【正文】 高。 調(diào)頻電路 是利用低頻信號改變振蕩器的頻率。在討論調(diào)頻電路之前，我們先對振蕩器電路做一簡單分析。 振蕩電路的功能是：在沒有外加輸入信號的情況下，電路自動將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為具有一定振幅、一定頻率和一定波形的交變信號輸出。 反饋振蕩器的組成 反饋振蕩器的原理如圖 .1 所示，它由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個閉合環(huán)路。放大器通常以某種選頻網(wǎng)絡(luò)（如振蕩回路）做負(fù)載，是一個調(diào)諧放大器。反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由無源器件組成的線性網(wǎng)絡(luò)。 6 放大器 A（ s） 反饋 網(wǎng)絡(luò) F（ s） + ()SUs ()iUs ()oUs ()fUs 圖 .1 反饋型 振蕩器的原理框圖 圖中開環(huán)放大倍數(shù)為： ()()()oiUsAs Us? （ ） 因為： ()()()foUsFs Us? （ ） ( ) ( ) ( )i S fU s U s U s?? （ ） 所以閉環(huán)放大倍數(shù)為： () ()()( ) 1 ( ) ( )of SUs AsAs U s A s F s?? ? （ ） 振蕩的建立與起振條件 實際振蕩器的 0su? ，在電源接通的瞬間，上電沖擊脈沖中頻率等于振蕩器的成分被放大器放大，在輸出端形成輸出電壓。輸出電壓然后又反饋到振蕩器的輸入端，振蕩器開 始振蕩。 振蕩器在起振時的振幅較小。為了使振蕩過程中輸出幅度不斷增加，應(yīng)使反饋的信號 ()fUs比前次輸入到放大器的信號大，振蕩開始時應(yīng)為增幅振蕩。 因沒有外加輸入信號， 0sU? ，起振時應(yīng)滿足： 7 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )f i iU s A s F s U s U s?? 可知起振條件為 ： ( ) ( ) 1A s F s ? （ ） 因為： ()1y y L Fjjo C L mLiiU I ZA F F F g e Z F A F eUU ? ? ? ???? ? ? ? （ ） 所以起振的條件為： 1AF? （ ） 2y L F n? ? ? ?? ? ? （ n=0,1,2,? ） () 振蕩器的起振條件分為振幅條件和相位條件。 振蕩的平衡和平衡條件 振蕩器的輸出幅度增加到一定大小后，輸出幅度不再增加，振蕩器即處于平衡狀態(tài)，此時， ( ) ( ) ( ) ( ) ( )f i iU s A s F s U s U s??，所以： ( ) ( ) 1A s F s A F?? 2A F y z f n? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? n=0,1,2? （ ） 上式分別為振蕩平衡的振幅平衡條件和相位平衡條件。在平衡狀態(tài)中，電源供給的能量正好抵消整個環(huán)路耗損的能量，平衡時輸出幅度將不再變化，因此振幅平衡條件決定了振蕩器輸出振幅的大小。必須指出，環(huán)路只有再某一特定的頻率上才能滿足相位平衡條件，也就是說相位平衡條件決定了振蕩器輸出信號的頻率大小。 振蕩平衡的穩(wěn)定條件 處于 平衡狀態(tài)的振蕩器應(yīng)考慮其工作的穩(wěn)定性，這是因為振蕩器在工作的過程中不可避免的要受到外界各種因素的影響，如溫度的改變、電源電壓的波動等等，這些變化將使放大器放大倍數(shù)和反饋系數(shù)改變，破壞了原來的平衡狀態(tài)，對 8 振蕩器的正常工作將會產(chǎn)生影響。如果通過放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器能在原平衡點(diǎn)附近建立起新的平衡狀態(tài)，而且當(dāng)外界因素消失后，振蕩器能自動回到原平衡狀態(tài)，則原平衡點(diǎn)使穩(wěn)定的；否則，原平衡點(diǎn)為不穩(wěn)定的。 振蕩器的穩(wěn)定分為振幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。 （ 1）振幅穩(wěn)定條件 當(dāng)振蕩平衡時 ，fiUU?。 若某種原因?qū)е?iU 增大，只有 AF 減小，進(jìn)而使iU 減小。振蕩器回到平衡狀態(tài)，即在振蕩平衡狀態(tài)， AF 應(yīng)隨 iU 反向變化。 所以在平衡點(diǎn) A，振幅穩(wěn)定條件為： () 0i iAi UUAFU?? ?? （ ） 如果 F 為常量，則有： 0i iAi UUAU?? ?? （ ） (2) 相位穩(wěn)定條件 當(dāng)振蕩平衡時， 2y L F n? ? ? ? ?? ? ? ?。