变容二极管调频电路课程设计
高频课程设计--变容二极管调频电路
摘要本设计基于LC振荡器原理，通过改变变容二极管两端的电压来改变电容，以达到改变频率，从而实现设计的要求。
整个设计由三点式振荡器模块、变容二极管调频模块组成，完成了调频电路设计的要求。
关键字：LC振荡器变容二极管调频目录1方案选择： (3)2调频电路设计原理分析 (4)2.1FM调制原理： (4)2.2变容二极管直接频率调制的原理： (4)2.3三极管的参数 (6)3单元电路设计分析 (6)3.1LC振荡电路 (6)3.2调制灵敏度 (7)3.3增加稳定度的措施： (8)3.3.1震荡回路参数LC (8)3.3.2温度补偿法 (9)3.3.3回路电阻 (9)3.3.4加缓冲级 (10)3.3.5有源器件的参数 (10)4 各单元电路元器件参数设置： (11)4.1LC震荡电路直流参数设置： (11)4.2调频电路的直流参数设置 (11)4.3交流电路参数设置： (11)4.4计算调制信号的幅度 (13)元器件清单 (14)设计体会 (15)参考文献 (16)附录 (17)1方案选择：产生调频信号的电路叫做调频器，对他有4个主要的要求：已调波的瞬时频率与调制信号成比例变化。
未调制时的载波频率即已调波的中心频率具有一定的稳定度。
最大频偏与调制频率无关。
无寄生调幅或寄生调幅尽量小。
产生调频的方法主要归纳为两类：1 用调制信号直接控制载波的瞬时频率——直接调频。
2先将调制信号积分，然后对载波进行调相，结果得到调频波——间接调频。
变容二极管调频的主要优点是能够获得较大的频移（相对于间接调频而言），线路简单，并且几乎不需要调制功率，其主要缺点是中心频率的稳定度低。
在满足设计的各项参数的基础上尽量简化电路。
因此本次课程设计采用2CC1C变容二极管进行直接调频电路设计。
2调频电路设计原理分析2.1 FM 调制原理：FM 调制是靠信号使频率发生变化，振幅可保持一定，所以噪声成分易消除。
设载波t w Vcm Vc c cos =,调制波t w Vsm Vs s cos =。
实验七变容二极管调频器
实验七变容二极管调频器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●频率调制●变容二极管调频●静态调制特性、动态调制特性2．做本实验时所用到的仪器：●变容二极管调频模块●双踪示波器●频率计●万用表二、实验目的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．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。
三、实验内容1．用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响；2．变容二极管调频器静态调制特性测量；3．变容二极管调频器动态调制特性测量。
四、实验原理1．调频电路变容二极管调频器实验电路如图7-1所示。
图中，12BG01本身为电容三点式振荡器，它与12D01、12D02（变容二极管）一起组成了直接调频器。
12BG03为放大器，12BG04为射极跟随器。
12W01用来调节变容二极管偏压。
由图7-1可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由12R02、12W01和12R03分压后，从12R03得到的电压，因而调节12W01即可调整偏压。
由图可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共基接法），由于电容12C05对高频短路，因此变容二极管实际上与12L02相并。
调整电位器12W01，可改变变容二极管的偏压，也即改变了变容二极管的容量，从而改变其振荡频率。
因此变容二极管起着可变电容的作用。
对输入音频信号而言，12L01短路，12C05开路，从而音频信号可加到变容二极管12D01、 12D01上。
当变容二极管加有音频信号时，其等效电容按音频规律变化，因而振荡频率也按音频规律变化，从而达到了调频的目的。
121图7-1 变容二极管调频器实验电路本实验电路为西勒振荡器，高频等效电路如图7-2所示。
电路的频率为：∑=LC t f π21)(式中： j 1C C 11112C0312C0412C06∑=+++在调制信号Ωu 控制下实现频率调制。
12C062CC1F图7-2 变容二极管调频器高频等效电路2．调频电路的特性（1）调频电路的静态调制特性静态调制特性是指，振荡频率f 随变容二极管直流偏置电压B V 的变化特性。
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。
高频实验八 变容二极管调频实验报告
实验八 变容二极管调频实验一 实验目的1. 进一步学习掌握频率调制相关理论。
2. 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的电路原理和方法。
3. 理解变容二极管静态调制特性、动态调制特性概念并掌握测试方法。
二、实验使用仪器1．变容二极管调频振荡电路实验板 2．100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 高频信号源三、实验基本原理与电路1. 变容二极管调频原理变容二极管的调频原理可用图8-1说明。
