电容三点式振荡器及变容二极管直接调频电路设计
变容二极管调频振荡器实验报告
变容二极管调频振荡器实验报告变容二极管调频振荡器实验报告引言：调频振荡器是一种能够产生高频信号的电路，广泛应用于无线通信、广播电视等领域。
本实验旨在通过使用变容二极管构建调频振荡器电路，探究其工作原理和特性。
实验步骤：1. 实验准备：准备好所需的实验器材和元件，包括变容二极管、电容、电阻等。
2. 搭建电路：按照实验指导书上的电路图，将元件连接起来，确保连接正确无误。
3. 调节元件：根据实验要求，逐步调节电容、电阻的数值，观察振荡器的输出频率变化。
4. 测量数据：使用示波器等仪器测量振荡器的输出频率、幅度等参数，并记录下来。
5. 分析结果：根据实验数据，分析振荡器的工作特性和性能。
实验结果：在实验过程中，我们逐步调节了电容和电阻的数值，观察到振荡器的输出频率发生了变化。
通过测量和记录数据，我们得到了如下结果：1. 输出频率与电容的关系：我们发现，当电容的数值增大时，振荡器的输出频率也随之增大。
这是因为电容的变化会影响振荡电路的谐振频率，从而改变振荡器的输出频率。
2. 输出频率与电阻的关系：我们进一步调节了电阻的数值，发现振荡器的输出频率与电阻的变化关系不明显。
这是因为电阻主要影响振荡器的幅度稳定性，而不太会对输出频率产生明显影响。
3. 振荡器的稳定性：我们观察到，在一定范围内，振荡器的输出频率相对稳定，但当电容或电阻的数值超出一定范围时，振荡器的输出频率会发生明显的偏移或失去振荡。
这说明振荡器的稳定性受到电容和电阻的限制。
4. 输出信号的波形：通过示波器观察，我们发现振荡器的输出信号呈现正弦波形，且幅度相对稳定。
这是因为振荡器的电路结构决定了其输出信号为周期性的正弦波。
讨论与总结：通过本次实验，我们深入了解了变容二极管调频振荡器的工作原理和特性。
我们发现，电容和电阻的变化对振荡器的输出频率和稳定性有着重要影响。
在实际应用中，我们可以根据需求调节电容和电阻的数值，实现不同频率的振荡器。
同时，我们也了解到振荡器的稳定性是一个需要注意的问题，过大或过小的电容和电阻数值都可能导致振荡器无法正常工作。
变容二极管调频电路的设计
目录摘要 (2)1 系统设计 (2)1.1 总体设计方案 (2)1.1.1 设计思路 (2)1.1.2 系统各模块论证与选择 (3)1.1.3 系统各模块的组中组成 (4)2 设计实现与理论计算 (4)2.1 LC振荡电路部分 (4)2.2 放大器电路部分 (4)3 电路工作过程与理论计算 (4)4 测试与数据分析 (5)4.1 测试仪器 (5)4.2 测量结果 (5)4.3 误差分析 (6)4 结论 (6)参考文献 (6)附录 (7)元器件清单 (10)变容二极管调频电路的设计摘要：本设计基于LC振荡器原理，通过变化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、放大器模块组成，完成了调频的要求。
随着电子与通信技术的不断进步，各种电子新产品的开发速度越来越快。
现代计算机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的设计出现了两个分支。
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,许多中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,采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。
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.调频器广泛用于调频广播、电视伴音、微波通信、锁相电路和扫频仪等电子设备。
由于抗干扰能力强、功率利用率高、信息传输保真度高等优点，频率调制广泛应用于各种通信系统和电子设备中。
变容二极管调频电路
摘要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，变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路，它是利用变容二极管反向所呈现的可变电容特性实现调频的，具有工作频率高固有损耗小等特点。
现有的对于调频电路的研究与仿真主要集中在锁相环电路，变容二极管直接调频电路研究较少，对于变容二极管静态调制特性的研究更是几乎无人涉及。
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。
关键词：LC振荡电路、变容二极管、调频1.设计要求（1）主振频率=8MHZ（2）频率稳定度/≤0.0005/h（3）主振级的输出电压（4）最大频偏（5）电源电压= 5V2.电路原理分析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。
电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计
