通信电子线路课程设计

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1、二○○九～二○一○学年第二学期电子信息工程系课程设计报告书班级：学号：姓名：课程名称：通信电子线路学时学分：1周1学分指导教师：二○一○年三月十五日变容二极管频率调制电路设计一、课程设计目的1、复习正弦波振荡器有关知识2、复习LC振荡器的工作原理3、复习静态工作点和动态信号对工作点的影响4、学会分析计算LC振荡器的频率稳定度二、课程设计内容及要求1、已知条件，高频三极管3DG100，变容二极管2CC1C。2、性能指标主振频率=10MHZ，频率稳定度小时，主振级的输出电压，最大频偏。3、报告要求给出详细

2、的原理分析，计算步骤，电路图和结果分析。三、原理分析3.1FM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,调制波。或，此时的频率偏移量△f为最大频率偏移。最后得到的被调制波,Vm随Vs的变化而变化。为调制系数3.2变容二极管直接频率调制的原理：变容二极管Cj通过耦合电容C1并接在LCN回路的两端，形成振荡回路总容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：（3-1）振荡频率为：图3.1变容二极管调频原理电路（3-2）加在变容二极管上的反向偏压为：变容二极管利用PN结

3、的结电容制成，在反偏电压作用下呈现一定的结电容（势垒电容），而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化，其关系曲线称～曲线，如图3.2所示。由图可见：未加调制电压时，直流反偏所对应的结电容为。当调制信号为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反偏增加时，变容二极管的电容减小；当调制信号为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反偏减小时，增大，其变化具有一定的非线性，当调制电压较小时，近似为工作在～曲线的线性段，将随调制电压线性变化，当调制电压较大时，曲线的非线性不可忽略，它将给调频带来一定的非线性

4、失真。再回到图3.1，并设调制电压很小，工作在Cj～VR曲线的线性段，暂不考虑高频电压对变容二极管作用。设图3.2用调制信号控制变容二极管结电容　（3-3）由图4.2可见：变容二极管的电容随υR变化。即：　（3-4）可得出此时振荡回路的总电容为（3-5）由此可得出振荡回路总电容的变化量为：　　　　（3-6）由式可见：它随调制信号的变化规律而变化，式中的是变容二极管结电容变化的最大幅值。我们知道：当回路电容有微量变化时，振荡频率也会产生的变化，其关系如下：（3-7）式中，是未调制时的载波频率；是调制信号

5、为零时的回路总电容，显然（3-8）由公式（3-2）可计算出中心频率：（3-9）将（3-8）式代入（3-9）式，可得：（3-10）频偏：（3-11）振荡频率：　（3-12）由此可见：振荡频率随调制电压线性变化，从而实现了调频。其频偏与回路的中心频率f0成正比，与结电容变化的最大值Cm成正比，与回路的总电容C0成反比。3.3三极管的参数3.4调制灵敏度单位调制电压所引起的最大频偏称为调制灵敏度，以Sf表示，单位为kHz/V，即VΩm为调制信号的幅度；△fm为变容管的结电容变化△Cj时引起的最大频偏。∵回路

6、总电容的变化量为在频偏较小时，△fm与△C∑的关系可采用下面近似公式，即∴p↑à△f↑，△Cj↑à△f↑。调制灵敏度式中，△C∑为回路总电容的变化量；CQ∑为静态时谐振回路的总电容，即∴C1↓àSf↑à△f↑调制灵敏度Sf可以由变容二极管Cj-v特性曲线上VQ处的斜率kc计算。Sf越大，说明调制信号的控制作用越强，产生的频偏越大。改变CC的值可以使变容二极管的工作点调节到最佳状态。3.3增加稳定度的措施：1、温度补偿法使L与C的变化量与△L与△C的变化量相互抵消以维持恒定的震荡频率，其原理如下：若回路

7、的损耗电阻r很小，即Q值很高，则振荡频率可以近似的用回路的固有频率f0来表示。由于外界因素的影响，使LC产生微小的变量△L、△C，因而引起振荡频率的变化为若选用合适的负温度系数的电容器（电感线圈的温度系数恒为正值），使得△C/C与△L/L互相抵消，则△f可减为零。这就是温度补偿法。2、回路电阻r的大小是由振荡器的负载决定的，负载重时，r大，负载轻时r小，当负载变化时，振荡频率也随之变化。为了减小r的影响尽量使负载小且稳定，r越小，回路的Q值越高，频率的稳定度也越高，3、采用高稳定度LC振荡电路C1>>

8、C3,C2>>C3,Cb为基极耦合电容，C3为可变电容，他的作用是把L与C1，C2分隔开，使反馈系数仅取决于C1，C2的比值，振荡频率基本上由L和C3决定。这样，C3就减弱了晶体管与振荡电路之间的耦合，使折算到回路内的有源器件的参数减小，提高了频率的稳定度，另一方面，不稳定电容（如分布电容）则与C1，C2并联，基本上不影响震荡频率。C3越小，则频率的稳定度越好，但起振也就越困难。因此C3也不能无限制的减小。一、仪器设备函数信号发生器/计数器EE1641B