使用VCO实现变容二极管直接调频_李峰

变容二极管调频课程设计..

成绩评定表

课程设计任务书

目录 摘要 (4) 1.引言 (5) 2. Protel 99 SE 简介 (6) 3.实验步骤 (7) 3.1 Protel 99 SE 绘图环境设置 (7) 3.1.1新建一个设计库 (7) 3.1.2添加元件库 (10) 3.2绘制原理图 (12) 3.2.1选取元件 (12) 3.2.2摆放元件 (13) 3.2.3元件连接 (13) 3.2.4放置输入/输出点 (14) 3.2.5更改元件属性 (15) 3.2.6 ERC(电气规则检查) (16) 3.3 PCB制图 (16) 3.3.1自动生成PCB文件 (16) 3.3.2自动布线 (18) 3.4仿真应用 (20) 4.课设总结 (22) 5.参考文献 (22)

摘要 本次课设的要求和目的是掌握Protel的应用。本文以Protel99SE为例，详细具体地介绍这个软件的用法与应用。文章首先介绍了Protel99SE基本知识，然后提出需用该软件解决的实际问题，结合实际问题一步步介绍Protel99SE的用法，如：基础原理图设计，印制电路板基础，PCB元件的制作，电路仿真分析，综合案例演练等。接着分析应用Protel99SE软件的过程中可能遇到的问题及一些应对方法。课设最后进行总结，检查课设的完整性和彻底性，检验自己对Protel99SE软件的掌握程度及应用情况。

Protel 99 SE应用课程设计 ——变容二极管的调频电路 1·引言 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计以及PCB设计。其中最基本也是最常用的是以PCB设计为目的的电路设计、仿真和验证技术。 PCB设计业界称为电子装联设计。从最近两年的统计数据来看，中国大陆的电子装联产品占世界市场份额第一。Protel软件最成功的地方就是其PCB设计功能。其中Protel 99 SE 版本在PCB设计方面已经比较成熟，价廉物美、容易上手、功能满足基本需求，这是用户选择它的真正原因。

高频电子线路实验报告变容二极管调频

太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告 专业班级测控1001班 学号 姓名 指导教师

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的工作原理； 2、学会测量变容二极管的Cj ～V 特性曲线； 3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。 二、实验仪器 1、双踪示波器一台 2、频率特性扫频仪（选项）一台 三、实验原理与线路 1、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 （6-1） 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 （6-2） 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Kf 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 图6—1所示。

变容二极管调频振荡器

实验 变容二极管调频振荡器 时间：第 周 星期 节 课号： 院系专业： 姓名： 学号： 座号： ============================================================================================ 一、实验目的 1、了解变容二极管调频振荡器电路的构成及工作原理，加深对直接调频原理的理解； 2、了解调频器调制特性及测量方法； 3、观测调频波的频谱结构； 4、观察寄生调幅现象，了解其产生原因及消除方法。 二、实验预习 1、变容二极管调频电路如下图所示，请结合所学理论知识，分析下图中三个三极管V4001、V400 2、V4003的作用，并画出实验电路中调频振荡器部分的高频等效电路。 R 4001 R 4002 R 4003 R4004 R 4005 R 4006 R 4007 R 4008 D4001 GND GND M4001 R 4009 R 4010 R 4011 R 4012 R 4013 R 4014 R 4015 R 4016 R4017 GND M4002 M4003 GND GND GND GND GND 1 1 P4002+12V GND C 4001 C4003C 4004 C4006C4007C4008C 4009 C 4011 C4012 C 4013 C4014 C 4015 C4016 C 4017 C4019 C 4002 C 4010 C4018 L 4001 R p 4001 V4001 L 4003 V4002 V4003 R p 4003 D 4002 L 4004 Rp4002 SW 4001 E d L 4002 R4030 CT 4000 J 4001 P4001 R 4019 R 4020 P4003 J 4002 M4004 成 绩 指导教师 批阅日期

高频变容二极管调频器

深圳大学实验报告课程名称：通信电子线路 实验项目名称：变容二极管调频器学院：信息工程学院 专业： 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间： 实验报告提交时间： 教务部制