高频实验报告（三）——电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计组员座位号16实验时间周一上午目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)2.1 电容三点式振荡器基本原理 (3)2.2 变容二极管调频原理 (6)2.3 寄生调制现象 (8)2.4 主要性能参数及其测试方法 (9)三、实验内容 (10)四、实验参数设计 (11)五、实验参数测试 (14)六、思考题 (16)一、实验目的1．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理。
2．掌握电容三点式LC振荡电路的工程设计方法。
3．了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。
4．熟悉静态工作点、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。
5．掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。
二、实验原理2.1电容三点式振荡器基本原理电容三点式振荡器基本结构如图所示：图3.1 电容三点式振荡器基本结构在谐振频率上，必有X1+X2+X3=0，由于晶体管的v b与v c反相，而根据振荡器的振荡条件|T|=1，要求v be＝－v ce，即i X1 = i X2，所以要求X1与X2为同性质的电抗。
综合上述两个条件，可以得到晶体管LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。
原理电路如图3.2所示：图3.2原理电路共基极实际电路如图3.3所示：C2C1图3.3共基极实际电路求)ωj T (的等效电路如下图3.4 )ωj T (的等效电路其中：20102200121(111()111 ''m L ob f ib L Eob ib cb e f beA j g R j g G k g R R g g r r C G k C C C Q LC C ωξω)≈+=+++≈≈=≈++，＝， ，（3-1）0G 为谐振回路导纳，Q 0为回路固有品质因数。
回路谐振时有：112()'f C F j k C C ω≈=+（3-2）1()()()1m L fT j A j F j g R k j ωωωξ==+（3-3） ξ是谐振回路广义失谐其中：以上讨论中，忽略C ob 的影响。
电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计
电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计电容三点式振荡器是利用电容器的充放电过程来实现振荡的一种电路。
它由三个电容器和三个开关组成，可以产生正弦波信号。
而变容二极管直接调频电路是利用变容二极管的电容值来改变频率的一种电路。
接下来，我将详细介绍这两种电路的设计原理和具体步骤。
一、电容三点式振荡器的设计1.选择合适的电容器：根据需要的振荡频率选择三个电容器，它们的容值应满足一定的条件，使得振荡频率在需要的范围内。
2.设计电容切换电路：使用开关将电容器按照一定的顺序连接到振荡器电路中。
可以使用晶体管开关或者集成电路开关。
3.设计反馈电路：将振荡器的输出连接到反馈电路上，使其形成闭环。
可以使用电压放大器或运算放大器来实现反馈。
4.计算电容切换时间：根据需要的振荡频率，计算电容切换时间，使得每个电容器的充电时间和放电时间可以满足要求。
5.调整电容器的容值：如果振荡频率不满足要求，可以通过调整电容器的容值来改变频率。
6.测试和优化：将设计好的电路进行测试，并根据测试结果优化电路参数，使得振荡稳定且频率准确。
二、变容二极管直接调频电路的设计变容二极管直接调频电路的原理是通过改变变容二极管的电容值来改变振荡频率。
以下是具体步骤：1.选择合适的变容二极管：根据需要的频率范围选择合适的变容二极管，其电容值应可以根据需求变化。
2.设计变容二极管控制电路：将变容二极管连接到控制电路中，通过改变控制电路中的电压或电流来改变变容二极管的电容值。
3.设计振荡电路：将变容二极管连接到振荡电路中，可以选择适当的振荡电路结构，如晶体振荡电路或集成电路振荡电路。
4.调整控制电路参数：根据需求调整控制电路中的电压或电流，以改变变容二极管的电容值，从而改变振荡频率。
5.测试和优化：将设计好的电路进行测试，并根据测试结果优化电路参数，使得振荡稳定且频率可调范围广。
总结：电容三点式振荡器和变容二极管直接调频电路是两种常用的电路，可以实现不同频率的振荡。
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。
实验二 电容三点式LC振荡器
实验二电容三点式LC振荡器一、实验目的1.掌握电容三点式LC振荡电路的实验原理；2.了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；3.了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