变容二极管的电容C 和电感L 组成LC 振荡器的谐振电路，其谐振频率近似为 LCf π21=。
在变容二极管上加一固定的反向直流偏压U 偏和调制电压U Ω（图ａ），则变容二极管的结电容C 将随调制信号U Ω的幅度变化而变化 ，通过二极管的变容特性（图ｂ）可以找出结电容C 随时间的变化曲线（图ｃ）。
此电容C 由两部分组成，一部分是0C ，由反向直流偏压U 偏决定，为固定值；另一部分是变化的电容，由调制电压U Ω的幅度决定，可以表示为t C m Ωcos ，其中Ω为调制信号的频率。
m C 是电容变化部分的幅度，则有C ＝0C 十t C m Ωcos 将C 代入f 的公式，化简整理可得f f t C C f f f m ∆+=Ω⋅-=0000cos 21式中 f ∆=021f -t C C mΩcos 00f 是0=m C 时，由电感L 和固定电容0C 所决定的谐振频率，称为中心频率，021LC f π=。
f ∆是频率的变化部分，而21C C f m是频率变化部分的幅值，称为频偏。
式中的负号表示当回路电容增加时，频率是减小的。
我们还可通过图8-1（C ）及图（D ）（L 固定，f 与C 成反比曲线）找出频率和时间的关系。
比较图（a ）及图（e ），可见频率f 是随调制电压Ωu 的幅度变化而变化，从而实现了调频。
f f图8-1 变容二极管调频原理3. 变容二极管调频实验电路变容二极管调频实验电路如图8-2。
变容二极管调频课程设计..
成绩评定表课程设计任务书目录摘要 (4)1.引言 (5)2. Protel 99 SE 简介 (6)3.实验步骤 (7)3.1 Protel 99 SE 绘图环境设置 (7)3.1.1新建一个设计库 (7)3.1.2添加元件库 (10)3.2绘制原理图 (12)3.2.1选取元件 (12)3.2.2摆放元件 (13)3.2.3元件连接 (13)3.2.4放置输入/输出点 (14)3.2.5更改元件属性 (15)3.2.6 ERC(电气规则检查) (16)3.3 PCB制图 (16)3.3.1自动生成PCB文件 (16)3.3.2自动布线 (18)3.4仿真应用 (20)4.课设总结 (22)5.参考文献 (22)摘要本次课设的要求和目的是掌握Protel的应用。
本文以Protel99SE为例，详细具体地介绍这个软件的用法与应用。
文章首先介绍了Protel99SE基本知识，然后提出需用该软件解决的实际问题，结合实际问题一步步介绍Protel99SE的用法，如：基础原理图设计，印制电路板基础，PCB元件的制作，电路仿真分析，综合案例演练等。
接着分析应用Protel99SE软件的过程中可能遇到的问题及一些应对方法。
课设最后进行总结，检查课设的完整性和彻底性，检验自己对Protel99SE软件的掌握程度及应用情况。
Protel 99 SE应用课程设计——变容二极管的调频电路1·引言人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。
现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。
前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。
EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计以及PCB设计。
调频电路,变容二极管
变容二极管一、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。
变容二极管调频电路设计
变容二极管调频电路设计一、基本原理变容二极管调频电路利用变容二极管的非线性特性，实现调频功能。
变容二极管即反向偏压下的二极管，它的电容值与反向偏压有关，反向偏压越大，电容值越小。
当正弦信号进入反向偏压的二极管时，随着信号电压的增大，二极管的电容值减小，导致信号频率的增加。
反之，随着信号电压的减小，二极管的电容值增大，导致信号频率的减小。
通过不同程度的反向偏压，可以实现对信号频率的调整。
二、电路设计步骤1.确定工作频率范围：首先，确定设计的变容二极管调频电路的工作频率范围。
根据具体应用需求，选择适当的频率范围。
2.选择电路拓扑结构：常见的变容二极管调频电路拓扑结构包括正弦波调频电路和方波调频电路。
正弦波调频电路适用于较高频率的调频需求，而方波调频电路适用于较低频率的调频需求。
根据具体的工作频率范围和调频要求，选择合适的电路拓扑结构。
3.设置电压偏置电路：由于变容二极管是在反向偏置电压下工作，需要设计一个合适的电压偏置电路。
该电路的作用是为变容二极管提供适当的反向偏置电压，保证在工作频率范围内变容二极管始终处于反向偏压状态。
4.设计信号源和功率放大器：为了提供输入信号和驱动变容二极管，需要设计信号源和功率放大器。
信号源可以选择稳定的正弦波源或方波源，功率放大器的设计要考虑到输出功率和失真等因素。
5.确定电容和电压范围：根据工作频率范围和调频要求，选择合适的变容二极管和电容。
同时，确定电容的电压范围，以保证电容的可靠性和稳定性。
6.进行电路仿真和优化：在设计完成后，进行电路仿真和优化。