实验目的与要求： 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．了解变容二极管串接电容的数值对FM波产生的影响。 4．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。 方法、步骤： 1．实验准备 ⑴在箱体右下方插上实验板4。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电 源指示灯点亮。 ⑵把实验板4上变容二极管调频振荡器单元（简称调频器单元）的电源开关（K2） 拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 2．静态调制特性测量 输入IN端先不接音频信号，将频率计接到调频器单元OUT端的C点（在本单元最右 边中部）。调节W2使得BG2射极到地之间的电压为4V（即集电极电流I c0=1mA，因为 R7=1kΩ），此后应保持不变。 ⑴电容C3(=100pF)不接（开关K1置OFF）时的测量 调整W l使得振荡频率f0=6.5MHz（用频率计测量），用万用表测量此时A点（在调频 器单元最左边中部）电位值，填入表8.1中。然后重新调节电位器W l，使A点电位在0.5～ 8V范围内变化，并把相应的频率值填入表8.1。最后仍需将振荡频率调回到6.5MHz。 ⑵电容C3接入（开关K1置ON）时的测量：同上，将对应的频率填入表8.1。最后仍 需将振荡频率调回到6.5MHz。 ⑶调节W2以改变BG2级工作点电压，观测它对于调频器输出波形的影响。最后仍 需将BG2射极到地之间的电压调回到4V ⑷调节W3以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于调频器输出波形的影响。 表8.1 V A(V) 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 f0(MHz)不接C3 6.5 空格接入C3空格 6.5 3．动态调制特性测量 ⑴实验准备 ①先把相位鉴频器单元（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（开关K7置ON，相应指示灯亮），再把鉴频器单元电路中的K2、K3、K5置ON位置，K1、K4、K6置OFF 位置（此时三个固定电容C5、C9、C10接通，三个可变电容C4、C11、C12断开，从而鉴

变容二极管调频振荡器

实验五变容二极管调频振荡器 一.实验目的 1.了解变容二极管的特性及由其振荡电路的的工作原理。 2.熟悉变容二极管调频器电路原理及构成。 3.掌握调频器调制特性及性能指标的测量方法； 4.了解分布参数对高频电路的影响。 二.实验原理 所谓调频，就是把所要传送的信息（例如语言、音乐等）作为调制信号去控制载波信号的频率，使其按照调制信号幅度的大小变化。调频电路中，最简单的办法是采用变容二极管调频，利用变容二极管结电容的改变来控制振荡器振荡频率的变化。 实验电路如图5-1所示。三极管V1组成电容三点式振荡器的改进型电路，即克拉泼电路。变容二极管D C部分接入振荡回路中，是调频电路的主要元件。电位器R P1、电阻R2、电感L1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置，调节R P1可改变主振荡器的振荡频率。V2为放大级，对振荡信号进行放大，以保证有足够的振荡幅度输出。调节R P3，可调节输出幅度的大小。V3为射随器，以提高带负载的能力。 调制信号由IN处输入，经变容二极管D C和主振荡调频后，再经V2、V3放大后由OUT 处输出。 图5-1 变容二极管调频振荡器 三.实验设备 1. 示波器SS7802A 1台

2. 信号源 EE1643 1台 3. 高频毫伏表 1台 4. 高频电路实验板G 4 1块 四. 实验内容与步骤 按图5-1连接好电路 1. 静态调制特性的测试 输入端不接调制信号，调节2P R 使得1e V 为0.6v ，1b V 为1.2v 左右，示波器接至输出端OUT 处，然后调节电位器R P1使E d =4V （万用表直流电压档测该点对地电压），此时示波器将显示振荡波形，其f 0在6.5MHz 附近。适当调整振荡器的静态工作点使波形最好，调节R P3使输出幅度为U OP-P =2V ，然后重新调节电位器R P1，使E d 在0.5V~8V 范围内变化。将对应的振荡频率填入表5-1中。 表5-1 根据表格画出静态调制特性曲线。 调制灵敏度S= ED f U ?? （静态） 2. 最大频偏的测量 最大频偏是指在一定的调制电压作用下能达到的最大频率偏移值Δf m ，调频广播、移动式电台的频偏一般在50KHz~75KHz 的范围内。 1）C 3先不接，调节R P1使E d =4V ，使振荡频率f 0=6.5MHz （幅度为 U OP-P =1V ）； 2）输入端IN 处输入f 0=2KHz 、幅度U m 从0~1V 可调的正弦低频调制信号U Ω； 3）输出端OUT 处接入调制度仪射频2.5~30MHz 输入口，调节调制信号的幅度即可观察对应的频偏。完成表5-1内容的测试。 表5-1

