高頻LC振蕩器與變容二極管調頻電路設計
1 概述
系統(tǒng)功能說明
調頻廣播具有抗干擾性能強、聲音清晰等優(yōu)點,獲得了快速的發(fā)展。調頻殿堂的頻帶通常大約是200~250kHz,其頻帶寬度是調幅電臺的數十倍,便于傳送高保真立體聲信號。由于調幅波受到頻帶寬度的限制,在接收機中存在著通帶寬度與干擾的矛盾,因此音頻信號的頻率局限于30~8000Hz的范圍內。在調頻時,可以將音頻信號的頻率范圍擴大至30~15000Hz,視音頻信號的頻譜分量更為豐富,聲音質量大為提高。
許多中小功率的調頻發(fā)射機都采用變容二極管直接調頻技術,即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上的直接調頻,采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來穩(wěn)定中心頻率。對比于中頻調制和倍頻調制方法,這種方法的電路簡單、性能良好、副載波少、維修方便,是一種較先進的頻率調制方案。由于本次課程設計對頻率穩(wěn)定度要求不是很高并且最大頻偏也比較大,故本次設計采用變容二極管直接調頻。原理框圖如下:
高頻LC振蕩器
變容二極管頻率調制

變容二極管調頻電路原理框圖
設計流程
1、硬件設計:變容二極管調頻電路的基本原理電路圖的設計
整體電路的具體設計與分析:
確定電路形式,設置靜態(tài)工作點;
計算主振回路(LC振蕩回路)元件值;
測變容二極管特性曲線,設置變容二極管的靜態(tài)工作點;
計算調頻電路元件值;
計算調制幅度。
2 硬件設計
變容二極管調頻電路的基本原理電路圖:

電路說明
變容二極管的特性概述
變容二極管是根據PN結的結電容隨反向電壓大小二變化的原理設計的一種二極管。它的極間結構、伏安特性與一般檢波二極管沒有多大差別,不同的是在加反向電壓時,變容二極管呈現較大的結電容,這個結電容的大小能靈敏的隨反向偏壓而變化,正是利用了二極管這一特性,將變容二極管接到振蕩器的振蕩回路中,作為可控電容元件,則回路的電容量會隨調制信號電壓而變化,從而改變振蕩頻率,達到調頻的目的。
三極管及其外圍電路介紹
三極管起放大作用。在輸入信號的控制之下,通過三極管將直流電源的能量,轉換為輸出信號的能量。
——將變化的集電極電流轉換為電壓輸出;偏置電路Rb1、Rb2、Re——提供合適的偏置,保證三極管工作在線性區(qū),使信號不產生失真。耦合電容保證反饋信號輸送到基極,且不影響基極分壓偏置。——為放大電路提供工作電源,給三極管放大信號提供能量。
變容二極管偏置電路
,電阻,電阻,以及電阻為變容二極管工作提供合適的靜態(tài)工作點,并保證變容二極管工作在反向偏壓的情況下。由于變容二極管的靜態(tài)電容會隨溫度、偏置電壓的變化而變化,造成中心頻率的不穩(wěn)定,在電路中電容的加入可以提高振蕩電路的衷心頻率穩(wěn)定度,也可以減少高頻振蕩信號對變容二極管的影響。
參數計算
確定電路形式設置靜態(tài)工作點
由圖2-1可得:

直流通路
本題對主振頻率f0要求不高,但對頻率穩(wěn)定度要求較高,故選用圖3-1所示的LC調頻振蕩器電路。振蕩器的靜態(tài)工作點取ICQ=2mA,VCEQ=6V,測得晶體管=60。
    因
為提高電路的穩(wěn)定性,的值可適當增大,取,則。
則     
若取流

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