南华大学
《通信线路》设计报告
变容二极管调频电路设计
*名：***
学号：***********
专业班级：通信1102班
指导老师：***
所在学院：电气工程学院
2014年6月12 日
摘要
随着电子与通信技术的不断进步，各种新兴电子产品的开发速度越来越快。现代计算机技术和微电子技术的进一步结合和发展使得电子电路和通信线路出现了二个分支。一个是朝着更高集成度的集成电路发展：而另一个是利用分立元件和硬件描述语言对新型器件进行专门设计。
调频广播具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。
目前，应用最广泛的是采用变容二极管直接调频技术，即利用二极管反偏工作的PN 结呈现的势垒电容，它与回路中的电感共同构成振荡器的振荡回路，从而作为振荡频率直接调频电路。它具有工作频率高、固有损耗小和使用方便等优点。
变容二极管为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN （正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。
在变容二极管直接调频电路中，变容二极管作为一压控电容接入到谐振回路中，有所学的正弦波振荡器章节中，我们知道振荡器的振荡频率由谐振回路的谐振频率决定。因此，当变容二极管的结电容随加到变容二极管上的电压变化时，由变容二极管的结电容和其他回路元件决定的谐振回路的谐振频率也就随之变化，若此时谐振回路的谐振频率与加到变容二极管上的调制信号呈线性关系，就完成了调频的功能，这也是变容二极管调频的原理。
目录
1 系统方案论证 (5)
1.1 电路设计原理 (5)
1.2 电路的设计方案 (5)
1.3 电路设计 (5)
1.4 主振电路设计原理分析 (7)
1.5 变容二极管直接调频电路设计原理分析 (7)
1.6 调频信号分析 (9)
1.7 变容二极管直接调频电路 (9)
2 电路工作分析 (11)
2.1 谐振回路总电容 (11)
2.2 调制灵敏度 (11)
3 电路元器件参数 (12)
3.1 振荡回路参数LC (12)
3.2 温度补偿法 (12)
3.3 回路电阻 (11)
3.4 加缓冲级 (12)
3.5 有源器件的参数 (13)
4 电路元器件参数设置 (13)
4.1LC震荡电路直流参数设置 (13)
4.2变容管调频电路参数设置 (13)
4.3 T2管参数设置 (11)
4.4调制信号的幅度计算 (144)
5元器件清单 (13)
6电路仿真结果 (13)
7课程设计心得与体会 (13)
8主要参考文献 (13)
附件1电路仿真原理图 (13)
附件2PCB图 (13)
1.系统方案论证
1.1 电路设计原理
变容二极管为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN （正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。
在变容二极管直接调频电路中，变容二极管作为一压控电容接入到谐振回路中，有所学的正弦波振荡器章节中，我们知道振荡器的振荡频率由谐振回路的谐振频率决定。因此，当变容二极管的结电容随加到变容二极管上的电压变化时，由变容二极管的结电容和其他回路元件决定的谐振回路的谐振频率也就随之变化，若此时谐振回路的谐振频率与加到变容二极管上的调制信号呈线性关系，就完成了调频的功能，这也是变容二极管调频的原理。
1.2 电路的设计方案
变容二极管直接调频电路由于变容二极管的电容变化范围大，因而工作频率变化就大，可以得到较大的频偏，且调制灵敏度高、固有损耗小、使用方便、构成的调频器电路简单。因而变容二极管直接调管频器是一种应用非常广泛的调频电路。
1.3 电路设计
变容二极管调频电路主要是由主振电路和变容二极管直接调频电路构成，电路如图所示。
不加调制信号加入调制信号
1.4 主振电路设计原理分析
端口通过滤直电容C82输入频率为1KHz 大小为200mv 的调制信号，并且频率由零慢慢增大，端口12输出调频信号。T1,T2为3DG12C 三极管，C9、C10、C7、L4、CC1、C8为主振回路，D1为Bb910变容二极管。为了减小三极管的极间电容C ce 、C be 、C cb 这些不稳定电容对振荡频率的影响，要求C9>C7,C10>C7，且C7越小，这种影响就越小，回路的标准性也就越高。则回路的谐振频率是
C f o L 21
π
本电路采用常见的电容三点式振荡电路实现LC 振荡，简便易行。式中，L 为LC 振荡电路的总电感量，C 为振荡电路中的总电容，主要取决于C3、C7、C8、Cc1及变容二极管反偏时的结电容Cj 。，变容二极管电容Cj 作为组成LC 振荡电路的一部分，电容值会随加在其而端的电压的变化而变化，从而达到变频的目的。R4、R5、R6、R7和W2调节并设置电容三点式振荡器中T1管的静态工作点，R8、R9、R10调节并设置T2管的静态工作点，C7、C9、C10以及L4、CC1、C8构成LC 振荡电路。电容三点式振荡器电路等效电路如下图所示。
电容三点式振荡器等效电路
1.5 变容二极管直接调频电路设计原理分析
图1.1中，直接调频电路由变容二极管(Bb910)D1，耦合电容C1、C3、C82，偏置电