变容二极管直接调频电路课程设计-精品

2014 ~2015学年第 1 学期 《高频电子线路》 课程设计 题目：变容二极管直接调频电路的设计 班级： 12电子信息工程（2）班 姓名： 指导教师： 电气工程系 2014年12月6日

1、任务书

摘要 调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。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的围。在调频时，可以将音频信号的频率围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。 变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。 本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路，振荡频率有电路电感和电容决定，当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率受调制信号的控制，从而实现调频。 关键字：变容二极管；直接调频；LC振荡电路。

目录 第一章设计思路 (1) 第二章调频电路工作原理 (2) 2.1 间接调频原理 (2) 2.2 直接调频原理 (2) 2.3 变容二极管直接调频原理 (2) 第三章电路设计 (5) 3.1 主振电路设计原理分析 (5) 3.2 变容二极管直接调频电路设计原理分析 (6) 第四章电路元器件参数设置 (8) 4.1 LC震荡电路直流参数设置 (8) 4.2 变容管调频电路参数设置 (8) 4.3 T2管参数设置 (8) 5.1 mulitisim11软件介绍 (9) 5.2 电路仿真 (9) 小结 (12) 附录一元器件清单 (13) 附录二参考文献 (14)

实验五FM调频波信调制

实验五 FM 调频波信号调制 一、仿真实验目的 （1）掌握变容二极管调频电路的原理。 （2）了解调频电路的调制特性及测量方法。 （3）观察调频波波形，观察调制信号振幅对频偏的影响。 （4）观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、FM 调制原理（变容二极管调频电路） 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。许多中小功率的发射机都采用变容二极管直接调频技术，直接调频法即在工作于发射载频的LC 振荡回路上直接调频，具体采用的方法是用模拟基带信号控制振荡回路变容二极管的大小，使振荡器输出信号的瞬时频率随基带信号做线性变化。其频率的变化量与调制信号成线性关系。 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 += 振荡频率为： ) (2121j N C C L LC f +==ππ 变容二极管是一种电抗可变的非线性元件，通过改变外加反向电压可以改变空间电荷区的宽度，从而改变势垒电容的大小。变容二极管在反向偏置直接调频电路中，不能工作于正向偏压区，必须加上一个大于调制信号振幅的反向直流偏压。 变容二极管调频产生的调频信号的调制指数较大，但载频稳定性较差。除了这种方法还可直接用锁相环产生调制指数较大，载频很稳定的调频信号。 三、仿真电路 变容二极管调频电路如图所示。该电路为一种针对克拉泼电路做的一种改进型电容三端式电路——西勒电路。变容二极管的结电容以部分接入的形式纳入在回路中。该高频等效电路未考虑负载电阻。 所以，振荡频率f 0=1/2πN LC 。西勒电路在分立元件系统或集成高频电路系统中均获得广泛的应用。 调频波：从示波器上看到的波形频率变化不明显，从频率计（XFC1）可看出频率不停变化。载波信号80kHz ，调制信号3kHz ，从示波器看不出明显的调频波频率的变化。调频广播载波频率范围是（88~108）MHz ，低频调制信号最高20kHz,从载波波形也看不出频率的变化。 FM 调频波信号调制电路图 FM 调频波信号波形图 四、实验步骤和测试内容 （1） 测试变容二极管的静态调制特性，即拿掉3V ，保留直流电压1V ，观察02=V 以及取其它值时振荡频率的变化，这时的振荡器属于压控振荡器。 （2）观察调频波波 形。 （3）观察调制 信号振幅对频偏的影响，观察寄生调幅现象。 五、实验报告要求

