高频变容二极管调频器
变容二极管直接调频电路
只有在 2 时为理想线性调制，可得到输出信号是一调频波，其余 都是非线性。因此，在变容管作为振荡回路总电容的情况下，必须 选用 2 的超突变结变容管。否则，频率调制器产生的调频波不仅 出现非线性失真，而且还会出现中心频率不稳定的情况。
小结：
本节课我们主要给大家讲解了变容二极管的直接调频电 路，通过学习，可知其工作原理如下：
近开路。为防止振荡回路L对UQ和短路，必须在变容二极管和L之间加入隔直电容 C1和C2，它们对于高频接近短路，对于调制频率接近开路。综上所述，对于高频 而言，由于L1开路、C3短路，可得高频通路，如图（b）所示。
3.原理电路
C1
L Cj C2
L1
uΩ C3
UQ
L Cj
L1
Cj
uΩ
UQ
(a)
(b)
(c)
UQ
L Cj
L1
Cj
uΩ
UQ
(a)
(a)原理电路
(b)
(c)
(b)高频振荡通路 (c)低频控制电路
将变容二极管接入LC正弦振荡器的谐振回路中(VCO),图(a)原理电路中 ，L和变容二极管组成谐振回路，虚方框为变容二极管的控制电路。UQ用来 提供变容二极管的反向偏压，其取值应保证变容二极管在调制信号电压的变 化范围内，始终工作在反向偏置状态，同时还应保证由UQ值决定的振荡频 率等于所要求的载波频率。通常调制电压比振荡回路的高频振荡电压大得多 ，所以变容二极管的反向电压随调制信号变化，即
将调制信号作为压控振荡器的控制电压，直接控制主振荡 回路元件的变容二极管 Cj 的值，使其产生的振荡频率随调制 信号规律而变化，从而实现直接调频的目的。
通信技术专业教学资源库 四川信息职业技术学院
变容二极管调频振荡器实验报告八
课程名称高频电子线路实验项目变容二极管调频振荡器成绩学院信息学院专业通信工程学号姓名实验时间实验室指导教师一.实验目的1.了解变容二极管调频器电路原理及构成。
2．了解调频器调制特性及测且方法。
二.实验设备1.双踪示波器2.频率计3.万用表4..清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G4实验板板三.实验原理所谓调频，就是把所要传送的信息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DC部分接入振荡回路中，是调频电路的主要元件。
电位器RP1、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RP1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RP3，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DC和主振荡调频后，再经V2、V3放大后由OUT处输出。
四.实验内容1.FM调制器静态调制特性测量五.实验步骤及记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）实验电路图步骤：输入端不接音频信号，将频率计接到调频器的F端．C3（＝100pf ）电容接与不接两种状态，调整RP1 使Ed=4v 时f0 = 6.5MHZ ，然后重新调节电位器RP1 ，使Ed在0.5～8V范围内变化，在C3接入和不接入时，测量电路输出频率，将对应的频率填表8.1，并依据测试结果在坐标图中绘出其静态调制特性曲线。
数据及图像：不接入C3时的调制特性曲线接入C3时的调制特性曲线六.实验结果分析由实验结果可以看出无论接不接如C3时，其频率都会随Ed变化而变化，且当Ed增大时，f也会增大，当Ed减小时f也随之减小。
七．实验小结变容二极管是利用半导体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，其容值随调制电压的变化而变化。
变容二极管调频实验报告
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。
变容二极管调频器与相位鉴频器实验
变容二极管调频器与相位鉴频器实验实验学时:2实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的1.了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理2.掌握调频器的调制特性及其测量方法3.观察寄生调幅现象和了解其产生的原因及其消除方法 二、实验预习要求实验前，预习“电子线路非线性部分”第5章：角度调制与解调电路；“高频电子线路”第八章：角度调制与解调；“高频电子技术”第9章：角度调制与解调—非线性频率变换电路等有关章节的内容。
三、实验原理1.变容二极管直接调频电路：变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。
当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN 结的结电容会随之改变，其变化规律如图3-1所示。
图3-1变化规律直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。
若载波信号是由LC 自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。
因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。
¿¿¿¿¿¿若在LC 振荡回路上并联一个变容二极管，如图3-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。
2.电容耦合双调谐回路相位鉴频器：相位鉴频器的组成方框图如3-3示。
图中的线性移相网络就是频—相变换网络，它将输入调频信 号u1 的瞬时频率变化转换为相位变化的信号u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。