若某種原因?qū)е?? 瞬時增大，相當(dāng)于 ? 增大，只有減小 ? ，才能使 ? 減小。一般情況下，反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng) 絡(luò)， F?為常數(shù)，所以相位穩(wěn)定條件為： 00L??????? ???? （ ） 即要求相位 ? 隨頻率 ? 的變化特性斜率為負(fù)值。假設(shè)晶體管的正向 傳輸特性的相角為定值，則要求阻抗角 L? 隨頻率 ? 的變化特性斜率為負(fù)值。 二極管的電容效應(yīng) 二極管在低頻工作時，具有有很好的單向?qū)щ娮饔谩．?dāng)工作頻率很高時，由于 PN 結(jié)的電容效應(yīng) (即二極管的電容效應(yīng) )，往往使單向?qū)щ娞匦宰兊煤懿?，這 9 種電容效應(yīng)可以歸結(jié)為兩種等效電容 。 ●勢壘電容 我們知道，在 P 型和 N 型半導(dǎo)體的 交界面 ((PN 結(jié) )附近，由于載流子 (空穴和電子 )的相互擴(kuò)散，將形成勢壘區(qū)，積累一定數(shù)量的空間電荷。這些空間電荷是一些不能移動的正負(fù)離子，在勢壘區(qū)由于缺少導(dǎo)電的載流子，導(dǎo)電率很低，相當(dāng)于介質(zhì)。而勢壘區(qū) (也稱空間電荷區(qū)或耗盡層 )兩側(cè)的 P 區(qū)和 N 區(qū)的導(dǎo)電率相對來說比較高，相當(dāng)于金屬極板。當(dāng)外加電壓改變時，勢壘區(qū)的電荷量將隨之改變，這種現(xiàn)象和電容的作用類似，所以稱這個電容為勢壘電容，記為 BC 。 當(dāng) PN 結(jié)兩端加正向電壓時，外加電場將使 N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴進(jìn)人空間電荷區(qū)，并中和一部分帶正電荷的施主離子和帶負(fù)電荷的受主離子，這就象有一部分電子和空穴“存人” PN 結(jié)，相當(dāng)于電子和空穴分別向勢壘電容“充電”。而當(dāng)外加電壓降低，又有一部分電子和空穴離開空間電荷區(qū)，這就象電子和空穴分別從勢壘電容“放電”，如圖 1 所示。而當(dāng) PN 結(jié)加反向電壓時，外加電場使多數(shù)載流子背離空間電荷區(qū)而運(yùn)動，使空間電荷區(qū)變寬，相當(dāng)于電子和空穴分別從勢壘電容“放電”，如圖 2 所示。這種充放電效應(yīng)與普通電容在外加變化電壓作用下的充放電效應(yīng)相似，所不同的只是這個勢壘電容是隨外加電壓的 變化而改變的，當(dāng)外加電壓保持不變時，勢壘區(qū)的空間電荷數(shù)目保持不變，勢壘電容充放電也就停止了，因此，勢壘電容只是在外加電壓改變時才起作用。 從定量上，勢壘電容可定義為 10 B dQC dU? () 式中 dQ 是外加電壓的變化 dU 所引起的空間電荷的變化 量。實驗表明，勢壘電容 BC 和外加電壓 U 之間的關(guān)系為 : /( )nBC a U U??? () 式中 a 是常數(shù)， U? 是 PN 結(jié)的接觸電位差， U 是外加電壓 (正向偏壓時， U 為正值，反向偏壓時， U 為負(fù)值 ),n 是電容變化指數(shù)，它的值可由 1/3 3 ，決定于 PN結(jié)附近的雜質(zhì)分布情況。由以上公式可見，當(dāng)反向電壓增大時，結(jié)電容減小，反之，當(dāng)反向電壓減小時 (絕對值 )，結(jié)電容增大。 ●擴(kuò)散電容 由于 PN 結(jié)中載流子的擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生的電容效應(yīng)可以等效為另一種 PN 結(jié)電容 — 擴(kuò)散電容，我們知道， PN 結(jié)加正向偏壓時， N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴相互向?qū)Ψ綌U(kuò)散，形成一定的非平衡載流子分布，如圖 3 中的曲線 1 所示。當(dāng)正偏壓升高時， PN 結(jié)邊界上的電子濃度按指數(shù)規(guī)律增大，電子濃度將由曲線 I 變到同圖中的曲線 H(圖 3 中 Pn 是 P 區(qū)少數(shù)載流子濃度， n(0)是 P 區(qū)和 N 區(qū)交界面處，即 0X? 處電子濃度， 1V 和 2V 表示 PN 結(jié)的不同正向偏置電壓 )?？梢钥闯觯蚱秒妷荷邥r (從 1V 升高為 2V )，電子少數(shù)載流子的貯存將增加，而在正向電壓減少時，貯存的電子少數(shù)載流子則將減少。也就是正向偏壓的變化，會使貯存 11 的載流子的電荷量發(fā)生變化，這里也有一個電荷的“存”和“放”的現(xiàn)象，所以也相當(dāng)于一個電容的作用。這就是所謂擴(kuò)散電