调频基本原理及基本电路分析
调频信号调频(FrequencyModulation简称FM)
kp
d (t)
dt
最大相偏： m kp (t) max
（调相波相位变化的最大值）
最大角频偏：
m k p
d (t)
dt max
主讲元辉
高频电子线路
二、单音频信号调制时调频波、调相波的数学表达式 调制信号为单音频信号 (t) Vm cos t 时，对
c Vcm cosct进行调频，调相。
主讲元辉
高频电子线路
图5.1.4 贝塞尔函数曲线
主讲元辉
高频电子线路
Jn (M )具有下列性质
（1）Jn (M ) 随着 M的增加近似周期性地变化，且其
峰值下降；
（2）
Jn (M
)
Jn (M ) Jn (M
)
n为偶数 n为奇数
（3） Jn2 (M ) 1 n
（4）对于某些固定的 M，有如下近似关系
（或
f
M
p
）随
变化的曲线
主讲元辉
高频电子线路
3、通式：
m M 或 fm MF
其中 m 2fm ， 2 F
例5.1.1 有一正弦调制信号，频率为300～3400Hz，
调制信号中各频率分量的振幅相同，调频时最大频偏 fm 75kHz ；调相时最大相移 M p 1.5 rad。 试求调频时调制指数 M f 的最大范围和调相时最大频偏 fm 的变化范围。
c ,0不变。其中ka ，为由调制电路决定的比例常
数，表示单位调制信号电压引起的载波振幅的变化量。
主讲元辉
高频电子线路
FM： (t) c (t) c k f (t)
Vcm 不变。
PM：(t) (ct 0 ) (t) (ct 0 ) k p (t) Vcm 不变。
基本调幅电路及检波电路及原理详解
基本调幅电路及检波电路及原理详解/邮件群发一、调幅电路及原理详解调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上(例如晶体二极管或三极管)经非线性变换成新的频率分量,再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常,多采用三极管调幅电路,被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器,称为低电平调幅;反之,如果使用大功率大信号调谐放大器,称为高电平调幅。
在实际中,多采用高电平调幅,对它的要求是:(1)要求调制特性(调制电压与输出幅度的关系特性)的线性良好;(2)集电极效率高;(3)要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路,载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上,低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联,C2为高频旁路电容器,C1为低频旁路电容器,R1与R2为偏置的分压器,由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用,集电极电流ic含有各种谐波分量,通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来,基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小,因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态,集电极效率较低,不能充分利用直流电源的能量。
图1、基极调幅电路2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路,其原理与基极调幅类似,因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右,而集电极电源电压有十几伏至几十伏,调制电压对集电极电路的影响可忽略不计,因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