二、实验原理1.LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的满足振荡条件的正反馈放大器，反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器，适于在较高的频段工作。
2.实验电路如图12。
图1为克拉波振荡电路，串联电容C1、C2和C构成总电容。
因为C1（300p）>>C（75p），C2（1000P）>>C（75p），故总电容约等于C，所以振荡频率主要由L和C决定。
图2为西勒振荡电路，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C相并。
因为C1（300p）>>C3（75p），C2（1000P）>>（75p），故总电容约等于C+C3，所以振荡频率主要由L、C和C3决定图1.克拉波振荡电路图2.西勒振荡电路3.反馈系数 F=F1：F2，反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F≈0.1～0.5，本实验取0.3。
三、实验结果1.1K01拨至“并P”侧时，振荡电路为西勒电路，1K01拨至“串S”位时，振荡电路转换为克拉泼电路。
控制电容的变化，分别测出西勒电路和克拉泼电路的振荡频率和输出电压，结果如下表：对应幅频特性曲线如图34，由图可知： 1）西勒振荡电路 随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为并联谐振，频率增大则谐振电阻增大，输出电压随之增大。
Fmax=11MHZ ，fmin 无法得知，故不能求出波段覆盖系数K 。
2）克拉波振荡电路当C 为10PF 时电路不振荡，是因为回路总电容主要取决与C3与C 的并联，C3值很小且C 也很小时，放大器增益会变小，幅度下降，可能出现停振；随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为串联谐振，频率增大则谐振电阻减小，输出电压随之减小。
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。
变容二极管调频振荡器实验
一、实验目的：
1. 了解变容二极管的特性； 2. 掌握调频器调制特性及性能指标的测量方法； 3. 了解分布参数对高频电路的影响。
1
二、实验原理：
所谓调频，就是把所要传送的信息（例如语言、音乐等）作 为调制信号去控制载波信号的频率，使其按照调制信号幅度的大 小变化。调频电路中，最简单的办法是采用变容二极管调频，利 用变容二极管结电容的改变来控制振荡器振荡频率的变化。
7
表1-41
Um（V）
0
不接 Δf（KHz） 上 C3
下
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
接C3 Δf（KHz） 上
下
8
3.调制灵敏度计算（选做） 五、实验报告要求：
1. 整理各步骤的实验数据； 2. 画出静态调制特性曲线； 3. 分析变容二极管（如2CC1C）的特性曲 线，掌握变容二极管性能参数VQ、ΔCjo、 ΔCj及Q点处的斜率KC的估算； 4. 调频器实验的体会。
调制信号由IN处输入，经变容二极管DC和主振荡调频 后，再经V2、V3放大后由OUT处输出。
2
三、实验仪器与设备：
1.示波器 SS7802A 1台 2.信号源 EE1643 1台 3.高频电路实验板G4 1块
3
四、实验内容与步骤： • 按图1-89连接好电路
图1-89 变容二极管调频振荡器
4
1.什么是传统机械按
1 ）f0=C63.先5M不Hz接（，幅度调为节UROPP1-P使=1EVd）=4；V ， 使 振 荡 频 率 2）的输正入弦端低IN频处调输制入信f号0=2UKΩH；z、幅度Um从0~1V可调 3）输出端OUT处接至调制度仪射频2.5~30MHz输
浅析电容三点式正弦波振荡器的设计
浅析电容三点式正弦波振荡器的设计电容三点式正弦波振荡器是一种常用的电子电路，用于产生稳定的正弦波信号。
本文将从原理、电路设计和调试三个方面对电容三点式正弦波振荡器进行浅析。
一、原理电容三点式正弦波振荡器的原理是利用RC电路的充放电过程产生正弦波信号。
其电路由一个放大器、两个电容和四个电阻组成。
二、电路设计1. 放大器设计放大器部分通常采用运放作为放大器，通过选择合适的运放电路配置来实现放大器的设计。
根据具体要求选择合适的运放型号以及工作电压，同时要注意运放的输入偏置电流、增益带宽乘积等参数。
2. 电容配置电容是决定振荡频率的关键元件。
在电容三点式正弦波振荡器中，通常采用串联或并联电容的方式来决定振荡频率。
如果选择串联电容，需要注意电容的耐压和容值；如果选择并联电容，要注意电容的阻抗和容值。
3. 电阻选择电阻是为了限制电流流过电容，并且影响振荡的稳定性。
根据具体要求来选择合适的电阻值，通常在几千欧姆至几十千欧姆之间。
三、调试电容三点式正弦波振荡器的调试主要包括调整电容和电阻的数值以及运放的工作点等。
具体步骤如下：1. 先选择一个合适的放大器供电电压，一般选择正负12V或正负15V。
2. 根据要求选择合适的运放型号，放入电路中。
3. 根据振荡频率的要求选择合适的电容，并在电路中连接好。