变容二极管调频振荡器

课程名称通信电子线路 实验项目变容二极管调频振荡器成绩 学院信息专业通信工程学号姓名李越 实验时间2016.06.04实验室3501指导教师谢汝生 1.实验目的 1.熟悉变容二极管调频振荡器电路原理及构成。 2.了解调频器调制特性及测量方法。 2.实验设备 1.双踪示波器（RIGOL DS5062CA数字存储示波器） 2.频率计（AT-F1000-C数字频率计） 3.万用表（DT9205数字万用表） 4.清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G4实验板

3.实验电路及基本原理分析 实验原理： 在调制中，载波信号的频率或相位随调制信号而变，称为调频（FM）或调相（PM)，在这两种调制过程中，载波信号的幅度都保持不变，而频率或相位的变化都表现为相角的变化，故二者统称为角度调制或调角。 调频就是用调制信号电压去控制载波的频率，可分为直接调频和间接调频两种。直接调频就是用调制电压直接去控制载波振荡器的频率，产生调频信号。间接调频就是保持振荡器的频率不变，而用调制电压去改变载波输出的相位，即调相。 变容二级管是利用半导体PN结的结电容随外加反向电压而变化的特性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，在其PN结上反偏压越大，则结电容越小。若将变容二极管接在谐振电路两端作为回路振荡电容，使其反向偏压受调制信号的控制，则其容值随调制信号电压的变化而变化，整个振荡器的回路的振荡频率将随着调制信号的变化而变化，从而得变容二极管调频振荡器。 本实验所用电路如图所示，为变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路。变容二极管全部接入作为回路的总电容时，其最大的优点是调制信号对振荡频率的调变能力强，即调制灵敏度高，较小的调制度就能产生较大的相对频偏，但同时因温度等外界因素变化引起的载波频率不稳定也必然相对增加。为了克服上述缺点，采用变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路，此时由于变容二极管仅是回路总电容的一部分，因而调制信号对振荡频率的调变能力将比变容二极管全部接入时小，但因温度等变化引起的载波频率不稳定的情况却有较大改善，载波频率稳定度有较大提高。

变容二极管调频实验报告(高频电子线路实验报告)

变容二极管调频实验 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频电路的原理。 2、了解调频调制特性及测量方法。 3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、实验内容 1、测试变容二极管的静态调制特性。 2、观察调频波波形。 3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。 4、观察寄生调幅现象。 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、 3 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、频偏仪（选用）1台 四、实验原理及电路 1、变容二极管工作原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如图1所示。从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。

图2表示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。 因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a ） 中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的 非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。

电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计

咼频实验报告（二） --- 电容三点式振荡器与 变容二极管直接调频电路设计 组员 座位号16 __________________ i

实验时间__________ 周一上午 ________ 目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1 电容三点式振荡器基本原理 (3) 2.2 变容二极管调频原理 (5) 2.3 寄生调制现象 (8) 2.4 主要性能参数及其测试方法 (9) 三、实验内容 (10) 四、实验参数设计 (11) 五、实验参数测试 (14) 六、思考题 (15) ii

实验目的 1. 掌握电容三点式LC 振荡电路的基本原理。 2. 掌握电容三点式LC 振荡电路的工程设计方法。 3. 了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。 4. 熟悉静态工作点、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。 5. 掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。 实验原理 2.1电容三点式振荡器基本原理 电容三点式振荡器基本结构如图所示: 在谐振频率上，必有 X i + X 2 + X 3 =0,由于晶体管的 V b 与V c 反相，而根据振荡器的 振荡条件|T| = 1，要求V be = — V ce ,即i X i = i X 2，所以要求 X i 与X 2为同性质的电抗。 综合上述两个条件，可以得到晶体管 LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连 接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。 原理电路如图3.2所示： 图3.2原理电路 共基极实际电路如图3.3所示: Xi ―I X 2 I — 图3.1电容三点式振荡器基本结构 C1 C2 图3.3共基极实际电路