图2、发射极调幅电路3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路,低频调制信号从集电极引入,由于它工作于过压状态下,故效率较高但调制特性的非线性失真较严重,为了改善调制特性,可在电路中引入非线性补尝措施,使输入端激励电压随集电极电源电压而变化,例如当集电极电源电压降低时,激励电压幅度随之减小,不会进入强压状态;反之,当集电极电源电压提高时,它又随之增加,不会进入欠压区,因此,调幅器始终工作在弱过压或临界状态,既可以改善调制特性,又可以有较高的效率,实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
调频预加重电路原理分析
调频预加重电路原理分析摘要：从电路的基本特点和电路的传输函数两方面分析调频广播预加重网络的幅频特性和预加重电路基本原理和作用。
关键词：调频、预加重、预加重电路、RC电路、幅频特性、信噪比调频广播提高信噪比的关键技术就是预加重技术。
我们知道，声音信号的人耳可听部分频率范围是20Hz-20KHz，语言和音乐中的音频信号，从其频谱的构成上来看，大部分能量是集中在低频范围内的。
我国规定调频音频（调制）信号的频率范围是30Hz-15KHz，调频的最大频偏是75KHz。
在调频广播中达到产生75KHz频偏极限的瞬时信号（调频音频信号）幅度，大部分时间都是信号的低频分量引起的，调制信号中的较高频率分量少有达到足以产生75KHz频偏的幅度。
平均来说，幅度较小的高频分量产生的频偏小的多。
因此，调频信号没有充分占有分配给它的较大的带宽，我国规定：调频广播的带宽是200KHz。
可是，接收端引入的噪声频谱却占据了整个调频带宽,我们一般都会假设调频广播的噪声是高斯白噪声。
这使我们有了可能改善鉴相器输出端信噪比的一个办法：我们可以人为地加重发射机调制信号的高频分量到适当程度，使它们在大部分时间上产生75KHz的频偏。
这样做，在某种意义上，可认为是均衡了音频频谱的低频部分和高频部分，使信号得以充分地占据所给予的带宽。
然后在接收机鉴相器的输出端，我们可进行相反的处理，即把高频分量去加重，恢复成原来的功率分布。
在这个去加重的过程中，同时也减小了噪声的高频分量，因而有效地增大了信噪比。
这种预加重和去加重过程，普遍地使用于调频的传输和接收机中。
下面就从预加重电路出发来分析预加重网络为什么能够提高信噪比，是怎么做到提高信噪比的。
调频广播的预加重电路如图一所示：图一以上分析也能得出图二的结论。
从上文的两种分析可以看出，预加重电路是以电阻与电容并联再与电阻串联的方式组成的电路。
此电路就是RC高通滤波器电路的改进电路。
此电路频率在ω1和ω2之间的信号被加重了。
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。
变容二极管调频电路工作原理
变容二极管调频电路工作原理一、调频原理调频（Frequency Modulation）是一种使载波信号的频率随调制信号的幅度变化而变化的一种调制方式。
在通信系统中，调频广泛应用于广播、电视、无线通信等领域。
调频的基本原理是通过改变振荡器的振荡频率来实现调制。
在变容二极管调频电路中，变容二极管作为可变电容元件，用于改变振荡回路的电容，从而改变振荡频率。
二、变容二极管变容二极管（Varactor Diode）是一种特殊的半导体二极管，其结电容可随外加电压的变化而变化。
变容二极管的电容变化范围较大，通常在几个皮法拉（pF）到几十皮法拉之间。
当变容二极管用于调频电路中时，其电容值的变化会导致电路的谐振频率发生变化，从而实现频率调制。
三、调频电路调频电路主要由振荡器、变容二极管和选频回路组成。
振荡器产生高频振荡信号，变容二极管作为可变电容元件，用于改变振荡回路的电容值，选频回路则负责选择和输出所需频率的信号。
在调频过程中，调制信号（例如音频信号）通过改变变容二极管的偏置电压，使其电容值发生变化，从而改变振荡频率，实现频率调制。
四、选频回路选频回路的作用是从多个频率分量中选出所需的频率分量。
在变容二极管调频电路中，选频回路通常由LC谐振回路构成。
通过调整LC回路的参数，可以选择出所需频率的信号。
同时，选频回路还能有效地滤除谐波和杂散分量，提高输出信号的质量。
五、输出信号经过调频的输出信号具有与调制信号相同的幅度和频率变化特性。
在变容二极管调频电路中，输出信号的频率随调制信号的幅度变化而变化，从而实现了频率调制。
输出信号的幅度和频率变化范围取决于变容二极管的电容变化范围和电路的参数设置。
六、应用场景变容二极管调频电路由于其结构简单、易于集成和调节方便等特点，在无线通信、卫星通信、雷达、电子对抗等领域得到广泛应用。
此外，在广播电视、遥控遥测、仪器仪表和测量设备中也有广泛应用。