使用电路仿真软件，验证电路的性能和稳定性。
根据仿真结果，调整电路参数，优化设计。
7.制作电路原型和测试：最后，根据优化后的设计方案，制作电路原型，并进行测试。
通过测试，验证电路的性能和可靠性，可以对设计进行进一步改进和优化。
三、注意事项-选择合适的变容二极管：变容二极管的性能参数对电路的调频性能影响较大，应选择性能稳定可靠的品牌和型号。
变容二极管调频电路设计
目录摘要 01、方案选择 (1)2、变容二极管直接调频原理 (1)3、变容二极管直接调频 (3)3.1 变容二极管工作原理 (3)4、电路实现 (4)4.1课程设计指标 (4)4.2元件参数选择 (5)4.3电路设计仿真图 (5)4.4电路仿真结果 (6)4.5 PCB如图4.4所示 (7)总结与体会 (8)参考文献 (9)摘要调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。
主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。
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。
变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。
其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。
较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。
本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路，振荡频率有电路电感和电容决定，当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率受调制信号的控制，从而实现调频。
关键词：变容二极管 LC电容反馈三端振荡器调频1、方案选择变容二极管调频方式有两种：间接调频和直接调频。
（1）间接调频先将调制信号进行积分处理，然后用它控制载波的瞬时相位变化，从而实现间接控制载波的瞬时频率变化的方法，称为间接调频法。
根据前述调频与调相波之间的关系可知，调频波可看成将调制信号积分后的调相波。
这样，调相输出的信号相对积分后的调制信号而言是调相波，但对原调制信号而言则为调频波。
这种实现调相的电路独立于高频载波振荡器以外，所以这种调频波突出的优点是载波中心频率的稳定性可以做得较高，但可能得到的最大频偏较小。
高频电子线路实验七--------变容二极管调频实验
实验七 变容二极管调频实验一、实验目的1、了解变容二极管调频电路构成与原理。
2、了解调频器的调制特性及其测量方法。
3、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及消除方法。
二、预习内容1、复习变容二极管的非线性特性及变容二极管调频振荡器的调制特性。
2、复习角度调制的原理。
3、复习变容二极管电路。
三、实验原理变容二极管实际是一个电压控制的可变电容，正常工作时处于反向偏置。
当外加反向偏置电压变化时，变容二极管的PN 结的电容会随之变化，其变化规律如图所示，变容二极管的结电容与变容二极管两端所加的反向偏置电压之间的关系可以用下式表示：0C 为没有加任何电压时，耗尽层的电容值，ϕU 二极管的PN 结的势垒电压，u 是加到变容二极管两端的反向偏置电压。
r 为电容变化指数,γ=1/3~6,其中 γ=1/3为缓变结, γ=1~4为超突变结,最高可高达6以上。
直接调频的基本原理是用调制信号去直接控制振荡器回路的参数，使振荡器的输出频率调制信号的拜年话规律呈线性变化，以生成调频信号的目的。
如果载波信号是由LC 自激振荡产生，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容，就能达到控制振荡频率的目的。
四、实验仪器1、双踪示波器(1)j C C u u γϕ=+2、万用表3、XSX-4B 型高频电路实验箱 五、实验内容 实验电路如图所示：图中上半部分为变容二极管调频电路，下半部分为相位鉴频器。
BG401构成电容三点式振荡器，产生载波为10.7MHz 载波信号。
变容二极管D401和C403构成振荡回路电容的一部分，直流偏置电压通过R403、RP401、R402和L401加至变容二极管D401的负端。
C402为变容二极管提供交流通路，R404为变容二极管提供直流通路，L401和R402组成隔离支路，防止载波信号通过电源和低频回路短路。
低频信号从输入端J401输入，通过变容二极管D401实现直接调频，C401为耦合电容，BG402对调制波进行放大，通过RP403控制波的幅度，BG403为射极跟随器，以减小负载对调频电路的影响。
变容二极管频率调制电路实验
实验八变容二极管频率调制电路实验一、实验目的：1. 了解变容二极管调频器电路原理和测试方法；2. 了解调频器调制特性及主要性能参数的测量方法；3. 观察寄生调幅现象，了解其产生原因及消除方法。
二、预习要求：1. 复习变容二极管的非线性特性，及变容二极管调频振荡器调制特性；2. 复习角度调制的原理和变容二极管调频电路的组成形式.三、实验电路说明：本实验电路如图8-1所示。
