《高頻電子電路》課件

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1、VCO的特點：瞬時頻率隨外加控制信號的變化而變化。VCO式中：U為振蕩信號的振幅，:當(dāng)時的振蕩頻率，kf為:VCO控制靈敏度。6.3.2壓控振蕩器直接調(diào)頻電路用調(diào)制信號電壓控制振蕩回路的參數(shù)，如回路電容C或回路電感L，并使振蕩頻率ω正比于所加調(diào)制信號電壓，即可實現(xiàn)調(diào)頻。在直接調(diào)頻法中常采用壓控振蕩器（VoltageControlOscillator）作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻信號。VCO中最常用的壓控元件：變?nèi)荻O管由晶體管和場效應(yīng)管組成的電抗電路。壓控振蕩器直接調(diào)頻：優(yōu)點：可獲得較大頻偏.缺點：中心頻率穩(wěn)定性差，常采用自動頻率微

2、調(diào)（automaticfrequencycontrol，AFC）電路來克服載頻偏移。休息1休息2通常有：，壓控振蕩器的輸出信號即為調(diào)頻信號。1.變?nèi)荻O管為利用PN結(jié)的電容，PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài).6.3.3變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路（VaractordiodedirectFM）PN結(jié)反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻O管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰＝Y(jié)電容Cj與反偏電壓uR的關(guān)系：式中Co：時的電容值（零偏置電容

3、）反向偏置電壓，UD：PN結(jié)勢壘電位差。γ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常γ=1/2—1/3.可以看出Cj與uR之間是非線性關(guān)系，即變?nèi)荻O管屬于非線性電容，這種非線性電容基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是較理想的高效率，低噪聲非線性電容。休息1休息2變?nèi)荻O管是利用半導(dǎo)體PN結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化這一特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管。它是一種電壓控制可變電抗元件。設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個靜態(tài)工作電壓Uo和一個單頻調(diào)制信號，則結(jié)反偏電壓：而結(jié)電容：其中：為靜態(tài)工作點的結(jié)電容。表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。休息1休息2CjuRUQuRt

4、CjtCjQ為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效電路，沒有畫出直流饋電電路，2.變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的原理電路圖中；C3為高頻偶合電容，C4為偶合隔直電容，LD為高頻扼流圈，阻止高頻電流經(jīng)過調(diào)制信號源,使其旁路，右圖為振蕩器交流等效電路，Cj與振蕩器回路并聯(lián)，R1，R2為Cj的偏置電路，為Cj提供靜態(tài)直流偏壓，而二極管的反偏電壓為：休息1休息2+uR-LCjC1C2VTLCjC1C2VTLDC3C4ECR2+uΩ-R1+Uo-則由上電路可知，振蕩頻率為：;而為了簡化電路分析，如果設(shè)：，則有所以：有其中：為未加調(diào)制信

5、號（）時的振蕩頻率，3．調(diào)頻性能分析即為調(diào)頻振蕩器的中心頻率。討論：1設(shè)γ=2即滿足線性調(diào)頻。2當(dāng)則LC1C2CjVT+uR-（利用級數(shù)展開忽略高次項，可近似為：（2）：調(diào)頻波的最大角頻率偏移（3）：調(diào)頻波產(chǎn)生二次諧波失真二次諧波失真的最大角頻率偏移其中：（1）：調(diào)頻波會產(chǎn)生中心頻率偏移休息1休息26.4調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路6.4.2相位鑒頻器6.4.3比例鑒頻器6.4.1鑒頻方法及其實現(xiàn)模型調(diào)頻信號的解調(diào)是從調(diào)頻波中恢復(fù)出原調(diào)制信號過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器第一種方法，將調(diào)頻波通過頻率—幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)，將

6、調(diào)頻波變換成調(diào)頻—調(diào)幅波，再通過包絡(luò)檢波器檢測出反映幅度變化的解調(diào)電壓。把這種鑒頻器稱為斜率鑒頻器，或稱振幅鑒頻器。將調(diào)頻波進行特定的波形變換，根據(jù)波形變換特點的不同，可歸納以下幾種實現(xiàn)方法：6.4調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路6.4.1鑒頻方法及其實現(xiàn)模型休息1休息21.鑒頻方法頻率—幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)包絡(luò)檢波器uΩtuFMtuFM-AMt第二種方法，將調(diào)頻波通過頻率—相位線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換成調(diào)頻—調(diào)相波，再通過鑒相器檢測出反映相位變化的解調(diào)電壓。把這種鑒頻器稱為相位鑒頻器。第三種方法，是隨著近年來集成電路的廣泛應(yīng)用，在集成電路調(diào)頻機中

7、較多采用的移相乘積鑒頻器。它是將輸入FM信號經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)后生成與FM信號電壓正交的參考信號電壓，它與輸入的FM信號電壓同時加入相乘器，相乘器輸出再經(jīng)低通濾波器濾波后，便可還原出原調(diào)制信號。1.鑒頻方法休息1休息2頻率—相位線性變換網(wǎng)絡(luò)相位檢波器uFMuFM-PMuΩ相乘器低通濾波器uFMuΩ90o移相網(wǎng)絡(luò)第四種方法，先將調(diào)頻波通過非線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換為調(diào)頻脈沖序列，該脈沖序列含有反映該調(diào)頻信號瞬時頻率變化的平均分量，因而通過低通濾波器便可得到反映平均分量變化的解調(diào)電壓。也可將調(diào)頻脈沖序列通過脈沖計數(shù)器，直接得到反映瞬時頻率變化的解

8、調(diào)電壓。將這種鑒頻器稱為脈沖計數(shù)式鑒頻器。非線性變換網(wǎng)絡(luò)低通濾波器或脈沖計數(shù)器uFM調(diào)頻脈沖序列uΩ首先將輸入調(diào)頻波通過限幅器變?yōu)檎{(diào)頻方波，然后微分變?yōu)榧饷}沖序列，用其中正脈沖去觸發(fā)脈沖形成電路，這樣調(diào)頻波就變換成脈寬相同而周期變化的脈沖序列，它的周期變化反映調(diào)