关于调频电路说明
调频电路
号的质量不好。 并且干扰信号是无法去掉的，
因为它存在于传输信息的包络中，与有用的信 号混在一起。
角度调制优点——抗干扰能力较强。比如在调频信号中，有用的
调制信号存在于随调制信号变化的频率之中
的，在幅度中叠加的幅度干扰信号，可以通过 限幅器将其切去(如下图)，并不影响有用的调
制信号。
叠加幅度干扰 限幅
mf=0.2
mf=2.0
fC mf=0.5 mf=4.0
fC
fC mf=1.0 mf=6.0
fC
fC
fC
4. 调频波的信号宽带
——从原理上说，信号带宽应包括信号的所有频率分
量。（但调频波频谱有无穷多分量） 定义：信号频带宽度应包括幅度大于载波幅度10%以上的边频
分量，则对应的调频波带宽B为：
B=2(mf+1)F
（
mf
——调频波的调频指数）
一些质量要求比较高的系统则：
B 2(mf mf 1) F
特例：1）当 m f <0.5→调频波由载频 ωc 和( ωc 构成→称窄带调频 此时频带为： 此时频带为：
Ω )的边频
B 2F
B 2mf F 2f m
2）当mf>>1→为恒定带宽调频
7-5-3 调频电路
复杂。
课后小结——见黑板
复习及课前提问：1.为何要进行混频、倍频？ 2.怎样完成混频、倍频? 思考与练习题： 1．说明调频波为什么比调幅波的抗干扰能力强？ 2．调频指数mf与最大频偏Δfm及调制F频率有和关系？ 3．何谓窄带调频？何谓恒定带宽调频？它们的带宽如何计 算？ 4．为什么说调频波所占的频带比调幅波宽很多？ 5．直接调频如何实现？ 6．间接调频如何实现？间接调频有何优点？ 作业题: 7-15 预习：调相电路
电路基础原理模拟信号的调频与解调频
电路基础原理模拟信号的调频与解调频在电路领域中，模拟信号的调频与解调频是非常重要的概念。
调频（Frequency Modulation, FM）可以理解为改变信号的频率，而解调频（Demodulation）则是将调频后的信号恢复成原始信号。
本文将介绍一些关于电路基础原理中模拟信号调频与解调频的基本知识。
一、调频调频是一种通过改变信号的频率来传输数据的方法，其基本原理是在信号中添加一个载波信号，使得信号的频率随着载波的频率的变化而改变。
调频可以实现更好的抗干扰能力和更高的传输质量。
首先，我们需要了解AM调制（Amplitude Modulation）和PM调制（Phase Modulation）这两种调制方式。
AM调制是通过改变信号的幅度来传输信息，而PM调制则是通过改变信号的相位来传输信息。
这两种调制方式不同于FM调制，它们都是通过改变信号的幅度或相位来实现数据传输。
调频，则是通过改变信号的频率来传输信息。
在调频中，信号会与一个高频的载波信号进行混合。
在混合过程中，如果信号的幅度较大，则信号的频率将上升，如果信号的幅度较小，则信号的频率将下降。
这样，我们就可以将信息通过信号频率的变化来传输了。
调频具有较好的抗噪声能力，适用于高质量的音频和视频传输。
二、解调频解调频是将调频后的信号恢复为原始信号的过程。
解调频的方法有很多种，其中最常见的是相干解调法。
相干解调法是通过与一个已知频率和相位的参考信号进行比较，来恢复调频信号中的原始信息。
在相干解调法中，我们需要使用一个称为鉴频器（Discriminator）的电路来实现解调。
鉴频器会将经过混频的信号与参考信号进行比较，从而得到原始信号的频率和相位信息。
在解调过程中，我们还需要使用一个称为低通滤波器（Low Pass Filter）的电路来去除高频成分。