图8-1本电路由LC正弦波振荡器与变容二极管调频电路两部分组成。
图中晶体三极管组成电容三点式振荡器。
C1为基极耦合电容，Q的静态工作点由W1、R1、R2及R4共同决定。
L1、C5与C2、C3组成并联谐振回路。
调频电路由变容二极管D1及耦合电容C6组成，W2、R6与R7为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压，R5为隔离电阻。
C7与高频扼流圈L2给调制信号提供通路，C8起高频滤波作用。
四、实验仪器：1. 双踪示波器2. 万用表3. 频率计4. 实验箱及频率调制、解调模块五、实验内容及步骤：1. 静态调制特性测量1）接通电源；2）输入端不接调制信号，将频率计接到TP1端，示波器接至TP2观察波形；3）调节W1使振荡器起振，且波形不失真，振荡器频率约为5.6MHz左右;4）调节W2使TP3处的电压变化（Ud—二极管电压），将对应的频率填入表5-1。
表8-12. 动态测试：调节频率调制电路的f0 =6.5MHz，从P1端输入F=2KHz的调制信号Um，，在输出TP1端观察Um与调频波上下频偏的关系（用频率分析仪测量⊿f(MHz)），将对应的频率填入表5-2。
表8-2六、实验报告要求：1. 整理各项实验所得的数据和波形，绘制静态调制特性曲线；2. 求出调制灵敏度S。
变容二极管调频电路课程设计
南华大学《通信线路》设计报告变容二极管调频电路设计姓名: 王佳杰学号：20114400218专业班级：通信1102班指导老师：邓贤君所在学院: 电气工程学院2014年6月12 日摘要随着电子与通信技术的不断进步,各种新兴电子产品的开发速度越来越快。
现代计算机技术和微电子技术的进一步结合和发展使得电子电路和通信线路出现了二个分支。
一个是朝着更高集成度的集成电路发展：而另一个是利用分立元件和硬件描述语言对新型器件进行专门设计。
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，应用最广泛的是采用变容二极管直接调频技术,即利用二极管反偏工作的PN 结呈现的势垒电容，它与回路中的电感共同构成振荡器的振荡回路，从而作为振荡频率直接调频电路.它具有工作频率高、固有损耗小和使用方便等优点。
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。
实验四变容二极管调频器
T4
J3
混频输出
J4
中波输入
LED2 LED1
7
J9 模拟乘法器混频
TH7
TH8
TH9
●●● F2
射G频ND输 入 （ D D S 信U号1 源 提 供 ）TH6
fs=5.5MHz VsP-P=300mV
J8
本振 输入
J7
射频 输入
四、实验步骤(1)
1、输入本振信号：用实验箱的信号源做本振信号， 将频率fL=10MHz（幅度VLP-P＝600mV左右）的本 振信号从J8处输入(TH7处测试)，
二．为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压 VS和本振电压VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率， 这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产 生干涉，影响输入信号的接收。
三．干扰影响最大的是中频干扰和镜象干扰。
一、实验目的
二、实验内容
一．了解集成混频器的工作原理； 二．了解混频器中的寄生干扰。 三．研究平衡混频器的频率变换过程； 四．研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入本振电压的关系； 五．研究平衡混频器输出中频电压Vi与输入信号电压的关系； 六．研究镜象干扰。
三、实验 原理
R7 1K
+12
R10 1K
设回路电感为L，回路的电容是变容二极管
的电容C（暂时不考虑杂散电容及其它与变
容二极管相串联或并联电容的影响），则
振荡频率为
f 1
2 LC
实验步骤--静态调制特性测量
VD1(V) 2 2.5 3 4 5 6 7 10 11
F0(MHz)
实验八 变容二极管调频电路
实验八 变容二极管调频电路一、实验目的1． 进一步学习掌握频率调制相关理论。
2． 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的方法。
3. 理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。
二、实验使用仪器1．变容二极管调频电路实验板2．谱分析仪、低频信号源、100MHz 双踪示波器、万用表 三、实验基本原理与电路1. 变容二极管调频原理变容二极管的调频原理可用图8-1所示。
在变容二极管上加一固定的反向直流偏压ＵR和调制电压Ωu （图ａ），则变容二极管电容量j C 将随Ωu 改变，通过二极管的变容特性（图ｂ）可以找出电容Ｃ随时间的变化曲线（图ｃ）。
此电容Ｃ由两部分组成，一部分是0C 为固定值；另一部分近似为t C m Ωcos ，为变化值，m C 是变化部分的幅度，则有t C C C m j j Ω+=cos 0 （8-1）将变容二极管接入振荡器的谐振回路，若调制信号的幅度不大，即在窄带调制时，可实现线性调频。