变容二极管调频电路

变容二极管调频电路 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。两种调频法各有优缺点。间接调频器间接调频的优点是载波频率比较稳定，但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。调频器广泛用于调频广播、电视伴音、微波通信、锁相电路和扫频仪等电子设备 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。常用的变容二极管直接调频电路如图Z0916（a）所示。 图中D为变容二极管，C2、L1、和C3组成低通滤滤器，以保证调制信号顺利加到调频级上，同时也防止调制信号影响高频振荡回路，或高频信号反串入调制信号电路中。调制级本身由两组电源供电。

对高频振荡信号来说，L1可看作开路，电源EB的交流电位为零，R1与C3并联；如果将隔直电容C4近似看作短路，R2看作开路，则可得到 图（b）所示的高频等效电路。不难看出，它是一个电感三点式振荡电路。变容二极管D的结电容Cj，充当了振荡回路中的电抗元件之一。所以振荡频率取决于电感L2和变容二极 变容二极管的正极直流接地（L2对直流可视为短路），负极通过R1接+EB，使变容二极管获得一固定的反偏压，这一反偏压的大小与稳定，对调频信号的线性和中心频率的稳定性及精度，起着决定性作用。

实验四 变容二极管调频

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的工作原理。 2、学会测量静态特性曲线，理解动态特性的含义。 3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。 4、观察寄生调幅现象。 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)的瞬时频率，使其按调制信息的规律变化。 设调制信号：υΩ(t)= VΩcosΩt，载波振荡电压为：a ( t ) = A o cosωo t 根据定义，调频时载波的瞬时频率ω(t)随υΩ(t)成线性变化，即 ω(t)= ωo + K f VΩcosΩt =ωo + ΔωcosΩt (4-1) 则调频波的数字表达式如下： a f (t) = A o cos(ωo t+ ΩΩ V K f sinΩt) 或a f (t) = A o cos(ωo t+ m f sinΩt) (4-2) 式中：Δω= K f VΩ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：m f = K f VΩ/Ω= Δω/Ω =Δf / F 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。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4-1所示。 图4-1 变容二极管调频原理电路 变容二极管C j通过耦合电容C1并接在LC N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： C = C N + C j(4-3) 加在变容二极管上的反向偏压为： V R = V Q(直流反偏)+υΩ(调制电压)+υo(高频振荡，可忽略)

变容二极管调频电路

摘要 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，变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路，它是利用变容二极管反向所呈现的可变电容特性实现调频的，具有工作频率高固有损耗小等特点。现有的对于调频电路的研究与仿真主要集中在锁相环电路，变容二极管直接调频电路研究较少，对于变容二极管静态调制特性的研究更是几乎无人涉及。 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。 关键词：LC振荡电路、变容二极管、调频

1.设计要求 （1）主振频率=8MHZ （2）频率稳定度/≤0.0005/h （3）主振级的输出电压 （4）最大频偏 （5）电源电压= 5V 2.电路原理分析 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。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。 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，党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。 3.电路设计 3.1 主振电路设计 本文中所用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、

实验十三 变容二极管调频实验

实验十三变容二极管调频实验 一、实验目的 1.掌握变容二极管调频电路的原理。 2.了解调频调制特性及测量方法。 3.观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、实验内容 1.测试变容二极管的静态调制特性。 2.观察调频波波形。 3.观察调制信号振幅时对频偏的影响。 4.观察寄生调幅现象。 三、实验原理及电路 1.变容二极管工作原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如图13-1所示。从J2处加入调制信号，使变容二 图13-1 变容二极管调频 极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频 70