4. 根据需要选择合适的电阻，并与电容一起连接在电路中。
5. 连接好电路后，接入电源进行调试。
可以通过示波器观察输出波形，根据需要调整电阻和电容的数值，直到得到满意的正弦波输出。
总结：电容三点式正弦波振荡器是一种常用的电子电路，通过RC电路的充放电过程产生正弦波信号。
在设计和调试过程中需要注意选择合适的放大器、电容和电阻，并根据实际要求进行调整，以获得稳定的正弦波输出。
电容三点式振荡器电路设计与实现
郑州轻工业学院本科通信电子线路课程设计总结报告设计题目：电容三点式振荡器电路设计与实现学生姓名：系别：专业：班级：学号：指导教师：2010年12月25日郑州轻工业学院课程设计任务书题目：电容三点式振荡器电路设计与实现专业、班级学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、主要内容1) 焊接振荡器电路板。
2) 通过LC振荡器和晶体振荡器输出的波形，对比分析LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。
2、基本要求元器件排放错落有致，节点焊接正确，设计结构设合理，实验数据可靠，结果输出稳定。
3、主要参考资料[1]张启民编著．通信电子线路．西安：西安电子科技大学出版社，2004．[2]董尚斌等编．通信电子线路．北京：清华大学出版社，2007.[3]顾宝良编著．通信电子线路教程．北京：电子工业出版社，2007．完成期限：2010年12月25日指导教师签名：课程负责人签名：2010年12月25日目录1、设计题目 (4)2、设计内容 (4)3、设计思路 (4)4、设计原理 (4)5、运行结果 (9)6、实验体会 (10)7、参考文献 (11)一：设计题目：电容三点式振荡器电路设计与实现二：设计内容：1) 振荡器电路板的设计与焊接。
2) 调节LC振荡器和晶体振荡器中静态工作点，并了解反馈系数及负载对振荡器的影响。
3) 测试、分析比较LC振荡器与晶体振荡的稳定状况。
三：设计思路：焊接一个符合电容三点式的电路板，电路板上包含有LC振荡电路和集体震荡器震荡电路。
焊接好电路板之后，调节LC振荡器和晶体振荡器的静态工作点。
观察LC振荡器和晶体振荡器的波形图，同时对LC振荡器和晶体振荡器所产生的波形图进行对比分析。
四：设计原理：本次实验首先需要焊接电路板，在焊接电路板时需要注意一些节点的焊接，同时避免焊接时出现短路现象。
本次实验验中振荡器包含电容反馈LC三端振荡器和一个晶体振荡器。
振荡电路主要由振荡回路模块、偏置电路模块、输出缓冲电路模块组成。
实验04 LC电容三点式振荡器
(2)X3与X1、X2的电抗性质相反。
三点式振荡器有两种基本结构，电容反馈振荡器，电 路如图4-1（b）所示；电感反馈振荡器，电路如图4-1 （c）所示。
图4-1三点式振荡器的组成
X2
X1
C2
L2 C1
L1
X3 (a)
L (b)
C
(c)
•根据振幅起振条件，三极管的跨导必须满足下列不等式 • •
实验四 LC电容三点式振荡器
一、实验目的
1.掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容三点 式振荡电路设计及电参数计算。
2.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡 器起振及振荡的影响。
二、实验原理
1.电路组成原理及起振条件
三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个 电极分别连接而成的电路，如图4-1（a）所示。图中 三个电抗元件X1、X2、X3构成了决定振荡频率的并联 谐振回路，同时也构成了正反馈所需的反馈网络。从 相位条件看，要构成振荡器，必须满足： (1)与发射极相连的两个电抗X1、X2性质相同。
振荡频率：
f osc f 0
1 1 2 L1C 2 L1CT
（4-3）
式中：
1 1 1 1 1 C C1 C2 CT CT
F CT C2
反馈系数 （4-4） 显然，CT越小F越小，环路增益就越小。在这种振荡电 路中，减小CT来提高回路标准性是以牺牲环路增益为代 价的，如果CT取值过低，振荡器就会不满足振荡条件而 停振。
IEQ(mA) F(MHZ)
表4-3 1K 表4-4
1 2 3 4
10K
变容二极管直接调频电路
变容二极管直接调频电路介绍在现代通信中，频率调制是一项非常重要的技术。
变容二极管直接调频电路是一种常见的实现电路。
在本文中，我们将详细讨论这种电路的原理、实现、优点和应用。
原理在传统的电压控制振荡器（VCO）中，我们使用电容/电感对电路进行调节。
而在变容二极管直接调频电路中，我们使用变容二极管代替了电容。
变容二极管的容量可以通过控制二极管的偏置电压来调节。
由于变容二极管的容量是可变的，因此我们可以通过这种方式来调节电路的频率。
变容二极管直接调频电路通常由三个元件组成：一个可变电容二极管、一个晶体振荡器（或其他振荡器类型）、和一个偏置电压源。
当我们改变二极管的偏置电压时，二极管的容量也会随之改变，从而调节了振荡器的频率。
这种电路的原理相对简单，但实现情况需要非常精准和稳定的电源，因此需要仔细设计和测试。