ff图8-1 变容二极管调频原理3. 变容二极管调频实验电路变容二极管调频实验电路如图8-2，置于本实验讲义末。
实验电路的交流谐振回路如图8-3（a ）。
若65C C <<、75C C <<、2C C j <<，则图8-3（a ）可近似为图7-4（b ）。
四、实验内容1．变容二极管调频静态调制特性测试。
2．变容二极管调频动态调制特性测试。
3．变容二极管的Cj ～V 特性曲线的测量。
五、实验步骤1．变容二极管调频静态调制特性测试在实验箱主板上插上变容二极管调频实验电路模块。
接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。
断开J2，连接J1。
调整电位器RW1，在测试点TP2测电压为+5V ，即变容二极管的反向偏压为-5V 。
连接J1、J2。
调整微调电容CV1、电位器RW2、RW3在TP3得到频率为10.7MHz 的最大不失真正弦信号（频率由OUT 端测试）。
调整RW1，改变变容二极管两端的反向电压V D ，测量变容二极管调频实验电路的输出频率，得到变容二极管调频静态调制特性。
变容二极管调频电路课程设计
南华大学《通信线路》设计报告变容二极管调频电路设计姓名: 王佳杰学号: 20114400218专业班通信1102班级：指导老邓贤君师：电气工程学院所在学院：2014年6月12日摘要随着电子与通信技术的不断进步，各种新兴电子产品的开发速度越来越快。
现代计算机技术和微电子技术的进一步结合和发展使得电子电路和通信线路出现了二个分支。
一个是朝着更高集成度的集成电路发展：而另一个是利用分立元件和硬件描述语言对新型器件进行专门设计。
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，应用最广泛的是采用变容二极管直接调频技术，即利用二极管反偏工作的PN结呈现的势垒电容，它与回路中的电感共同构成振荡器的振荡回路，从而作为振荡频率直接调频电路。
它具有工作频率咼、固有损耗小和使用方便等优点。
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，贝U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。
变容二极管调频电路设计
变容二极管调频电路设计在无线通信领域中，调频（Frequency Modulation，FM）是一种重要的调制技术。
其中，变容二极管（Varactor Diode）作为一种非线性元件，具有调节容值的特性，被广泛应用于调频电路中。
本文将介绍变容二极管调频电路的设计原理、电路结构以及性能优化方法。
一、变容二极管调频电路的设计原理在FM调频电路中，变容二极管的作用是通过改变电容值来实现对频率的调节。
通过调节电容值，可以改变电路中LC振荡器的频率。
变容二极管的电容-电压关系可以近似为：C=C0*(1-(V/Vr)^m)其中，C是变容二极管的电容值，C0是基准电容值，V是变容二极管的偏置电压，Vr是反向偏置电压，m是非线性指数。
通过调节V，可以改变C的数值。
二、变容二极管调频电路的结构变容二极管调频电路由变容二极管、电感器（Inductor）、电容器（Capacitor）和其他辅助元件组成。
其中，电感器和电容器组成LC振荡器，负责产生基准频率信号。
变容二极管则负责调节LC振荡器的频率。
___________________，RFIN---，，，----RFOUTLC，C1---，___，_______C2在上图中，RFIN表示输入射频信号，RFOUT表示输出射频信号。
C1和C2分别是包含变容二极管的电容器，LC是包含电感器和电容器的LC振荡器。
三、变容二极管调频电路的性能优化方法为了获取更好的调频性能，可以采取以下方法进行优化。
1.变容二极管的选择：选择具有较大非线性指数m的变容二极管，以实现更大的频率调节范围。
2.变容二极管的偏置电压控制：通过改变变容二极管的偏置电压，可以改变其电容值，从而实现频率的调节。
可以使用控制电压的变压器来实现对偏置电压的精确控制。
3.LC振荡器的设计：选择合适的电感器和电容器，以满足所需要的振荡频率范围。
4.封装和散热设计：为了保证电路的稳定性和长期可靠性，需要对变容二极管进行良好的封装和散热设计，以提供良好的工作环境和散热条件。
实验六 变容二极管调频精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《高频电子线路实验》实验六变容二极管调频一、实验目的1、掌握变容二极管调频的工作原理；2、学会测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。
二、实验内容1、 调节电路，观察调频信号输出波形。
2、 观察并测量LC 调频电路输出波形。
3、 观察频偏与接入系数的关系。
4、 测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；5、 测量调频信号的频偏及调制灵敏度。