71 f f

72 波（FM ）。C 15为变容二级管的高频通路，L 1为音频信号提供低频通路，L 1和C 23又可阻止高频振荡进入调制信号源。 图13-2示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。 因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率 低。从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。 2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件 设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为 LC f π21= 。为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系， 用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。由以上二式可得 LC Au π21 = ，将上式两边平方并移项可得2 2 22)2(1-== Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。 3. 调频灵敏度 调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。 设回路电容的C-u 曲线可表示为n Bu C -=，式中B 为一管子结构即电路串、并固定电容有关的参数。将上式代入振荡频率的表示式LC f π21=中，可得

变容二极管直接调频电路要点

2012 ~2013学年第1 学期 《高频电子线路》 课程设计报告 题目：变容二极管直接调频电路的设计专业：电子信息工程 班级： 10信息（2）班 电气工程系 2012年12月17日

1、任务书 课题名称变容二极管直接调频电路的设计 指导教师（职称） 执行时间2012~2013学年第二学期第16 周学生姓名学号承担任务 设计目的1．原理分析及电路图设计 2．用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试 设计要求(1)输入1KHz大小为200Mv的正弦电压（也可以用1KHz的方波）； (2)主振频率为f0大于15MHz； (3）最大频偏△fm= 20KHz。

变容二极管直接调频电路的设计 摘要 调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。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。 变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。 本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路，振荡频率有电路电感和电容决定，当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率受调制信号的控制，从而实现调频。 关键字：变容二极管；直接调频；LC振荡电路。

实验12 变容二极管调频器

实验12 变容二极管调频器 一、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．了解变容二极管串接电容的数值对FM 波产生的影响； 4．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。 二、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。 三、实验步骤 1．实验准备 在实验箱主板上插上变容二极管调频模块和电容耦合回路相位鉴频器模块，按下12K01，此时变容二极管调频模块电源指标灯点亮。 2．静态调制特性测量 输入端先不接音频信号，将示波器接到调频器单元的12TP01。调节12W 02使12TP01的波形清晰失真小。 （1）将频率计接到调频输出（12V02），逆时针调整12W 03 至最大，调整12W 01使得振荡频率f 0=8.2MHz ，用万用表测量此时12P01（铆孔）点电位值，填入表12-1中。然后重新调节电位器12W 01，使12P01点电位在0.5～8V 范围内变化，并把相应的频率值填入表 12-1 其调频灵敏度约为0.1，曲线斜率主要受载波中心频率、变容管的偏置电压等影响。

（2）将示波器接到12TP02，调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于调频器输出波形的影响。 12W02阻值越小，调频输出频率变小，幅度变大 （3）将示波器接到12TP02，调节12W03以改变输出12TP02电压幅度，观测它对于调频器输出波形的影响。 12W03阻值越小，输出的幅度越大 3．动态调制特性测量 ⑴实验步骤 ①将电容耦合回路相位鉴频器模块（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（按下13K01开关，相应指示灯亮），从而鉴频器工作于正常状态。 ②调整12W01使得振荡频率f0=8.2MHz。 ③以实验箱上的函数发生器作为音频调制信号源，输出频率f =1kHz、峰-峰值V p-p=1V （用示波器监测）的正弦波。 ④把实验箱上的函数发生器输出的音频调制信号加入到调频器单元的音频输入端，便可在调频器单元的12TP02端上观察到FM波。 ⑤把调频器单元的调频输出端连接到鉴频器单元的输入端上，便可在鉴频器单元的OUT 端上观察到经解调后的音频信号。如果没有波形，应调整12W01和13W01,如果波形不好，需调整13C1、13C2、13C3。 ⑥将示波器CH1接调制信号源（可接在调制模块中的12P01铆孔），CH2接鉴频输出13TP03， 两波形相位相差180度，信号源幅度为0.4V，鉴频器输 出幅度为1V 改变调制信号源的幅度， 调制信号源幅度增加，鉴频器输出幅度随之增大调整调制信号源的频率，观测鉴频器输出波形的变化。 调制信号源频率增加，鉴频器输出频率随之增大 ⑵调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于鉴频器解调输出波形影响。 解调输出波产生失真 ⑶调节12W03以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于鉴频器解调输出波形的影响。 解调输出波幅度随输出电压的改变而改变 四、实验心得 通过本次实验，我初步了解了变容二极管调频振荡器实现FM的方法，在实际应用中，与变容二极管串联或者并联一个电容，可以调整电容的变化曲率，以使之适应工作的需要。 方波调频得到的调频信号是两条不变的正弦波的原因是，调频信号的频率随着调制信号的幅度改变而改变。对于调制信号，正弦波或者三角波的幅度随着相位的改变而不断变化，而方波的幅度只有两个值，因此，正弦波和方波调制得到的FM波是正弦带，而方波得到的是两条正弦波。

