调频与鉴频

根据C1、C2的取值，有三种等效电路
（1）C1不接，C2较大（对高频视为短路）
Cj
uD C C j
（2）当分布电容不可忽略，或接入并联电容以满足调 制特性的某些要求时，必须考虑C1，若仍把C2视
为短路，等效电路如下图。
C1
L
Cj
uD
C C1 C j
(3) 当C2不够大，与CJ相同数量级时，等效电路如下图。

取多大为好？
如果取 2 ， 可以得到理想的状态。

当 2 时，由（2）式 (t) 1 mcos t 2
忽略3次方以上各项
2 2 (t ) C 1 m cos t 1 m 1 m cos(2t ) 82 82 2
（3）
令 (t )
C
表示频率偏移
1 2 m 2 cos 2 t C 2！ 2 1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！ C
C C m cos t C 2 2
1 2 2 = C m cos t C m cos 2 t C 2 2 2！ 2
1 2 2 2 m 3 cos3 t 3！

C


2
m cos t
（5）
（5）式说明，为了减小非线性失真，取m较小为好 另一方面，再从调制灵敏度看电容调制度m的取值
最大频偏： m
C
2
m cos t
cos t 1

2
mC
相应调制电压的变化量： U U m
mC m 2 kf U U m
m大一些好


C j0 U B U Q U m cos t UB UB


U m U B UQ U 1 U U cos t B B Q
U m 令 m U B UQ
C jQ C j0 U B UQ U B
载频产生
uFM (t )
直接调频的原理框图
2、间接调频
(t ) k Fmu (t )dt
0 t
先对u (t)积分，再进行调相
t 即根据 u pm (t ) U m 0 cos C (t ) k Fm u (t )dt 0
载波振荡器
缓冲器
若 C 不稳定，会引起失真，还会引起频带展宽，对 邻近频道产生干扰
4、振幅要恒定，寄生调幅要小。
8.2.2 直接调频与间接调频
1、直接调频
用调制信号直接线性地改变载波的瞬时频率，即用调 制信号直接改变决定载波频率的电抗元件的参数，使调 制之后的信号的瞬时频率随调制信号线性变化，
u (t )
电压/电抗

称为电容调制度

C j0 UQ 1 U B

静态工作点的电容，即 偏置电压为UQ时、变容 二极管的电容
Cj
C jQ
1 m cos t

（1）
由（1）式，Cj受 cos t 所调制，调制的规律决定于变 容指数 ，调制深度决定于m
振荡器的振荡频率为：
C2
C1
L
Cj
C C1
uD
C2C j C2 C j
（4）电路分析
① 只考虑变容二极管的情况
L
Cj
C j0 uD 1 UUm cos t
静态工作点电流
C C j

C j0 1 1 U U cos t Q m UB C j0
：变容指数,随PN结杂质参杂浓度
1 扩散型， 缓变结 3 1 合金型，突变结 2 1 5 超突变结

－UB 0 (a ) (b ) uD
注意：为了减小振荡电路的 损耗，变容二极管必须反偏
8.4.2 变容二极管接入振荡电路的一般方法
EC
C2
R1
Lp
R2
C1
L
Cj
R3
CP
u (t )
(t )
L 1 LC 1 LC j 1 C jQ
1 1 m cos t 2 LC jQ
1 m cos t

（2）
C 1 m cos t 2
静态工作点的振荡中心频率，即载波中心频率
将（2）式用幂级数（麦克劳林级数）展开，则：
1 1 2 2 2 2 2 2 m3 cos3 t (t ) C 1 m cos t m cos t 2 2！ 2 3！ 2
中心频率偏移（相对频偏）为：

C


m cos t 1 m2 1 m2 cos （2t） 2 82 82
（4）
由前面的（3）和（4）式，说明高频振荡频率成分中包含
和2, 3 等高次项。
引入了非线性失真。
在m较小时，可忽略二次方以上各项：
u (t )
调相器
uFM (t )
积分器
8.4 变容二极管调频电路 8.4.1 变容二极管特性
由调制信号控制振荡电路的电抗元件可实现调频。 变容二极管是可以随外加电压变化的电容器件。
Cj
Cj0
C j0 Cj u (1 D ) UB
分布不同，分为：
uD=0时的结电容 二极管的势垒电压 约为0.7V
2、调制灵敏度（压控灵敏度）
其定义是调制特性原点的斜率。
(t ) kf u
通常可用：
u 0
kf u
表示
(t ) m k f U m 在相同的调制电压条件下， k f
3、载波中心频率的稳定度
(t ) C m f cos t