调频器

调 频器分为直接调频和间接调频两类。后一种用积分电路对调制信号积分,使其输出幅度 与调制角频率Ω成反比，再对调相器进行调相，这时调相器的输出就是所需的调频信号uf(t)。间接调频的优点是载波频率比较稳定，但电路较为复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需要多次倍频使频移增加。间接调频的调频器不受直流电压调制，故不能用在锁相环和自动频率控制环路中。

直接调频的工作原理是:用调制信号直接控制自激振荡器的电路参数或工作状态，使其振荡频率受到调制，变容二极管调频、电抗管调频和张弛调频振荡器等属于这一类。在微波波段 常用速调管作为调频器件。

用调制信号uΩ(t)直接控制自激振荡器的电(如电容、电感等或工作状态)，使其振荡频率随控制电压而变化的方法，实现这种方法的电路是直接调频电路。这种部件有时也叫做压控振荡器(VCO)。工作频率较低的VCO多采用变容二极管或电抗管;工作在微波波段的VCO则常采用速调管。直接调频的优点是频移较大，电路简单,但频率稳定度不高。

图1是采用LC振荡回路的调频器部分电路。VT是自激振荡器的晶体管;L是回路电感;C1、Cc和Cd构成回路电容，其中Cc是容量较小的耦合电容,Cd是变容二极管反向偏置时的等效电容。输入调制电压变化时，Cd随之变化，因而振荡频率受调制而变动，输出调频信号。这种调频电路的优点是电路简单、易于获得较大的频移，而且调频特性较好，所需的调制功率也很小;缺点是频率稳定度低。解决这个问题的办法是采用晶体振荡器，构成晶体振荡器调频电路;但此时频移较小，一般只能获得10数量级的相对频移。

用RC多谐自激振荡器也可以做成调频器。利用晶体管的阻值受调制电压uΩ(t)控制的特点，使晶体管和电容等构成的RC多谐振荡器频率发生变化而产生调频波。这种调频电路也很简单，频移大，调频线性好，而且几乎没有寄生调幅。但输出是矩形波，须用低通滤波器滤除各种谐波分量方能获得正弦调制信号。此外这种电路的频率稳定度不高,振荡频率也较低,常用于以音频为载波的低速数据传输设备。

以调相为中介的调频方法。图2是一种间框图。调制信号uΩ(t)先经过一个积分电路，使其输出电压和调制频率F成反比，再用这个电压对调相器进行调相。这时调相器输出信号的调相指数与调制频率F成反比，这实质上就是所需的调频波。调相器的受调振荡采用频率稳定度高的晶体振荡器所产生的高频振荡，稳定性较好,但频移不能太大，才能保证有较好的调频特性。实际应用时需采用多级倍频以获得足够大的频移。

即压控振荡器。

图1CE的右边(T2部分)是一般的正弦振荡器。左边(T1部分)的电路叫作电抗管，它由晶体管T1构成的放大器和RC移相电路构成,其作用等效于一个电容。调制信号加在T1的基极，当变化时即随之变化,所以振荡器的输出是一调频波。电抗管的放大器件可以是电子管、晶体管或场效应晶体管;移相电路也有多种型式(如RC或RL移相网络),其作用是使放大管T1的输出阻抗Ze=U0/IC具有一个电抗分量Xe，当Xe随而变化时,即可获得调频信号。 采用不同的移相电路，等效电抗Xe可以是电容性的,也可是电感性的。电抗管调频器的缺点是:振荡频率稳定度不高;频移也不能太大,阻抗 Ze通常还具有电阻分量，这个分量也随而变化,使振荡器产生寄生调幅。这种调频器的优点是电路比较简单，早期的调频装置常采用这种电路，后已逐渐被变容二极管调频器所代替。

用可控自激多谐振荡器实现调频的电路(图2)。晶体管T1、T2和电容C1、C2构成多谐振荡器。调制信号通过晶体管T3、T4控制电容C1、C2的充放电电流,使多谐振荡频率随 之改变产生调频波。这种调频电路比较简单，频移大，调制线性较好，而且几乎没有寄生调幅;但是输出是矩形波，含有丰富的谐波分量，须用低通滤波器加以滤除才能获得正弦波调频信号。这种电路的缺点是频率稳定性较差，振荡频率也较低。常用于以音频为载波的低速数据传输设备。

利用其他型式的张弛振荡器也可以构成调频电路，这种电路不采用电感，容易集成化。