三、实验仪器1、双踪示波器 一台2、频率特性扫频仪（选项） 一台四、实验原理1、实验原理（1）变容二极管调频原理所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬时频率，使其按调制信号的规律变化。
设调制信号： ()t V t Ω=ΩΩcos υ，载波振荡电压为：()t A t a o o ωcos =根据定义，调频时载波的瞬时频率()t ω随()t Ωυ成线性变化，即()t t V K t o f o Ω∆+=Ω+=Ωcos cos ωωωω （6-1）则调频波的数字表达式如下：()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=Ωt V K t A t a f o o f sin cos ω 或 ()()t m t A t a f o o f Ω+=sin cos ω（6-2）式中： Ω=∆V K f ω是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。
比例常数K f 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。
式中：F f V K m f f ∆=∆=Ω=Ωω称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了调制深度。
由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。
如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图6—1所示。
图6-1 变容二极管调频原理电路变容二极管j C 通过耦合电容1C 并接在N LC 回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。
通信电子线路课程设计--变容二极管调频器与相位鉴频器
课程设计任务书一、课程设计内容1.课程设计目的：通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。
进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。
2.课题题目1)小信号谐振放大器2)晶体二极管检波器3)晶体三极管混频器4)变容二极管调频器与相位鉴频器二、课程设计要求：设计课题题目：每位同学根据自己学号除以4所得的余数加一选择相应题号的课题。
换题者不记成绩。
要求：掌握LC振荡器和晶体振荡器、晶体二极管检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器与相位鉴频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。
①培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
②通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。
③了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。
④培养严谨的工作作风和科学态度。
三、课程设计进度安排四、课程设计说明书与图纸要求课程设计说明书包括内容：1.设计任务及主要技术指标和要求。
2.选定方案的论证及整机电路的工作原理。
3.单元电路的设计计算，元器件选择，电路图。
4.整机电路仿真结果（包括偏置点分析、DC扫描、瞬态分析和AC扫描）。
5.列出元件﹑器件明细表。
6.对设计成果作出评价，说明本设计特点和存在的问题，提出改进意见；目录一、课程设计目的和要求 (6)1、目的 (6)2、主要技术指标 (6)3、要求 (6)二、设计方案和基本原理 (6)1、设计方案 (7)2、基本原理 (8)三、设计电路 (8)四、电路仿真 (10)五、元器件明细表 (12)六、总结 (13)七、课程设计评分表 (15)变容二极管调频器与相位鉴频器一、课程设计目的和要求1、目的：通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。
变容二极管课程设计2011
淮海工学院课程设计报告书课程名称：通信电子线路课程设计题目：变容二极管调频设计系〔院〕：通信工程系学期：2011-2012-1专业班级：通信092姓名：王娟学号：030912222变容二极管直接调频电路设计1 绪论变容二极管调频的主要优点是能够产生较大的频偏，几乎不需要调制功率。
它主要用在移动通信以及自动频率微调系统中。
许多小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术,即在工作于发射载频的LC 振荡回路上直接调频，采用晶体振荡和锁相环来稳定中心频率。
与中频调制倍频方法相比，这种方法的电路简单、性能良好、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。
2 设计要求〔1〕主振频率 0f =20MHZ〔2〕频率稳定度 f ∆/0f〔3〕主振级的输出电压 V V o 1>〔4〕最大频偏 kHz f m 10>∆〔5〕输出负载 RL=75Ω〔6〕发射功率〔输出负载 RL 上的功率〕 o P ≥50mW〔7〕调制频率 F=500Hz ～3kHz〔8〕总效率 ηA>50%。