因为解调后的信号中会存在由载波信号引入的高频分量，所以低通滤波器可以将这些高频分量去除，得到干净的原始信号。
调频电路
式中， 上的结电容， 式中，CjQ 变容二极管在静态工作点 Q 上的结电容，x 为归 一化的调制信号电压 其值恒小于 。 的调制信号电压， 一化的调制信号电压，其值恒小于 1。 将 Cj 代入 ωosc ≈ ω0 =
1 LCj
中，得
n 1 (1 + x)n ωosc ≈ ω0 = - - ) = = ωc (1 + x) 2 (5-2-10) LCj LCjQ 1 式中， 的振荡(载波)角频率， 式中，ωc = 为 vΩ = 0 的振荡(载波)角频率，与 VQ 有 LCjQ 关。
n 1 (1 + x)n ωosc ≈ ω0 = - - ) = = ωc (1 + x) 2 (5-2-10) LCj LCjQ 式(5-2-10)为归一化调频特性曲线方程，反映了振荡角频率 - - ) 归一化调频特性曲线方程， ωosc 随 x(即 vΩ )变化的关系式。 变化的关系式。 (
归一化调频特性曲线： ② 归一化调频特性曲线： 不同， 指数 n 不同，∆f / fc 随 x 变 化的曲线。 化的曲线。 变化的曲线如 ∆f / fc 随 x 变化的曲线如 可见， 图 5-2-4 所示 ，可见，除 n - = 2 外，调频特性曲线均为非 线性曲线。 线性曲线。
2．调频灵敏度 ． (1)定义 ) 原点上的斜率
d(∆f ) SF = dv v
=0
越大， 单位为 Hz/V， SF 越大，调制信号 ， 对瞬时频率的控制能力就越强。 对瞬时频率的控制能力就越强。 (2)要求 ) 波形如图 - 当 vΩ(t) = VΩmcosΩ t 时，画出的 ∆f(t) 波形如图 5-2-2 所 图中， 即为调频信号的最大频偏。 示。图中，∆fm 即为调频信号的最大频偏。
调频解调电路工作原理
调频解调电路工作原理
调频解调电路工作原理：
调频解调电路是一种用于将调频信号还原为原来的频率信号的电路。
其工作原理基于调频信号的特点，即频率会随着信号中的信息内容而变化。
调频信号可以表示为：fm(t) = Ac * cos(2π * (fc + kf * m(t)) * t)，其中fm(t)为调频信号，Ac为载波幅度，fc为载波频率，kf为
调制系数，m(t)为调制信号。
调频解调电路主要包括两个部分：解调器和滤波器。
解调器的作用是提取调频信号中的调制信号，一般采用频率鉴频器或相干解调器来完成。
频率鉴频器通过与载波频率同步，将调频信号的频率变化转换为振幅变化，然后通过一个包络检波器来提取调制信号。
相干解调器则通过与载波信号相干检波的方式，将调频信号还原为基带信号。
滤波器的作用是去除解调过程中产生的干扰，保留所需的调制信号。
解调过程中可能会引入一些高频噪声或者其他信号，需要使用滤波器将它们滤除，只保留所需的调制信号。
通过解调器和滤波器的协同工作，调频解调电路可以将调频信号还原为原来的频率信号，从而实现对调频信号的解调。
调频基本原理及基本电路分析
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。
第讲调频电路
z 设调制信号 uΩ = UΩm cosΩt 经4.7 μF电容耦合到变容二极管上, 则由 电感L和变容二极管组成的LCj回路的中心角频率ω(t)将随调制电压而
变化。
z 当角频率为ωc的载波信号通过这个LCj回路后, 会发生什么变化呢?
