【文章內(nèi)容簡介】 分接入的振蕩回路 。 (2)性能分析 回路總電容為 j2j21 CCCCCC????nxCC)1(jQj ??代入，則 Qj2Qj21Qj2Qj21Σ )1()1]()1([CxCCCCxxCCCCCC nnn?????????))1((11)(Qj2Qj21o s cCxCCCCLLCxn ???????相應(yīng)的調(diào)頻特性方程 (3)討論 若將回路總電容視作一個等效的變?nèi)荻O管，則等效變?nèi)葜笖?shù) n 必將小于變?nèi)荻O管指數(shù)，故為實現(xiàn)線性調(diào)頻： ① 必 須選用 n 大于 2 的變?nèi)荻O管。 ② 正確選擇 C1 和 C2 的大小。 部分接入，結(jié)電容僅為回路總電容的一部分，對振蕩頻率的調(diào)變能力比全部接入低。 由圖： C2 主要影響低頻區(qū) 的調(diào)制特性曲線 C1 主要影響高頻區(qū)的調(diào)頻特性線。 部分接入，最大角頻偏： )(1Qj2Qj21cCCCCCL????pmn cm 2?? ?? 式中 p = (1 + p1)(1 + p2 + p1 p2) p1 = CjQ / C2， p2 = C1 / CjQ cm 2 ?? mn??比較全部接入最大角頻偏： 可見，減小了 1/p，而 p 恒大 于 1。 當(dāng) CjQ 一定時 ， C2 越小 ， P1 越大； C1 越大 ， P2 越大 ，其結(jié)果都使 p 值增大 ， 因此 ??m 越小 。 二、電路組成 控制電路的接入原則：既可將 VQ 和 v? 加到變?nèi)荻O管上 ， 實現(xiàn)控制作用 ，又不影響振蕩器的正常工作 。 L1：高頻扼流圈，對高頻開路，對直流和調(diào)制頻率短路。 C2：高頻濾波電容，對高頻短路，對調(diào)制頻率開路。 C1：隔直電容 。 對高頻短路 ， 對調(diào)制頻率開路 ， VQ 和 v? 可有效加到變?nèi)荻O管上 。 ① 對于高頻 ， 由于 L1 開路 、 C2 短路 ， 因而是由 L 和 Cj 組成的振蕩電路 ， 不受控制電路影響 。 ② 對于直流和調(diào)制頻率 ， C1 阻斷 ， 因而 VQ 和 v? 可有效地加到變?nèi)荻O管上 ， 不受振蕩回路影響 。 (1)中心頻率為 140 MHz 的變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路。 ① T 的直流偏置： 雙電源供電 ② 振蕩電路變?nèi)莨苋尤氲碾姼腥c式 ③ D 的直流偏置 ④ 調(diào)制信號接入 ? 型濾波 (2) 中心頻率為 90 MHz 的直接調(diào)頻電路 ① 振蕩電路：變?nèi)莨懿糠纸尤?、 電容三點式 ② 變?nèi)莨芸刂齐娐? ③ 調(diào)制電路：v?(t) 經(jīng) 47 ?F 隔直電容和 47 ?H 高頻扼流圈加到變?nèi)莨苌? (3) 100 MHz 晶體振蕩器的變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 T1：音頻放大器； T2 ：皮爾斯晶體振蕩器 諧振回路：調(diào)諧在三次諧波 間接調(diào)頻電路 ——調(diào)相電路 實現(xiàn)間接調(diào)頻電路的關(guān)鍵：調(diào)相電路。 圖 521 實現(xiàn)方法： 矢量合成法 可變相移法 可變時延法 一、矢量合成法調(diào)相電路 (1)原理 單音調(diào)制時，調(diào)相信號的表達(dá)式為 vO(t) = Vmcos(?ct + Mpcos? t) = Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) vO(t) = Vmcos(?ct + Mpcos? t) = Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) 當(dāng) Mp (?/12)，窄帶調(diào)相時， cos(Mpcos? t) ? 1， sin(Mpcos? t) ? Mpcos? t，由此產(chǎn)生的誤差小于 3%。 