使用VCO实现变容二极管直接调频

vco调制带宽VCO调制带宽VCO，即电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator），是一种通过改变输入电压来控制输出频率的电路。

它在无线通信、射频电路以及频率合成等领域都有广泛的应用。

VCO的调制带宽是指其输出频率随输入电压变化的范围，也是衡量VCO性能的重要指标之一。

VCO调制带宽的大小直接影响到系统的性能和稳定性。

通常情况下，调制带宽越大，VCO的输出频率对输入电压的变化就越敏感，系统的频率调制范围也就越广。

而调制带宽越小，则输出频率的稳定性和抗干扰能力就越好。

在实际应用中，VCO的调制带宽可以通过改变电路参数和设计技巧来实现。

其中一个常见的方法是通过调整VCO的控制电流来改变其调制带宽。

控制电流的改变会导致VCO的阻抗变化，从而影响VCO的频率响应。

另外，VCO的控制电压范围和阻抗也会影响其调制带宽。

因此，在设计VCO时，需要综合考虑这些参数，并根据实际需求进行调整。

VCO调制带宽的选择需要根据具体的应用场景和系统要求来决定。

一般来说，对于需要高频率调制的应用，如移动通信系统中的频率合成器，需要选择较大的调制带宽，以保证系统的频率调制范围。

而对于需要较好的频率稳定性和抗干扰能力的应用，如卫星通信系统中的频率合成器，需要选择较小的调制带宽，以提高系统的性能。

VCO调制带宽还与VCO的工作频率有关。

通常情况下，VCO的调制带宽会随着工作频率的增加而减小。

这是因为在高频率下，电路的响应速度会受到限制，从而导致调制带宽的减小。

因此，在设计高频率VCO时，需要更加关注调制带宽的选择。

VCO调制带宽是衡量VCO性能的重要指标之一。

在设计和选择VCO时，需要根据具体的应用需求来确定合适的调制带宽。

同时，还需要综合考虑其他参数和设计技巧，以实现性能优化和系统稳定性的要求。

通过合理的设计和调整，可以实现VCO在不同应用中的最佳性能。

Two Point Modulation一.IntroductionFM调制就是指用声音信号对载波波形的频率参数进行控制，使载波信号带有声音信息。

调频是指让高频振荡的频率随着音频信号大小而变化，常用的调频方式为：1.直接调频；2.间接调频。

1.直接调制这种方法一般用调制电压直接控制振荡器的振荡频率，使振荡频率f(t)按调制电压的规律变化。

在LC振荡器中，采用的是变容二极管实现直接调频，其电路简单，性能良好，以成为目前最广泛采用的调频电路之一，在实现线性调频的要求下，可以获的最大的频偏，但缺点就是频率稳定度差，在许多场合需要采取稳频措施或对晶体振荡进行调制。

因此延伸出来两点调制，一路音频去调变容管，另一路音频去调参考晶振。

2.间接调制通常是先将调制信号积分，然后在对载波进行调相，间接调制时，调制器与振荡器是分开的，对振荡器的影响小，频率稳定度高，但设备复杂。

二.Experiment Equipment基于PLL的两点调制的FM调制器如图1所示。

音频信号分别对锁相环路的温补压控晶振和压控振荡VCO进行调制。

图1 基于PLL的两点调制的FM调制器电路实现为：PLL选用富士通的小数分频芯片MB15E65UV，VCO为用分离器件搭建的，振荡范围在为420MHz~450MHz,环路采用经典的3介无源滤波器。

音频信号Vm(t)分两路去调制，通过调节滑阻R来调节两者的比例。

三.Experiment Process And Data1.滑阻R1调节总的进入调制的音频信号，滑阻R2调节去VCO和去REF两端的音频信号的比例。

Audio Frequency Signal图2 测试电路一输入音频信号的频率f=1KHz，幅度为3000mV，调节滑动变阻器，使其产生3KHz的频偏，并取该点做为参考点进行测试，测试结果入下表1。

(载波频率为425.00MHz)图3 随输入音频信号的频率产生的频偏的变化 从图中可以看出：1.低频部分偏离零点大，高频部分偏离小。

基于SystemView 的FM 语音通信系统设计学生姓名朱春来学号2012101129所在学院通信工程学院专业名称通信工程班级2012级1班指导教师景文芳、段恒利成绩四川师范大学成都学院二○一五年六月基于SystemView 的FM 语音通信系统设计内容摘要：调频（Frequency Modulation，缩写：FM）是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调变方式。