实现变容二极管直接调频电路的实现相对简单，通常由两部分组成：一个变容二极管和一个固定电容。
变容二极管可以使用 MMBD914 之类的常见部件，而固定电容则是一个普通的电容器，其容量需要根据具体应用来进行选择。
同样的，振荡器的类型也需要根据具体应用来选择，常见的选择有晶体振荡器和无源振荡器。
实现时需要注意的是，变容二极管的偏置电压需要非常稳定。
如果电压不稳定，会导致电路的频率不稳定，甚至无法工作。
因此在实际应用中，我们通常会使用稳压器来稳定电压，以确保电路的稳定性和可靠性。
优点相比于传统的电压控制振荡器，变容二极管直接调频电路具有以下优点：1.精度更高：变容二极管的容量可以精确地通过偏置电压来调节。
2.频率范围更广：由于变容二极管可以调节的范围更广，因此变容二极管直接调频电路的频率范围也会更广。
3.更简单：传统电压控制振荡器需要电容/电感对电路进行调节，而变容二极管直接调频电路直接使用变容二极管进行调节，因此更加简单。
4.更便宜：由于变容二极管是常见部件，因此变容二极管直接调频电路的成本比传统电压控制振荡器更低。
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。
231变容二极管课题三高频调频技术直接调频课件
• 石英晶体振荡回路具有振荡中心频率十分 稳定，载波频率飘移小的优点，但晶体的 调制频偏小，为提高调频频偏，后级连接 12倍频电路使发射频率倍频到229.56MHz (19.130 MHz×12=229.56MHz)。倍频后， 不仅提高了载频频率，调制频偏也扩大了 12倍。
例题
二、直接调频电路
• 调频与调相都使瞬时相位、瞬时频率发生变化， 因此，调频与调相可以相互转化，但在模拟信号 的角度调制中，调频调制应用更广，这里主要学 习调频电路。调频电路通常分为直接调频电路和 间接调频电路，直接调频是利用调制信号直接控 制振荡器的振荡频率而实现的调频方法。常用的 直接调频电路有变容二极管(或电抗管)调频电路、 晶振调频电路、集成调频电路等。
• 由式(2.3.21)可以看出，如果对调频器的调制线性没有 要求， n值愈大，调制灵敏度越高。因此，选用n值大的变 容管，电路不外接串联或并联固定电容，就可以获得较高 的调制灵敏度。
四、实验步骤
• 1.静态调制特性测量(参见模块二课题一 图2-1-20，图2-1-21 )
• 将电路接成压控振荡器， J2端不接音频信 号，将频率计接于J1处，调节电位器W1， 记下变容二极管D1、D2两端电压和对应 输出频率，并记于下表中。
• (2)电路实例 • 图2-3-偏置直流) 通过22μH电感加在变容二极管两端，控制 变容二极管容量使振荡器频率随低频调制 信号电压变化。
• 电路的基础是电容三点式正弦振荡器，如 图2-3-6 ( b)为振荡部分交流等效电路，通 过电感耦合输出调频信号。
1、变容二极管调频器获得线性调制的条件
• 了获得线性调制，频率振荡应 该与调制电压成线性关系，用 数学表示为：
电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计
一周工作总结
前言
这周是我工作的第五周, 接下来我会从各方面总结一下我的工作情况, 并对未来的计划进行一些思考和规划。
工作内容总结
• 1.本周工作任务
•完成了项目A的需求分析和初步设计
•参与了项目B的代码优化工作
•协助同事解决了一个紧急Bug
• 2.工作进展
•项目A的需求分析已经基本完成, 下一步计划整理好文档, 并开始进行具体实施
•项目B的代码优化工作取得一定进展, 初步测试也表现稳定, 预计下周可以正式发布
紧急Bug的解决工作虽然耗费了一些时间, 但最终得到圆满解决, 客户也表达了满意
• 3.存在问题
•时间管理方面仍需进一步提高, 部分任务没有很好分配时间, 导致工作效率较低
在团队合作中, 有时候沟通不够及时, 需要加强团队配合和信息共享
思考与展望
1.思考
这周的工作让我更深刻地意识到时间管理的重要性, 合理规划工作进度和任务分配是提升工作效率的关键。
同时, 团队合作也需要加强, 只有更好地协作才能做好工作。
2.展望
在未来的工作中, 我将进一步完善时间管理, 做好每项任务的规划和分配, 提高工作效率。
同时, 加强团队合作, 提高沟通效率, 保障团队整体工作的顺利进行。
总结
这周的工作虽然有一些问题和挑战, 但我也获得了一些经验和教训。
在未来的工作中, 我会不断总结经验, 不断提高自己的工作能力, 为团队和项目的成功贡献自己的力量。
以上为本周工作总结, 谢谢！。
电容三点式振荡电路设计
电容三点式振荡电路设计摘要：振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。
为了提高稳定度，需要对电路做改进，以减少晶体管极间电容的影响，可以通过采用减弱晶体管与回路之间耦合的方法，我们得到改进型电容反馈的振荡器电路。
关键词：电容三点式振荡电路，西勒振荡器。
概述一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。
放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。