3 总体设计思路设计一个完整的小功率变容二极管直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振荡器,缓冲隔离器，倍频器，高频功率放大器，调制信号发生调频振荡器在产生稳定的载波信号的同时，完成调频功能，是调频发射系统的核心电路。
任务要求中心频率的稳定性不高于〔10-3 /min 〕，用 LC 振荡器就可到达；再考虑到电路的简单易实现，选择采用 LC 调频振荡器、变容二极管直接调频电路。
缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。
缓冲级通常采用射极跟随器电路。
倍频器将调频振荡器产生的信号频率加倍，以到达发射机载波频率的要求，以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。
如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，可省去此电路。
高频功放电路使负载上获得设计要求的发射功率。
如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，整机效率要求大于50%。
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目录摘要………………………………………………………………………………………1题目分析…………………………………………………………………………2系统方案论证………………………………………………………………………2.1 电路设计原理………………………………………………………………………2.2 电路的设计方案…………………………………………………2.3 电路设计……………………………………………………………………………2.4 主振电路设计原理分析……………………………………………………………2.5 变容二极管直接调频电路…………………………………………………………2.6调频信号分析………………………………………………………………………2.7 变容二极管频率调制的原理………………………………………………………3电路工作分析………………………………………………………………………3.1 谐振回路总电容……………………………………………………………………3.2 调制灵敏度………………………………………………………………4.增加电路稳定度…………………………………………………………………4.1 震荡回路参数LC…………………………………………………………4.2温度补偿法……………………………………………………………………4.3回路电阻………………………………………………………………………4.4增加缓冲级………………………………………………………………4.5有源器件参数………………………………………………………………4.6高稳定度LC振荡电路………………………………………………………………5. 电路元器件参数设置………………………………………………………………………5.1 LC震荡电路直流参数设置…………………………………………………………5.2 变容管调频电路参数设置…………………………………………………………5.3 放大电路参数设置………………………………………………………………5.4 调制信号的幅度计算………………………………………………6. 元器件清单…………………………………………………………………7. 电路调试…………………………………………………………………8.课程答辩…………………………………………………………………9.实验心得体会…………………………………………………………………10.致谢…………………………………………………………………11.参考文献…………………………………………………………………摘要With the increasing use of electronic and communications technology has progressed, various kinds of new electronic product development at an increasing rate.The modern computer technology and the microelectronic technology further union and the development caused the electronic circuit and the communication link appeared two branches. One is the movement toward a more highly integrated IC development: while the other is the use of discrete components and hardware description language for the new devices are specially designed.The FM broadcast has the