vO(t) =Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) ? Vmcos?ct ?Vm Mpcos? t sin?ct 近似由載波信號 (Vmcos?ct)和雙邊帶信號 (Vm Mp cos? t sin ?ct)疊加而成 。 用矢量表示 ， 兩矢量相互正交 ， 其中雙邊帶信號矢量的長度按 VmMpcos? t 的規(guī)律變化 。 (2)實現(xiàn)模型 (a) (b) 圖 5219 矢量合成法調(diào)諧電路的實現(xiàn)模型及其矢量合成原理 (a)實現(xiàn)模型 (b)矢量合成原理 如圖 5219 所示 ， 設(shè) AM = 1， 原理上 ， 這種方法只能不失真地產(chǎn)生 Mp (?/12) 的窄帶調(diào)相波 。 vo(t) ? Vmcos?ct ?Vm Mpcos? t sin?ct 窄帶調(diào)相波就是這兩個正交矢量合成的產(chǎn)物 ， 故稱之為矢量合成法 。 二、可變相移法調(diào)相電路 1． 實現(xiàn)原理 載波電壓 Vmcos?ct 通過可控相移網(wǎng)絡(luò) [這個網(wǎng)絡(luò)在 ?c 上產(chǎn)生的相移 ?(?c) 受調(diào)制電壓的控制 ]， 且呈線性關(guān)系即 ?(?c) = kpv?(t) = Mpcos? t， 其輸出電壓便為所需的調(diào)相波 ， 即 vo(t) = Vmcos[?ct + ?(?c)] = Vmcos(?ct + Mpcos?t) 2． 實現(xiàn)方法 ——變?nèi)荻O管調(diào)相電路 (1)原理圖 圖 5224 可變時延法調(diào)相電路的實現(xiàn)模型 Cj (D)、 L 組成諧振回路，由角頻為 ?c 的電流源 iS(t) = Ismcos?ct 激勵； Re：回路的諧振電阻。 (2)工作原理 并聯(lián)諧振回路，阻抗： )(j00ee ze)()(2j1)j(??????? ZQRZ ????其中： j0e0ee1LCLRLRQ ??? ??? ，])(2a rct a n[)(])(2[1)(00e200ee????????? ?????? RZz，若加在變?nèi)荻O管上的電壓 v = ? (VQ+v?) = ? (VQ+V?mcos?t)， 相應(yīng)的 Cj 為 nnΩ ΩtmCVVvCC)c o s1()1(jBjQj ????? 設(shè) v? = 0， Cj = CjQ ， 諧振回路的諧振角頻率 ?0 等于輸入激勵電流的角頻率 ?c ， 即 ?0 = ?c = 1/ ， 當(dāng)加上 v? ，?0將隨 v? 而變化 ， 其值 為 jQLC2/c00 )c o s1()()( nΩ Ωtmtv ??? ??? 回路提供的相移 ?z(?) 將隨 v? 即 ?0 而變化 。 因此 ， iS(t) 在回路上產(chǎn)生的電壓將是相位受 v? 調(diào)變的調(diào)相信號 。 3． 不失真調(diào)相的條件 (1)對 m 的限制 將 用冪級數(shù) 2/c00 )c o s1()()( nΩ Ωtmtv ??? ??????????????? 32 !3 )2)(1(!2 )1(1)1( xnnnxnnnxx n展開 ???????? )c o s2)12(2c o s21()( 22c0 ΩtmnnΩtmnt！??忽略二次方小項 )()c o s21()( 0cc0 tΩtmnt ???? ?????式中 tΩmnt c o s2)(Δ c0 ?? ?可見， 必為小值。 BQmΩVVVm??(2)對 Mp 的限制 根據(jù)正切函數(shù)特性，當(dāng) 時， tan?z(?) ? ?z(?)，由此引入的誤差小于 10%，工程上是允許的。因此 6)(z????)()(2)()(2a r c t a n)(00e00ez ttQttQ???????? ??????當(dāng) ? = ?c 時 e0c00c0ccecz )()(2)()]([2)( QttttQ?????????????????????通常滿足 ??0(t) ?c，上式簡化為 6c o sc o s)(Δ2)(peec0cz????? ΩtMΩtnmt????