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。
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2.变容二极管特性
最常用的直接调频电路是变容二极管调频电路。
变容二极管的特性:变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压 改变而变化的原理设计的一种二极管。它的极间结构、伏安特性与一 般检波二极管没有多大差别。不同的是在加反向偏压时，变容二管呈 现一个较大的结电容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化 。正是利用了变容二极管这一特性，将变容二极管接到振荡器的振荡 回路中，作为可控电容元件，则回路的电容量会明显地随调制电压而 变化，从而改变振荡频率，达到调频的目的。
mc
Um UDUQ
C
jQ
C j0
1
UQ UD
式中，mc为变容管电容调制度； CjQ为UQ处电容
3.原理电路
则可得
(t)L 1 jQ C ( 1 m cc o t)2 s c ( 1 m cc o t)2 s
c 1 LCjQ
是调制器未受调制（ u(t)0）时的振荡频率，即调频波的中心频率。
振荡频率可由回路电感L和变容二极管结电容Cj所决定，即
1
LC j
对于直流和调制频率而言，由于C1的阻断，因而UQ和可有效加到变 容二极管上，可得直流和调制频率通路，如图（c）所示。
3.原理电路
可得变容二极管结电容随调制信号电压变化规律，即
C j 1U 1 DU Q C U j0 m co t s1m c C c jQ o ts
3.原理电路
C1
u(t)U Q U m c o ts
L1
L Cj C2
uΩ C3
UQ
L Cj
L1
Cj
uΩ
UQ
(a)
(b)
(c)
为了防止UQ和对振荡回路的影响，在控制电路中必须接入L1和C3。L1为高频 扼流圈，它对高频的感抗很大，接近开路，而对直流和调制频率接近短路；C3为 高频滤波电容，它对高频的容抗很小，接近短路，而对调制频率的容抗很大，接
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《高频电子技术》课程
变容二极管的 直接调频电路
目录
01
直接调频原理
02
变容二极管特性
03
原理电路
1.直接调频原理
实现调频的方法可分为直接调频和间接调频两大类。
直接调频电路 根据调频信号的瞬时频率随调制信号成线性变化这一基本特 性，可以将调制信号作为压控振荡器的控制电压，直接控制主振 荡回路元件的参数L或C，使其产生的振荡频率随调制信号规律而 变化，压控振荡器的中心频率即为载波频率。显然，这是实现调 频的最直接方法，故称为直接调频。
2.变容二极管特性
变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系。其 结电容Cj与反向偏置电压u之间有如下关系：
cj
c j0
Hale Waihona Puke 1u UDCj
u
(a)
(b)
式中，UD 为PN结的势垒电压，Cj0 为 u =0时的结电 压；γ为电容变化系数。Cj相当于可变电容。
3.原理电路
C1
L Cj C2
L1
uΩ C3