resistance to interference strongly, the sound clear and so on the merits, has obtained the fast development. The frequency modulation broadcasting station's frequency band probably is usually 200~250kHz, Its bandwidth is amplitude modulation broadcasting station's dozens of times, is advantageous for transmits the high fidelity stereo sound signal. Because the modulated wave receives the bandwidth the limit, has the pass band width and the disturbance contradiction in the receiver, therefore the tonic train signaling frequency limits in the 30~8000Hz scope. When frequency modulation, may expand the tonic train signaling frequency range to 30~15000Hz, causes the tonic train signaling the frequency spectrum component to be richer, the sound quality is greatly the enhancement.随着电子与通信技术的不断进步，各种新兴电子产品的开发速度越来越快。
现代计算机技术和微电子技术的进一步结合和发展使得电子电路和通信线路出现了二个分支。
一个是朝着更高集成度的集成电路发展：而另一个是利用分立元件和硬件描述语言对新型器件进行专门设计。
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，应用最广泛的是采用变容二极管直接调频技术，即利用二极管反偏工作的PN 结呈现的势垒电容，它与回路中的电感共同构成振荡器的振荡回路，从而作为振荡频率直接调频电路。
它具有工作频率高、固有损耗小和使用方便等优点。
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，党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. 题目分析2.系统方案论证2.1 电路设计原理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，党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。
2.2 电路的设计方案变容二极管直接调频电路由于变容二极管的电容变化范围大，因而工作频率变化就大，可以得到较大的频偏，且调制灵敏度高、固有损耗小、使用方便、构成的调频器电路简单。
因而变容二极管直接调管频器是一种应用非常广泛的调频电路。
2.3 电路设计变容二极管调频电路主要是由主振电路和变容二极管直接调频电路构成，电路如图所示。
不加调制信号加入调制信号变容二极管调频电路2.4 主振电路设计原理分析端口通过滤直电容C82输入频率为1KHz 大小为200mv 的调制信号，并且频率由零慢慢增大，端口12输出调频信号。
T1,T2为3DG12C 三极管，C9、C10、C7、L4、CC1、C8为主振回路，D1为Bb910变容二极管。
为了减小三极管的极间电容C ce 、C be 、C cb 这些不稳定电容对振荡频率的影响，要求C9>C7,C10>C7，且C7越小，这种影响就越小，回路的标准性也就越高。
则回路的谐振频率是Cf o L 21π本电路采用常见的电容三点式振荡电路实现LC 振荡，简便易行。
式中，L 为LC 振荡电路的总电感量，C 为振荡电路中的总电容，主要取决于C3、C7、C8、Cc1及变容二极管反偏时的结电容Cj 。
，变容二极管电容Cj 作为组成LC 振荡电路的一部分，电容值会随加在其而端的电压的变化而变化，从而达到变频的目的。
R4、R5、R6、R7和W2调节并设置电容三点式振荡器中T1管的静态工作点，R8、R9、R10调节并设置T2管的静态工作点，C7、C9、C10以及L4、CC1、C8构成LC 振荡电路。
电容三点式振荡器电路等效电路如下图所示。
电容三点式振荡器等效电路2.5 变容二极管直接调频电路设计原理分析图1.1中，直接调频电路由变容二极管(Bb910)D1，耦合电容C1、C3、C82，偏置电阻R1、R2，隔离电阻R3和电位器W1构成。
接入系数CjC C p +=33，（C3由不同电容值的电容代替，保证接入系数不同）其中等效电路图如下图所示。
CJ变容二极管部分接入等效图无调制时，谐振回路的总电容为：式中()718C CC C Ca +=，（由于C9和C10电容值远大于C7,C9和C10可串联忽略） CQ 为静态工作点是所对应的变容二极管结电容。