正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。
选频网络则只允许某个特定频率f能通过，使振荡器产生单一频率的输出。
振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电压Uf 和输入电压Ui要相等，这是振幅平衡条件。
二是Uf和Ui必须相位相同，这是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。
一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。
电子振荡器的输出波形可以是正弦波，也可以是非正弦波，视电子器件的工作状态及所用的电路元件如何组合而定。
正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。
能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。
通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。
在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。
正弦波振荡器按工作原理可分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类。
反馈式振荡器是在放大器电路中加入正反馈，当正反馈足够大时，放大器产生振荡，变成振荡器。
所谓产生振荡是指这时放大器不需要外加激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替外加激励信号的作用。
负阻式振荡器则是将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路相接，产生振荡。
实验3 电容三点式LC振荡器_2
实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●三点式LC振荡器●克拉泼电路●静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响2．做本实验时所用到的仪器：●LC振荡器与射随放大电路模块●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．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验内容1．用万用表进行静态工作点测量，用示波器观察振荡器的停振、起振现象。
2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。
3．观察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值等因素对振荡器振荡幅度和频率的影响。
四、实验步骤1．实验准备⑴插装好LC振荡器与射随放大电路模块，按下开关3K1接通电源。
⑵3K01、3K02、3K03置“off“位，即可开始实验。
2．静态工作点测量⑴用三用表测量晶体振荡管3Q01的各管脚电压，用示波器探头接3TP01端，调整3W01，观察振荡器停振和起振时的情形。
⑵调整电位器3W01可改变3Q01的基极电压VB，并改变其发射极电压VE。
记下VE的最大值，并计算相应的Ie值（发射极电阻3R04=1kΩ）基极：3.70V 集电极:3.10V 发射极：2.94VVe max=3.08V Ie=3.09mA3．静态工作点变化对振荡器工作的影响⑴实验初始条件：IEQ=2.5mA（调3W01达到）。
⑵调节电位器3W01以改变晶体管静态工作点IEQ，使其分别为表3.1所示各值，且把示波器探头接到3TP01端，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰-峰值Vp-p，并以频率计读取相应的频率值，填入表3.1。
表3.14．振荡器频率范围的测量测量方法：用小起子调整半可变电容3C05，同时用频率计在3TP01端测量输出振荡信号的频率值频率范围为7.8710—8.486MHz5.等效Q值变化（负载电阻变化）对振荡器工作的影响改变负载电阻使其分别为10K、5.1K（分别接通3K02、3K03），观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰一峰值V P-P。
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高频实验报告（三）——电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计组员座位号16实验时间周一上午目录一、实验目的3二、实验原理32.1电容三点式振荡器基本原理3 2.2变容二极管调频原理62.3寄生调制现象82.4主要性能参数及其测试方法9三、实验内容10四、实验参数设计11五、实验参数测试14六、思考题16一、实验目的1．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理。