式中， Mp = Qenm， Mp 應(yīng)小于 ?/6。 )()(2)()(2a r c t a n)(00e00ez ttQttQ???????? ??????e0c00c0ccecz )()(2)()]([2)( QttttQ?????????????????????6c o sc o s)(Δ2)(peec0cz????? ΩtMΩtnmt????結(jié)論： 不失真調(diào)相條件 選用 n = 2 的變?nèi)荻O管。 限制 m 為小值，保證 ?0(t) 不失真地反映 v? 。 限制 Mp 小于 ?/6。 4． 實際電路 (p278，圖 5222) L 、 D ：諧振回路 。 R1 和 R2 ：隔離電阻隔離諧振回路輸入和輸出 。 R4：隔離電阻 ， 隔離變?nèi)荻O管控制電路 、 偏壓源 (9V)、 調(diào)制信號源 。 C C2 、 C3 ： 隔直耦合電容。 R C4 ：高音頻濾波；音頻積分 (a)實用電路 (b)高頻通路 (c)調(diào)制頻率通路 若 C4 取值較大 ， 則 v? (t) 在積分電路 R3C4 中產(chǎn)生的電流 i?(t) ? v?(t) / R3， 向電容 C4 充電 ，故 D 上的調(diào)制信號電壓 ttvCRttiCtv t Ωt ΩΩ d)(1d)(1)( 04304?? ??? 若 v?(t) = V?mcos? t， D 上的調(diào)制信號電壓 ΩtCΩRVtv ΩΩ s i n)(43m??這樣，調(diào)相電路便轉(zhuǎn)換為 間接調(diào)頻電路 。 三、可變時延法調(diào)相電路 1． 原理 將載波電壓通過可控時延網(wǎng)絡(luò)， 如圖 5224 所示 。 圖 5224 可變延時法調(diào)相電路的實現(xiàn)模型 2． 電路 時延網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓為 vo(t) = Vmcos[?c(t ??)] 圖 5224 可變延時法調(diào)相電路的實現(xiàn)模型 vo(t) = Vmcos[?c(t ??)] 若 ? 受調(diào)制信號線性控制 ， ? = kdv? ,則 vo(t) 為所需的調(diào)相波 。 即 vo(t) ? Vmcos(?ct ? ?ckd v?) = Vmcos(?ct ? Mpcos? t) 式中 ， Mp = ?ckdV?m 。 四、間接調(diào)頻與直接調(diào)頻電路性能上的差別 調(diào)相電路能夠提供的最大線性相移 Mp 均受到調(diào)相特性非線性的限制 ， 且其值都很小 。 對間接調(diào)頻 Mf = kp(k1V?m/?) = ??m/? (523) 故 ??m = kpk1V?m ， 調(diào)相電路選定后 ， 只與 V?m 有關(guān)而與 ?c 無關(guān) 。 間接調(diào)頻限制的是絕對頻偏 ??m。 對 直接調(diào)頻 (5212) 與 ?c 成正比 ， ?c 增加 ， ??m 隨之提高 ， 故 限制的是最大相對頻偏 。 cm 2 ?? mn?? 所以 ， 兩種調(diào)頻受限制的參數(shù)不同 。 增大 ?c， 可以增大直接調(diào)頻電路中的 ??m， 對間接調(diào)頻電路中的 ??m 無濟于事 。 對于間接調(diào)頻 ， 若調(diào)制信號是復(fù)雜信號 ， 則當(dāng) V?m 即??m 一定時 ， ? 越小 ， Mf =( ??m /? )就越大 ， 當(dāng) ? = ?min 時 ， Mf 達(dá)到最大值 ， 且這個值不能超過調(diào)相器提供的最大線性相移 Mp， 因而最大頻偏必須在最低調(diào)制頻率上求得 ， 即 ??m = Mf ?min 才能保證在整個調(diào)制頻率范圍內(nèi)的 Mf 不超過 Mp 。 擴展最大頻偏的方法 1． 問題的提出 ??m 是頻率調(diào)制器的主要性能指標(biāo) ， 若實際調(diào)頻設(shè)備需要的 ??m不能達(dá)到 ， 則需擴展 。 2． 擴大最大頻偏的方法 ——倍頻 設(shè)調(diào)頻波瞬時角頻率為 ? = ?c + ??mcos? t， 通過