ａ），则变容二极管电容量j C 将随Ωu 改变，通过二极管的变容特性（图ｂ）可以找出电容Ｃ随时间的变化曲线（图ｃ）。

此电容Ｃ由两部分组成，一部分是0C 为固定值；另一部分近似为t C m Ωcos ，为变化值，m C 是变化部分的幅度，则有t C C C m j j Ω+=cos 0 （8-1）将变容二极管接入振荡器的谐振回路，若调制信号的幅度不大，即在窄带调制时，可实现线性调频。

ff图8-1 变容二极管调频原理3. 变容二极管调频实验电路变容二极管调频实验电路如图8-2，置于本实验讲义末。

实验电路的交流谐振回路如图8-3（a ）。

若65C C <<、75C C <<、2C C j <<，则图8-3（a ）可近似为图7-4（b ）。

四、实验内容1．变容二极管调频静态调制特性测试。

2．变容二极管调频动态调制特性测试。

3．变容二极管的Cj ～V 特性曲线的测量。

五、实验步骤1．变容二极管调频静态调制特性测试在实验箱主板上插上变容二极管调频实验电路模块。

接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。

断开J2，连接J1。

调整电位器RW1，在测试点TP2测电压为+5V ，即变容二极管的反向偏压为-5V 。

连接J1、J2。

调整微调电容CV1、电位器RW2、RW3在TP3得到频率为10.7MHz 的最大不失真正弦信号（频率由OUT 端测试）。

调整RW1，改变变容二极管两端的反向电压V D ，测量变容二极管调频实验电路的输出频率，得到变容二极管调频静态调制特性。

课程设计任务书一、课程设计内容1.课程设计目的：通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。

进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。

2.课题题目1)小信号谐振放大器2)晶体二极管检波器3)晶体三极管混频器4)变容二极管调频器与相位鉴频器二、课程设计要求：设计课题题目：每位同学根据自己学号除以4所得的余数加一选择相应题号的课题。

换题者不记成绩。

要求：掌握LC振荡器和晶体振荡器、晶体二极管检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器与相位鉴频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。

①培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

②通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。

③了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

④培养严谨的工作作风和科学态度。

三、课程设计进度安排四、课程设计说明书与图纸要求课程设计说明书包括内容：1.设计任务及主要技术指标和要求。

2.选定方案的论证及整机电路的工作原理。

3.单元电路的设计计算，元器件选择，电路图。

4.整机电路仿真结果（包括偏置点分析、DC扫描、瞬态分析和AC扫描）。

5.列出元件﹑器件明细表。

6.对设计成果作出评价，说明本设计特点和存在的问题，提出改进意见；目录一、课程设计目的和要求 (6)1、目的 (6)2、主要技术指标 (6)3、要求 (6)二、设计方案和基本原理 (6)1、设计方案 (7)2、基本原理 (8)三、设计电路 (8)四、电路仿真 (10)五、元器件明细表 (12)六、总结 (13)七、课程设计评分表 (15)变容二极管调频器与相位鉴频器一、课程设计目的和要求1、目的：通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。