变容二极管频率调制电路实验

实验八 变容二极管频率调制电路实验 1、 实验目的： 1. 了解变容二极管调频器电路原理和测试方法； 2. 了解调频器调制特性及主要性能参数的测量方法； 3. 观察寄生调幅现象，了解其产生原因及消除方法。 2、 预习要求： 1. 复习变容二极管的非线性特性，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的组成形式. 3、 实验电路说明： 本实验电路如图8-1所示。 图8-1 本电路由LC正弦波振荡器与变容二极管调频电路两部分组成。图中晶体三极管组成电容三点式振荡器。C1为基极耦合电容，Q的静态工作点由W1、R1、R2及R4共同决定。L1、C5与C2、C3组成并联谐振回路。调频电路由变容二极管D1及耦合电容C6组成，W2、R6与R7为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压，R5为隔离电阻。C7与高频扼流圈L2给调制信号提供通路，C8起高频滤波作用。 四、实验仪器： 1. 双踪示波器 2. 万用表 3. 频率计 4. 实验箱及频率调制、解调模块 五、实验内容及步骤： 1. 静态调制特性测量 1）接通电源； 2）输入端不接调制信号，将频率计接到TP1端，示波器接至TP2观察波形； 3）调节W1使振荡器起振，且波形不失真，振荡器频率约为5.6MHz 左右;

4）调节W2使TP3处的电压变化（Ud—二极管电压），将对应的频率填入表5-1。 Ud（V） f0(MHz) 表8-1 2. 动态测试： 调节频率调制电路的f0 =6.5MHz，从P1端输入F=2KHz的调制信号Um，，在输出TP1端观察Um与调频波上下频偏的关系（用频率分析仪测量⊿f(MHz)），将对应的频率填入表5-2。 Um（V）00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 ⊿f(MHz) 上 ⊿f(MHz) 下 表8-2 6、 实验报告要求： 1. 整理各项实验所得的数据和波形，绘制静态调制特性曲线； 2. 求出调制灵敏度S。

变容二极管调频实验

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 R6 R5 R3 T1 C9 RW2 C7 C6 C4* C5* CV1 L C2* R8 R10 T2 C10 C13 C12 R11 LED +12 K D R2 R1 RW1 C1 R9 C8 R7 J2 C3* TP1 变容二极管调频 J1 RW3 IN1 OUT TP2 C11 A6-0808 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6 67 +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。调制信号从IN1输入，电容C1是输入隔直电容。电容C11是一个小电容，对高频振荡信号相当于短路，对低频调制信号相当于开路，从而保证低频调制信号可以加在变容二极管D 的两端，而振荡回路中的高频信号不会反射到低频调制信号输入端。 振荡信号从晶体管的射极引出，后一级晶体管构成共射极电压放大，起到隔离和缓冲的作用。 （二）电容耦合相位鉴频器电路 C1 R2 T C8 R5 LED1 +12 C7 R4 R8 R3 C3 C2 CV1 L1 C4 C5L2 CV2 CV3 D3 D4 R6 R7 C6 RW1 D2D1 R1 电容耦合相位鉴频 K TP2INT TP4 OUT TP1 TP3 A7-0808 本实验采用的是相位鉴频器。相位鉴频器是利用回路的相位-频率特性来实现调频波变换为调幅调频波的。它是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化。 相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号经正、反向并联二极管D1、D2限幅之后，加到放大器T 的基极上。放大管的负载是频相转换电路，该电路

最新实验七变容二极管调频器

实验七变容二极管调 频器

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。 1 12