在模拟应用中，载波的频率跟随输入信号的幅度直接成等比例变化。

调频技术通常运用在高频段VHF无线电上的高保真无线电音乐和语音的传送。

本课程设计主要是实现模拟信号的调频过程，同时对已调信号加以解调。

设计通过System View软件实现系统的设计和仿真，最后仿真效果与理论分析一致。

关键词：调频解调设计 System ViewBased on the C language library management systemprogram designAbstract：FM (Modulation Frequency, FM) is a kind of variable frequencymodulation method which is based on the instantaneous frequency of the carrier. In the simulation, the frequency of the carrier wave is proportional to the amplitude of the input signal. FM technology is usually used in the high frequency section of the high fidelity radio VHF radio music and voice transmission. This course is designed to achieve the analog signal of the FM process, at the same time, the signal has been modulated. Design and Simulation of the system through the View System software, the simulation results are consistent with the theoretical analysis.Keywords：Frequency modulation Demodulation Design System View目录前言 01绪论 01.1课程设计的目的 01.2课程设计的要求 02设计原理 02.1调频信号的产生——直接调频法 02.2调频信号的解调——相干解调 (2)3设计步骤 (3)3.1设计模调频与解调系统 (3)3.2调制信号、调频信号、解调信号的波形分析 (5)4出现的问题及解决方法 (6)4.1设计中出现的问题 (6)4.2解决方法 (6)5结束语 (7)参考文献 (8)基于SystemView 的FM 语音通信系统设计前言信号调制的本质是频谱的搬移，把携带基带信号的频谱搬移到较高的频带上，适于信道的传输。

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。

变容二极管调频实验和电容耦合相位鉴频器实验一 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 的电路原理和方法。

3. 理解变容二极管静态调制特性、动态调制特性概念并掌握测试方法。

4. 进一步学习掌握频率解调相关理论。

5. 了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。

6. 了解鉴频特性（S 形曲线的调试与测试方法）。

二、实验使用仪器1．变容二极管调频振荡电路实验板 2．100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 高频信号源5. 电容耦合相位鉴频器实验板 三、实验基本原理与电路 （一）变容二极管调频电路R4 R6R5R3T1C9RW2C7C6C4*C5*CV1LC2*R8R10T2C10C13C12R11LED +12K DR2R1RW1C1R9C8R7J2C3*TP1变容二极管调频J1RW3IN1OUTTP2C11A6-0808电路原理：晶体管T1构成了电容三点式振荡电路 ，其中电容C6,C7是正反馈电容，反馈系数等于667+C F C C，晶体管的基极接了一个电容C9到地，因此晶体管构成共基极组态的放大电路。

其中电阻RW2，R3，R4是基极的直流偏置电阻，电阻R53决定晶体管的集电极电压，电阻R6决定晶体管的射极静态的直流电流Ie 。

电容满足675,C C C >>，可变电容CV1和电感L 相并联，改变可变电容CV1,可改变振荡频率。

电容C2也是一个小电容，当跳线J1连接上后，变容二极管D （型号为BB910）就接入振荡电路中，滑动变阻器RW1和电阻R1构成分压电路，为变容二极管D 提供直流反偏电压，改变滑动变阻器RW1抽头位置可以改变变容二极管D 的直流反偏电压。

电阻R2是隔离电阻，通常取R2》R1，在实验中可以取300K Ω以上。

电容C3是已知电容值的固定电阻，当跳线J2连接上，跳线J1断开时，振荡回路的振荡频率固定，电容C3是为测量变容二极管的结电容提供帮助的。

变容二极管应用电路
变容二极管是一种具有可变电容的二极管，在应用电路中可以有多种用途。

1. 频率调制：变容二极管可以通过改变电容来改变频率。

在频率调制电路中，变容二极管可以根据输入信号的频率来改变输出信号的频率。

2. 电压控制振荡器：变容二极管可以用作电压控制振荡器电路的关键组件。

通过调节电容的值，可以改变振荡器的频率，并实现频率调谐。

3. 响应器模型：变容二极管可以用作响应电器模型，模拟电容的变化。

例如，在RF电路中，变容二极管可以用作变容二极管调谐器，用来调整电路的谐振频率。

4. 电容调节器：变容二极管可以被用来调节电路中的电容值。

通过改变偏置电压，可以改变变容二极管的电容值，从而调节电路的性能。

5. 电压调控：在稳压电路中，变容二极管可以用作可变电容的元件，通过调节工作电压来改变电容的值，从而实现电压调节的功能。

总的来说，变容二极管在应用电路中可以用来实现频率调谐、振荡器、电压调节等功能。

它的可变电容性能使得它在很多不同类型的电路中都有广泛的应用。

第四章模拟调制4.1学习指导4.1.1要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。

1.幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。

在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。

由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。

但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。

事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。

幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。

如果调制信号m(t)的直流分量为0，则将其与一个直流量A0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为stAmttAtmttAM()0()cosc0cosc()cosc(4-1)如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为1S()πA()()M()M()(4-2)AM0cccc2调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。

上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

由波形可以看出，当满足条件|m(t)|A0(4-3)时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。