通过将变容二极管调频电路与信号处理技术相结合，可以实现高性能的频率调制和解调，满足各种通信和测量需求。
五、调频接收电路
调频广播的基本概念与特点 1. 基本概念(1) 调频波：是指用音频信号去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随音 频信号的变化而-变化，-咼频■载波^的幅^度不I 变.…* ■ - ―1W _区・=? -?0。
调频广播允许的最大频偏为 △ ?m= 土 75kHz 。
(3)调制度(m ：是指调制信号振幅变化引起的频偏 △ ?与最大的频偏 △ ?口的(4) 频带宽度(B)。
当音频信号的频率为F ，最大频偏为△ ?口时，调频波的有 效带宽为B = 2 (△ ?m + F )。
在调频广播中，频带宽度 B 为180kHz (5)频率范围和传输特性。
1)频率范围：87〜108MHz2)传播特性：调频广播采用超短波，所以只能在地球表面沿直线传播。
调频广 播传播距离较近，一般在吃50k m 左右。
2. 调频广播的特点 调频广播有以下几个特点。
(1) 频带宽，音质好，动态范围大。
调频广播电台间隔为200kHz,音频频率范围可达*30 Hz 〜15kHz,能够很好地反 映节目源的真实情况。
(2) 信噪比高，抗干扰能力强幅广播具有较高的信噪比，从而增强了抗干扰能力。
(3) 解决电台拥挤问题。
调频广播在超短波频段，传播半径只有宅50km 左右，因此本地电台与外地电台不肃 会引起干扰，从而解决了广播电台频率拥挤的问题。
调频头电路…乞1 .调频头电路的作用与要求 ----------- 冷 .................. 夯(1)作用：1)选择电台；2)高频放大；3)变换载波频率。
(2) 要求：1)良好的选择性和较高的传输系数；2)正确的覆盖范围和较小的kJ(2)频偏(△ ?):是指调频波的瞬时频率 ？与原高频载波频率？0之差，即△ ? 分比，即：调制度(m=△ ?/△ ?rrix 100%• ■丄-五h jfc ■ &* * !■! lB - ■*4* ■占I* M M rfa —■' *1 ■-占M ■' .A' -gi Mi fa i由于调频广播的调制方式和限幅器、预加 仝土 ar i* A M J HI <A ：・ A ：■■ A ■亠 - n lA ■ A - ■ Jr ■ i&*』■ * ja^ik . ria、去加重等措施，使调频广播比调噪声系数；3) 一定的增益和较大动态范围；严4)能防止本振信号向外辐射。
调频无线话筒发射电路分析
调频无线话筒发射电路分析小功率语音调频发射电路广泛应用于无线话筒（无线麦克风）、无线教学扩声器、无绳电话及对讲机等设备。
专业调频无线话筒发射器电路具有一定的代表性，它综合了本模块各单元电路知识，通过学习掌握调频发射基本组成与原理。
无线话筒因摆脱了传输电缆的束服，使用灵活方便而被广泛采用。
其基本组成框图如图2-3-14所示，实物如图2-3-15所示。
图2-3-14 一种调频无线话筒发射电路组成框图图2-3-15 调频无线话筒发射器由于调频占用频带较宽，国内典型的调频无线话筒工作频率常选在甚高频VHF频段的169-260MHz和特高频UHF频段690-960MHz上。
这里介绍的无线话筒工作在甚高频VHF的180-260MHz。
下面结合附录调频无线话筒电原理图分析图2-3-14中各部分的作用：1．音频放大部分话筒音频放大选用MC358集成运放，因领夹话筒线也作发射天线，L1、L2为隔离高频信号的电感，对音频信号感抗较小可视为短路，C1为预加重电容，进行高频提升。
2．压缩电路压缩扩展是一种依靠“掩蔽”效应来提高无线系统信噪比的双重音频处理过程。
它由DBL5020专用信号处理IC电路实现音频信号的压缩，压缩比率为2：1，在接收机中的扩展器以1：2的反比率放大以恢复音频信号的原始动态。
压缩扩展电路用于提高无线话筒系统的信噪比。
3．音码电路在无线话筒发射音频信号的同时，加入一个听不见的32KHz超声波导频信号。
由32kHz晶体Y2和MC358集成运放组成超声波振荡器。
接收机中的静噪电路能识别这个导频信号，接收机只有在检测到这个导频信号时才输出音频，从而有效的防止来自其他发射器的无用信号、噪声以及来自无线话筒电源通断时产生的射频噪声。
业界常称此导频信号为音码。
4．锁相环压控振荡调频电路无线话筒要保证在温度、湿度、供电电压、振动、冲击等各种环境因素变化下稳定工作和获得良好的音质，发射机的载波频率稳定度是最重要的基本条件。
