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

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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

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

V p-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W l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V ip-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V op-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

V ip-p(V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

不接C3V op-p (V)

接入C3V op-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

图8-1变容二极管调频器实验电路

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。W3用来调节输出（OUT）电压幅度。

2．变容二极管调频器工作原理

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K 1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R 3、W 1分压后，从W 1滑动端上取出的电压，因而调节W 1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C 4（或C 3+C 4）再加到回路的L 2上，因而是属于变容二极管取部分接入的电路。接通K 1可增大接入系数。显然，振荡频率f osc 为：

212osc f L C π∑

=

，式中，C Σ = (C 2∥C j ∥C 4)+( C 5∥C 6∥C 7)（若接通K 1，则用C 3+C 4取代C 4）。

对输入音频信号而言，C 1、L 1短路，C 2开路，从而音频信号可加到变容二极管BG 1上。只要改变C j ，即可改变C Σ，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

R2R4

W1

BG1

C2

C4C5

C6

C8

C7

R6

R7

Cj

L2

BG2

(a)

(b)

+12V