否则，出现“过调幅”现象。

这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。

调幅信号的一个重要参数是调幅度m，其定义为m A m(t)Am(t)0max0minAm(t)Am(t)0max0min(4-4)AM信号带宽B AM是基带信号最高频率分量f H的两倍。

AM信号可以采用相干解调方法实现解调。

当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。

双边带信号的时域表达式为stmttDSB()()cosc(4-5)其中，调制信号m(t)中没有直流分量。

如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，双边带信号的频谱为1S()M()M()(4-6)DSBcc2与AM信号相比，双边带信号中不含载波分量，全部功率都用于传输用用信号，调制效率达到100%。

高频电子线路 分析题 A 卷一、分析计算题(每题1分)1. 超外差式调幅广播接收机组成框图如图所示，中频频率为465kHz 。

（1）试在空格内填上合适的名称；（2）已知输入信号s u 的表达式：36[10.5cos(210)]cos(210)s sm u U t t ππ=+⨯⨯，写出1234u u u u 、、、的表达式。

图号：55012. 分别画出下列各电压信号的波形和频谱图，并说明它们各为何种调幅信号，已知Ω为低频，c ω为载频。

(1)()(2cos )cos()V;(2)()[1.5cos() 1.5cos()]V;(3)()cos()Vc c c c u t t t u t t t u t t ωωωω=+Ω=+Ω+-Ω=+Ω3. 丙类谐振功放输出功率为P o =2W ，在电路其它参数不变时，增大U im ，发现输出功率P o变化不大，为什么现要提高输出功率要采用什么方法4. 电路组成框图如图所示，低通滤波器具有理想特性，已知输入信号()cos()X Xm u t U t ω=，()Y u t 分别为下列表示式时，写出()Ou t '和()O u t 表示式，并说明各实现了什么功能 (1)()cos(); (2)()cos()cos(); (3)()cos()Y Ym Y Ym Y Ym u t U t u t U t t u t U t ωωωϕ=+Ω=Ω=+ （Ω为低频，ω为高频，φ为相移）(X u t ()Y u t ()O u t(b) 图号：51045. 谐振功率放大器的晶体管理想化转移特性斜率g c =1s ，导通电压U BE(on)=，已知V BB =，U im =，（1）作出i C 波形，求出导通角θ和i Cmax ；（2）当U im 减小到时，说明θ是增大了还是减小了6.电路如图所示，试回答下列问题：（1）画出高频电路的交流通路，说明是何种振荡电路（2）已知C jQ=10pF，求出当uΩ=0时的振荡频率；（3）指出该电路名称，说明二极管V2的作用。

交叉耦合vco基本原理交叉耦合VCO基本原理引言交叉耦合振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）是一种电路，用于产生可调频率的信号。

交叉耦合VCO是一种常见的VCO类型，它利用交叉耦合的方式实现频率调节。

本文将介绍交叉耦合VCO的基本原理。

一、VCO的基本原理VCO是一种能够根据控制电压的变化来调节输出频率的电路。

它通常由振荡器核心电路和频率控制电路组成。

振荡器核心电路产生基准频率信号，而频率控制电路根据输入的控制电压来调节振荡器的频率。

二、交叉耦合VCO的结构交叉耦合VCO由两个交叉耦合的振荡器组成，分别称为主振荡器和副振荡器。

主振荡器产生基准频率信号，副振荡器则根据主振荡器的频率来产生输出频率。

两个振荡器之间通过交叉耦合电容进行耦合。

三、交叉耦合VCO的工作原理交叉耦合VCO的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 主振荡器产生基准频率信号，并将其输出到副振荡器。

2. 副振荡器接收主振荡器的频率信号，并根据其频率来产生输出频率。

3. 输出频率可以通过调节主振荡器的频率来实现。

四、交叉耦合VCO的频率调节交叉耦合VCO的频率调节可以通过改变主振荡器的频率来实现。

主振荡器的频率可以通过改变控制电压来调节。

当控制电压增加时，主振荡器的频率也会增加；反之，当控制电压减小时，主振荡器的频率会减小。

五、交叉耦合VCO的应用交叉耦合VCO广泛应用于通信系统、雷达系统、测量仪器等领域。

在通信系统中，交叉耦合VCO常用于频率调制、频率合成等功能。

在雷达系统中，交叉耦合VCO常用于产生调频信号。

在测量仪器中，交叉耦合VCO常用于产生可调频率的测试信号。

六、交叉耦合VCO的特点交叉耦合VCO具有以下几个特点：1. 频率可调节：交叉耦合VCO的频率可以通过改变控制电压来调节。

2. 线性度好：交叉耦合VCO的频率与控制电压之间具有良好的线性关系。

3. 噪声低：交叉耦合VCO的噪声水平较低，有利于提高系统的信噪比。