调频发射机电路分析
３ ３灌浆与表面防渗层结合 好 的灌浆材料 ： 另外进行 表面保温 ， 降低 许 多混凝土水工建 筑和地下工程都 温度应力 ， 减少裂缝伸缩变化幅度 ， 改善 存在裂缝漏水问题。由于裂缝受温度应 浆体的受力条件 ， 延长其使用寿命。 ３５灌浆 与基础加固 力 、不均匀沉降等外力作用而有～定的 伸缩和位移变化 ，光靠灌浆不一定能长 由于地基不均匀沉降或山体断层滑 期有效地解决问题。这就产生了灌浆与 动 引起的建 筑物裂缝 ，要先搞清 引起开 表面防渗层结合的处理方法。意 大利拉 裂的外力是否清除 ，然后再决定是否立 哥 尼诺坝。 坝基和坝体都 严重漏水 。 后来 即进行灌浆处理 。软土地基上 的建筑物
部分电路的调试 ， 可以证明电路基本成 熟， 本能完成语音信 基 号的电压放大 、 频率调制和功率放大 ． 达到发射距 离的要求。 发射机 的主要任务是完成 有用的低频信号对高频载波 的 调制 。 将其变为在某一中心频 率上具有一定带宽 、 适合通过天 线发射 的电磁波 。 通常 ， 发射机包括三个部分 ： 高频部分 ， 低频 部分， 和电源部分 。 高频部分一般包括主振荡器 、 缓冲放大 、 倍 频器 、 中间放大、 功放推动级与末级功放 。主振器 的作用是产 生频率稳定 的载波 。 为了提 高频率稳定性 ， 主振级 往往采用石 英晶体振荡器 ， 并在 它后面加上缓冲级 ， 以削弱后级对主振器 的影响 。低频部分包括话 筒 、 低频 电压放大级 、 低频功率放大 级 与末级低 频功 率放大级。 低频信号通过逐渐放大 ， 在末级功 放处获得所需的功率电平 ，以便对 高频末级功率放大器进行 调制。因此 ， 末级低频功率放大级 也叫调制器。调 制是将要传 送 的信息装载到某一高频振荡 （ 载频） 信号上去的过程 。 所以末
Ｎ ． ｅｔ ｂｒ Ｏ ． ｐｍｅ ９ ｅ Ｓ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
可见，它是一个在C0上下变动的单向脉动值，其变化波形与调制信号不同，这是由变容管非线性引起的。
不难想象，此时载频振荡器的瞬时频率f(t)也会随Cj变化，亦即f (t)在fc的基础上，随调制信号uΩ(t)变化，如图10.10(d)、(e)所示。
可以看出，虽然Cj～ur(t)及f(t)～Cj曲线都是非线性的，
但只要互补得好，同样可以使瞬时频率偏移f(t)随调制信号正比变化，从而获得理想的调频信号。
2.质量指标
调频电路主要性能好坏可以从调制特性的线性、调制灵敏度、载波中心频率的稳定度等指标来衡量，其中调频灵敏度是一个主要指标，用S来表示，有
S=Δfm/Δucm
它表示单位调制电压引起频率变化量的能力。
调制特性的线性就是电压—频率转换特性，就是我们常说的压控特性，当然，压控特性的线性越好，调频的非线性失真就越小，压控特性曲线线性范围越宽，线性调频的范围就越大，调频信号的频偏也就越大。
因调频信号的频率是以载波中心频率为基准变化的，所以载波中心频率不稳，产生失真，同时可能造成对邻近频道的干扰。
3.电路实例
变容二极管直接调频电路的主体仍是各种LC振荡电路，但为了实现调频，电路中还必须加入变容二极管及其控制电
路。
图10.11是一个变容管直接调频实例电路及其相关分析电路。
图中可以看出，由振荡管3S3F和L2、变容二极管2AC18、R4、C2、
C3构成振荡电路
，(C2、C3对载频
相当于短路)。
可
以看出，这是一
个电感三点式振
荡电路，调频信
号从集电极输出。
直流供电电压除供载频振荡管3S3F以合适的静态工作点外，还为变容管2AC18提供直流反向偏压U0。
为确保载频振荡器的中心频率稳定，进入电路的＋18V直流电压，先经限流电阻R11被2CW19稳压在＋14V上，为使U0稳定，＋14V又再次经具有温度补偿的稳压管3DW7B稳压在＋
6.5V，然后经R13、R14、R2、R15、R3、R16及R1给变容管负端送一正电位；变容管正端通过L2接地。
因此，相当于给变容管送了一个3V左右的反向偏压，调整R2和R3将改变U0的数值，可调节中心频率fc、调频灵敏度S 及调频器的线性等。
低频调制信号输入电路，输入的调制信号uΩ(t)经L1C1C2构成的型低通滤波器和L2输出给变容二极管。
低通滤波器的主要作用是把前级电路与调频振荡器隔离开来，以避免相互干扰。