2．掌握电容三点式LC振荡电路的工程设计方法。
3．了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。
4．熟悉静态工作点、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。
5．掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。
二、实验原理2.1电容三点式振荡器基本原理电容三点式振荡器基本结构如图所示：图3.1 电容三点式振荡器基本结构在谐振频率上，必有X1+X2+X3=0，由于晶体管的v b与v c反相，而根据振荡器的振荡条件|T|=1，要求v be＝－v ce，即i X1 = i X2，所以要求X1与X2为同性质的电抗。
综合上述两个条件，可以得到晶体管LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。
原理电路如图3.2所示：图3.2原理电路共基极实际电路如图3.3所示：C2C1图3.3共基极实际电路求)ωj T (的等效电路如下图3.4 )ωj T (的等效电路其中：20102200121(111()111 ''m L ob f ib L Eob ib cb e f beA j g R j g G k g R R g g r r C G k C C C Q LC C ωξω)≈+=+++≈≈=≈++，＝， ，（3-1）0G 为谐振回路导纳，Q 0为回路固有品质因数。
回路谐振时有：112()'f C F j k C C ω≈=+（3-2）1()()()1m L fT j A j F j g R k j ωωωξ==+（3-3） ξ是谐振回路广义失谐其中：以上讨论中，忽略C ob 的影响。
振幅起振条件：1)(>=AF j T ω，（3-4）即1>f L fe k R y ，（3-5）利用小信号等效电路分析，可以将起振条件表达为20011111()//1()'fe L ff ob e E f ob f ib fy R k k r R r R k g g k g k >⋅=++=++（3-6）其中：0011'11'fe m ob obL ib e Ey g g r g Q Lg r R ω≈≈=≈+，，，（3-7）可得到振幅起振条件01()'m ob f ib fg g g k g k >++（3-8） 考虑到1121, 'ib m f e C g g k r C C ≈≈=+，将上式改写为 21210122(')1 ()''m ob EC C C g g g C C C R +>++⋅（3-9）相位起振条件：0)11Im(0)(=+=ξωϕj k R y fL fe T ，即（3-10） 亦即：Im0'feob o ib y g g g ξ-+=++（3-11）当忽略'',ie L oe fe g g g y ，，等参数影响时，上述条件实际就是0=ξ。
此时，振荡频率为：''121210C C C C L +=≈ωω（3-12）精确推导振荡频率需要解方程0)11Im(=+ξj k R y fL fe 。
实际的振荡频率略高于0ω。
由于共基接法的晶体管电路，其频率响应要明显高于共发射极电路，所以此接法的晶体管振荡电路的振荡频率可以高于共发射极接法电路，在实际使用中多采用此电路。
2.2 变容二极管调频原理实现调频的方法有两大类，即直接调频与间接调频。
LC 调频振荡器是直接调频电路。
直接调频的基本原理是利用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率。
如果受控振荡器是产生正弦波的LC 振荡器，则振荡频率主要取决于谐振回路的电感和电容。
将受到调制信号控制的可变电抗与谐振回路连接，就可以使振荡频率按调制信号的规律变化，实现直接调频。
可变电抗器件的种类很多，其中应用最广的是变容二极管，作为电压控制的可变电容元件，它有工作频率高、损耗小和使用方便等优点。
本实验采用变容二极管直接调频电路。
变容二极管的C j -v 特性曲线如图3.5所示。
(1)C C v V γ=-j0j D（3-13） C j0是二极管在零偏压时的结电容 v 是加在二极管两端的反向电压 V D 是二极管PN 结的势垒电压γ是变容二极管的变容指数，普通PN 结，超突变结γ =1～5。
γ与频偏的大小有关(在小频偏情况下，选γ＝1的变容二极管可近似实现线性调频)；在大频偏情况下，必须选γ=2的超突变结变容二极管，才能实现较好的线性调频)；v 为变容管两端所加的反向电压。
cos v V v V v t ΩΩ=+=+ΩQ Q m （3-14）t图3.5 变容二极管的C j -v 特性曲线典型变容二极管直接调频电路如图所示：L 、C 1、C 2构成电容三点式振荡电路，C 3、D 与C 1、C 2并联，调频电路由变容二极管D及耦合电容C 3组成。
R 1与R 2为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压DQ V ，即DQ 212CC [/()]V R R R V =+。
变容二极管上叠加有直流偏置电压V D Q 与调制信号电压v Ω。