z 借助并联LC回路阻抗的幅频特性和相频特性, 将输入视为电流信号, 输 出视为电压信号, 我们来讨论以下三种不同的情况。
制度m成正比。 虽然增大m会增加最大相对角频偏, 但也会增加非线 性失真和减小载频稳定度, 所以最大相对角频偏受m的限制。
z 调频灵敏度可表示为
Sf
=
nωc
2(U B + UQ )
2. 晶振变容二极管调频电路 z 在晶振变容二极管调频电路中, 常采用晶振
与变容二极管串联的方式，右图所示。 z 晶体变容二极管调频电路实质上就是晶振
各次方有关的角频偏, 显然这些将产生调制特性的非线性失真；另一 方面还将使载频产生一个附加偏移, 使载频稳定度降低。
b.非线性失真和载频偏移随着m的增大以及n与2之间差值的增大而增大。
z 统一的最大线性角频偏可表示为
Δωm
=
n 2
mωc
⇒ Δωm = n m ωc 2
上式表明，当n确定之后, 最大相对线性角频偏Δωm/ωc与电容调
电压控制变容二极管的结电容变化, 回路电感L对于低频积分电压可视 为短路。
2. 扩展间接调频电路最大线性频偏的方法
z 由前面对变容二极管相移网络的分析可知, 调相电路的调相指数Mp受
到变容管和回路参数的限制, 比, 故Δfm也受到限制。
而调相信号的最大频偏Δfm又与Mp成正
z 为了扩展间接调频电路的最大线性频偏, 同样可以采用倍频和混频的 方法。（此部分内容不要求）
远距离FM调频发射电路
远距离FM调频发射电路本文介绍的小功率调频发射电路，由于使用了专用的发射管，调制度深，不产生幅度调制，失真小，发送距离远，工作稳定。
电路简单易制，只要焊接无误即可工作，电路原理见图１所示。
图１电路中，由专用发射管Ｔ２和其外围件组成一频率在８８～１０８ＭＨｚ范围内的高频振荡器，驻极体话筒拾取的音频信号先经Ｔ１进行放大，放大后的低频信号再对高频载波进行调制。
如断开驻极话筒Ｍ，在输入端接放音机输出就能很好地传送音乐信号。
需要说明的是射频发射专用管Ｔ２，其型号是ＦＦ５０１，采用标准的Ｔ０－９２封装（像９０００系列三极管一样），外形及引脚排列如图２所示，其ＩＣＭ为４５ｍＡ，ｆＴ大于１．３ＧＨｚ，ＶＣＥＯ为１３Ｖ。
专用管的优点就是一致性好，射频输出功率较大，电路容易调整，ＦＦ５０１完全可工作在更高的频段，读者可尝试将发射管用于其它电路的高频发射实验。
电路中的Ｌ２用∮１．０ｍｍ的漆包线在∮５．１ｍｍ的钻头上绕５匝脱胎拉长至０．８ｃｍ，Ｃ３～Ｃ８可用高频瓷介电容，天线最好用１．２米的拉杆，并垂直放立。
天线一定要架好后再上电。
电路的工作电流约２５±５ｍＡ。
如发射频率不在８８～１０８ＭＨｚ范围内，可适当调整谐振线圈Ｌ２的长度。
电路装调好后，用ＦＭ段调频收音机作接收，有效传送半径可达５００ｍ。
新颖的调频接收机本文介绍的调频接收机利用超再生调频接收原理，因采用了高增益微型集成电路，故电路简单新颖。
接收效果达到一般调频接收机的水平，同时克服了超再生接收机选择性差、噪声大等缺点，又保持了灵敏度高、耗电少、线路简单和成本低(元件费用不足5元)等优点。
适合电子爱好者制作。
该机的电路原理图如图所示。
由超再生调频接收、FM-AM变换部分、调幅检波及低放电路组成。
调频波的超再生接收，实际上就是将调频波转换成调幅波，同时对调幅波进行包络检波以得到低频信号。
图中的三极管VTl及外围元件组成典型的超再生调频接收电路，并将调频波信号转换成调幅信号以及进行包络检波输出音频信号。
第18讲-高频-直接调频电路
(1)
fc
=
c 2
13.7MHz
第十八讲 直接调制器电路
7/18/2024 1:15 AM
24
第6章 角度调制与解调
(2)fc
=
c 2
10 6 =
2
159 kHz
(3)fm
=
m 2
=
10.7 106 2
1.7MHz
(4)k f
= fm Vm
= 1.7106 3
= 5.7105 Hz/V
(5)k f 2
0.001mF、0.002mF均为高频旁路电容，即高频交流通路；
47mH为高频扼流图，对高频近似开路，对直流、低频近似短路；47
