淮海工学院 课程设计报告书
课程名称： 通信电子线路课程设计 题 目：变容二极管直接调频电路设计 系 （院）： 通信工程系 学 期： 2011-2012-1 专业班级： 通信091 姓 名： 罗欢 学 号： 030912117
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变容二极管直接调频电路设计
一 绪论
1.1 摘要
调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的振荡器可以是产生正弦波的LC振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC振荡器。
1.2 概述
设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。原理图如图1所示。
图1简易系统框图
二 电路原理
2.1 LC振荡电路工作原理
电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc为耦合电容，Cb为旁路电容，电阻Rb1，Rb2和Re构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L为并联谐振回路，构成电路的选频网络。对于一个振荡器，当其负载阻抗及反馈系数已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。
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图2 振荡电路
电容三端反馈振荡电路利用电容C1和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为 f ?12?LC （2.1）
式中：C是振荡回路的总电容。该电路与电感三端反馈振荡电路相比，输出波比较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对频率的影响，从而提高电路的稳定度。
2.2变容二极管调频原理
变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。利用二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4所示。
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图3 变容二极管调频电路
变容二极管Cj通过耦合电容C1并接在LCn回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：
C?Cn?Cj （2.2）
振荡频率为：f ?12?LC?1 （2.3）
2?L(Cn?Cj)加在二极管上的反向偏压为：
VR?VQ（直流反偏）?V?（调制电压）?VO（高频振荡，可忽略）
变容二极管利用PN界的结电容制成，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Cj~vr曲线，如图4所示。
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