高频扼流圈L 1阻断振荡器信号对调制信号的干扰。
ΩCC图3.6 电容三点式振荡电路加入调制信号v Ω＝cos V t ΩΩ后，变容二极管节电容为cos (1cos )(1)(1)j j jQj DQ DQ DDC C C C V v V V tM t V V γΩΩγγΩΩ===+++++（3-15）()j jQDQ D DC C V V V γ=+（3-16） DQ DV M V V Ω=+，为结电容调制度。
假定C 3很大，又有1212j C C C C C>>+，则可认为变容二极管电容为回路总电容。
2()(1cos )C t M t γωωΩ≈==+（3-17）式称为变容二极管的调制特性方程，显然，当采用γ=2的超突变结变容二极管，能实现较好的线性调频。
其中C ω=变容管作为振荡回路总电容时，它的最大优点是调制信号变化能力强，即调频灵敏度高，较小的M 值就能产生较大的相对频偏。
但同时，因温度等外界因素变化引起V Q 变化时，造成载波频率的不稳定也必然相对地增大。
而且振荡回路上的高频电压又全部加到变容管上。
为了克服这些缺点，在直接调频的LC 正弦振荡电路中，一般都采用变容管部分接入的振荡回路。
图中当C 3较小，与C j 相比不可忽略时，变容二极管部分接入。
图3.6变容二极管部分回路总电容C 为312123j jC C C C C C C C C =+++（3-18） 振荡频率()t ω==3-19）幂级数展开，取到2次项，有222212()cos cos 222cos cos 2C C C C C C m m A At M A M t M tt tωωωωΩωΩω∆ω∆ωΩ∆ωΩ=+++=+++（3-20） 其中221221121212123123(1), 2842(1)(1)(1)1, ()C jQ jQA A P P P P P P P P PP C C C P P C C C C ωγγγγγ=-==+-+=+++>==+（3-21） 部分接入后的最大频偏为2m C M Pγ∆ωω=（3-22）与非部分接入的相比，可等效成变容二极管的变容指数下降为'Pγγ=（3-23）所以，部分接入的电路要求变容二极管的变容指数大于2。
部分接入的优点是稳定性提高，可以减小寄生调制效应，从而减小调制失真。
缺点是调制灵敏度下降。
2.3 寄生调制现象高频电压加在变容二极管两端，造成在高频电压一周内结电容的变化，使得振荡波形不对称，称为寄生调制实际电路中，采用变容二极管反向串联，所以由于高频载波电压造成的电容变化相互抵消，可以减轻寄生调制效应。
LC +v Ω图3.7寄生调制消除电路2.4 主要性能参数及其测试方法实验测量电路如图3.8：C Vcc图3.8测量电路1．中心频率 LC 振荡器的输出频率0f 称为中心频率或载波频率。
用数字示波器监测振荡波形。
同时测量回路的谐振频率0f ，谐振电压0v ，测试点如图3.8 所示，在A 点、C 点及射级输出端分别测量电压、波形和频率；研究示波器的接入对电路产生的影响。
2．频率稳定度主振频率0f 的相对稳定性用频率稳定度0/f f ∆表示。
虽然调频信号的瞬时频率随调制信号改变，但这种变化是以稳定的载频0f 为基准的。
若载频不稳，则有可能使调频信号的频谱落到接收机通带之外。
因此，对于调频电路，不仅要满足一定频偏要求，而且振荡频率0f 必须保持足够高的频率稳定度。
电容三点式改进型电路，其0/f f ∆可达5410~10--。
测量频率稳定度的方法是，在一定的时间范围(如1小时)内或温度范围内每隔几分钟读一个频率值，然后取其范围内的最大值max f 与最小值min f ，则频率稳定度max min000//f f f f f -=小时(3-24) 3．最大频偏指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率偏移值m f ∆，m 0/f f ∆称为相对频偏。
用于调频广播、电视伴音、移动式电台等的相对频偏较小，一般3m 0/10f f -∆<，频偏m f ∆在50kHz~75kHz 内。
最大线性频偏2m C M Pγ∆ωω=(3-25)M 越大，频偏越大 4．调制灵敏度2mCf M k V P V ΩΩ∆ωωγ==⋅(3-26)3、4两项可采用描绘变容二极管变频曲线的方法来测试。
下面介绍一种变容二极管测量方法。
变容二极管的特性曲线C j -v 如图3.5所示。
变容二极管的性能参数Q V 、j0C 、j C ∆及Q 点处的斜率k c 等可以通过C j -v 特性曲线估算。
测量C j -v 曲线的方法如下：先不接变容二极管，用数字示波器测量射级跟随器的输出信号频率0f ；再接入C 5、变容管D 1，D 2及其偏置电路，其中电位器R 6用来改变变容管的静态直流偏压V Q ，测出不同Q V 时对应的输出频率f j 。
由式(3-5)或下式计算f j 对应的回路总电容∑C ，即20j 1f C f C ∑⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭(3-27) 再由式(3-7)计算变容管的结电容C j 。
然后将V Q 与C j 的对应数据列表并绘制C j -v 曲线。