mF为隔直电容，对低频近似短路；
C1、C2、C3、C4、C5、Cj和电感L1与晶体管Q1构成电容三点式振荡器； L1、L2互感耦合输出vFM。
第十八讲 直接调制器电路
7/18/2024 1:15 AM
C jQ
= Cj0 (1+ VQ )
=
(1
225 +6
)
1 2
= 67.8 pf
VD
0.6
Cj =
67.8
1
(1+ 0.5 cos10 4 t) 2
M = Vm = 0.5 VD + VQ
第十八讲 直接调制器电路
7/18/2024 1:15 AM
23
第6章 角度调制与解调
(t) = c (1+ M cost) 2 c + c + m cost
c =
+ 2m cos2t
1=
1
85.9106 rad / s
LCjQ 210-6 67.810-12
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本次课程设计要求设计一个变容二级管调频电路，课程设计采用直接调频的方法。
电路分为LC正弦波振荡器与变容二级管2CCIC两部分。
其中LC正弦波振荡器是由晶体管3DG100组成的电容三点式振荡器的改进型即克拉波电路，所得出的结果基本符合任务书的要求，各种性能参数也满足任务书的方根技术指标。
本设计的基本要求为，设计一个调频发射机调制电路，已知条件：Vcc=+12V，晶体管为3DG100,变容二级管为2CCIC，主要技术指标：主振频率fs=5MHz,频率稳定度△fp/fs≤5×10¯4/小时，最大频偏fm=10KHz,输出电压Uo≧1V。
2设计方案的选择
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（实质是改变振荡器的定额元件），变容二级管便属于此类。
间接调频是利用频率与相位之间的关系，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。
3变容二级管调频电路的基本原理
两种调制法各有优缺点。
直接调频的稳定性差，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。
由于本次课程设计对频率稳定度△fp/fs 不是很高并且最大频偏△fm 也比较大，故本次设计采用了直接调频的方法。
本次课程设计采用的整体电路原理图如下：
其中，晶体管T ，C1,C2,C3组成电容三点式振荡器的改进型电路即克拉泼电路，接成共基组态，Cb 为基级耦合电容，其静态工作点由Rb1,Rb2,Rc,Re 所决定，即由公式
cc b b b BQ V R R R V 211+= (3.1)
e R CQ BQ CQ EQ I V V V =-= (3.2)
c BQ cc CQ R V V I +-=e R (3.3)
βCQ BQ I I = (3.4)
决定。
小功率振荡器的静态工作电流I CQ 一般为（1－4）mA ，I CQ 偏大，振荡幅度增加，但波形失真加重，频率稳定性变差。
L1,C1,和C2,C3组成并联谐振回路，其中C3两端的电压构成谐振器的反馈电压V BE ，以满足相位平衡条件πn ＝2∑Φ. 比值F C C =21决定反馈电压的大小，反馈系数F 一般取2181｀～。
为减小晶体管极间电容对回路振荡频率的影响，C 2，C 3的取值要大。
如果选C 1《C 2,C 1《C 3,则回路的谐振频率主要由C 1决定，即：
1121
C L f o π= (3.5)
调频电路由变容二级管Dc 及耦合电容Cc 组成，R1,R2为变容二级管提供静态时的反向直流偏置电压V Q ，电阻R3称为隔离电阻，常取的R3>>R1,R3>>R2,以减小调制信号ΩV 对发V O 的影响。
以C 5与高频扼流圈L 2给ΩV 提供电路，C O 起高频滤波作用。
变容二级管D C 通过C C 部分接入振荡回路，有利于提高主振频率f o 的稳定性，减小调制失真，下图为变容二级管部分接入谐振回路的等效电路
接入系数p 及回路总电容∑C 分别为。