图3-4的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。
这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。
为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。
图3-4 耦合回路相位鉴频器图3-5（a ）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图，它是由调频—调相变换器和相位检波器两部分所组成。
变容二极管直接调频电路
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。
变容二极管调频电路特点
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。
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= 5V2.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。
变容二极管调频电路
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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。
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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Ic0=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Wl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Wl，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
VA(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
频器工作于正常状态，即鉴频特性是：中心频率为6.5MHz、上下频偏及幅度对称的S
形曲线）。
② 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
Vp-p=0.4V（用示波器监测）的正弦波。
⑵ 电容C3(=100pF)不接（开关K1置OFF）时的测量
① 调整Wl使得振荡频率f0=6.5MHz。
② 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IN 端，便可
在调频器单元的OUT端上观察到FM波。
③ 把调频器单元的OUT端连接到鉴频器单元的IN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。
④ 调节调制信号源输出峰-峰值Vip-p，使之按表8.2的要求变化，并将对应的解调信
号输出（鉴频器单元OUT端）峰-峰值Vop-p填入表8.2中。
需要指出的是，动态调制特性（实为调频特性）的本义是：调频器的输出频偏与输
入电压之间的关系曲线。这里，用相位鉴频器作为频偏仪。只要相位鉴频器的鉴频线性
足够好，就可以鉴频器的输出电压代替鉴频器输入频偏（两者之间相差一个系数），本
实验即为此。
⑶ 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8.2。
⑷ 调节W2以改变BG2级工作点电压，观测它对于鉴频器解调输出波形的影响。
⑸ 调节W3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。
表8.2
Vip-p(V)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
不接C3 Vop-p (V)
接入C3 Vop-p (V)
实验过程及内容：
1．变容二极管调频器实验电路
变容二极管调频器实验电路如图8-1所示。图中，BG2本身为电容三点式振荡器级，它与
BG1（变容二极管）一起组成了直接调频器。BG3为共射放大器，BG4为射极跟随器。W1用来
调节变容二极管偏压，W2用来调节BG2级的静态工作点，它们都会影响FM波载波频率。W
3
用来调节输出（OUT）电压幅度。
2．变容二极管调频器工作原理
图8-1变容二极管调频器实验电路
变容二极管调频器的直流通路如图8-2(a)所示，高频通路如图8-2(b)所示（已设K1断开）。
由图8-2 (a)可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由R3、W1分压后，从W1滑动端
上取出的电压，因而调节W1即可调整偏压。由图8-2 (b)可见，该调频器本质上是一个电容三
点式振荡器（共集接法），变容二极管经由C4（或C3+C4）再加到回路的L2上，因而是属于
变容二极管取部分接入的电路。接通K1可增大接入系数。显然，振荡频率fosc为：
212oscfLC
，式中，CΣ = (C2∥Cj∥C4)+( C5∥C6∥C7)（若接通K1，则用C3+C4取代C4）。
对输入音频信号而言，C1、L1短路，C2开路，从而音频信号可加到变容二极管BG1上。
只要改变Cj，即可改变CΣ，从而改变振荡频率，这就是变容二极管调频器的工作原理。
R3
R2
R4
W1
BG1
C2
C4C5
C6
C8
C7
R6
R7
Cj
L2
BG2
(a)
(b)
+12V
数据处理分析：
表8.1
表8.2
深圳大学学生实验报告用纸
实验结论：
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年 月 日
备注：