振蕩和調(diào)制電路詳解2

RC 振蕩器

RC 振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是 RC 電路，它們的振蕩頻率比較低。常用的電路有兩種。

( 1 ) RC 相移振蕩電路

圖 4 ( a )是 RC 相移振蕩電路。電路中的 3 節(jié) RC 網(wǎng)絡(luò)同時(shí)起到選頻和正反饋的作用。從圖 4 ( b )的交流等效電路看到：因?yàn)槭菃渭?jí)共發(fā)射極放大電路，晶體管 VT 的輸出電壓 U o 與輸出電壓 U i 在相位上是相差 180° 。當(dāng)輸出電壓經(jīng)過 RC 網(wǎng)絡(luò)后，變成反饋電壓 U f 又送到輸入端時(shí)，由于 RC 網(wǎng)絡(luò)只對(duì)某個(gè)特定頻率 f 0 的電壓產(chǎn)生 180° 的相移，所以只有頻率為 f 0 的信號(hào)電壓才是正反饋而使電路起振?？梢?RC 網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò)，又是正反饋電路的一部分。

RC 相移振蕩電路的特點(diǎn)是：電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但穩(wěn)定性不高，而且調(diào)節(jié)不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場(chǎng)合。它的振蕩頻率是：當(dāng) 3 節(jié) RC

網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)相同時(shí)： f 0 = 1 2π 6RC 。頻率一般為幾十千赫。

( 2 ) RC 橋式振蕩電路

圖 5 ( a )是一種常見的 RC 橋式振蕩電路。圖中左側(cè)的 R1C1 和 R2C2 串并聯(lián)電路就是它的選頻網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)又是正反饋電路的一部分。這個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)某個(gè)特定頻率為 f 0 的信號(hào)電壓沒有相移(相移為 0° )，其它頻率的電壓都有大小不等的相移。由于放大器有 2 級(jí)，從 V2 輸出端取出的反饋電壓 U f 是和放大器輸入電壓同相的( 2 級(jí)相移 360°=0° )。因此反饋電壓經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)送回到 VT1 的輸入端時(shí)，只有某個(gè)特定頻率為 f 0 的電壓才能滿足相位平衡條件而起振?？梢?RC 串并聯(lián)電路同時(shí)起到了選頻和正反饋的作用。

實(shí)際上為了提高振蕩器的工作質(zhì)量，電路中還加有由 R t 和 R E1 組成的串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路。其中 R t 是一個(gè)有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它對(duì)電路能起到穩(wěn)定振蕩幅度和減小非線性失真的作用。從圖 5 ( b )的等效電路看到，這個(gè)振蕩電路是一個(gè)橋形電路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分別是電橋的 4 個(gè)臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個(gè)對(duì)角線上，所以被稱為 RC 橋式振蕩電路。

RC 橋式振蕩電路的性能比 RC 相移振蕩電路好。它的穩(wěn)定性高、非線性失真小，頻率調(diào)節(jié)方便。它的振蕩頻率是：當(dāng) R1=R2=R 、 C1=C2=C 時(shí) f 0 = 1 2πRC 。它的頻率范圍從 1 赫～ 1 兆赫。

調(diào)幅和檢波電路

廣播和無線電通信是利用調(diào)制技術(shù)把低頻聲音信號(hào)加到高頻信號(hào)上發(fā)射出去的。在接收機(jī)中還原的過程叫解調(diào)。其中低頻信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)，高頻信號(hào)則叫載波。常見的連續(xù)波調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種，對(duì)應(yīng)的解調(diào)方法就叫檢波和鑒頻。

下面我們先介紹調(diào)幅和檢波電路。

( 1 )調(diào)幅電路

調(diào)幅是使載波信號(hào)的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的幅度變化，載波的頻率和相應(yīng)不變。能夠完成調(diào)幅功能的電路就叫調(diào)幅電路或調(diào)幅器。

調(diào)幅是一個(gè)非線性頻率變換過程，所以它的關(guān)鍵是必須使用二極管、三極管等非線性器件。根據(jù)調(diào)制過程在哪個(gè)回路里進(jìn)行可以把三極管調(diào)幅電路分成集電極調(diào)幅、基極調(diào)幅和發(fā)射極調(diào)幅 3 種。下面舉集電極調(diào)幅電路為例。

圖 6 是集電極調(diào)幅電路，由高頻載波振蕩器產(chǎn)生的等幅載波經(jīng) T1 加到晶體管基極。低頻調(diào)制信號(hào)則通過 T3 耦合到集電極中。 C1 、 C2 、 C3 是高頻旁路電容， R1 、 R2 是偏置電阻。集電極的 LC 并聯(lián)回路諧振在載波頻率上。如果把三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)選在特性曲線的彎曲部分，三極管就是一個(gè)非線性器件。因?yàn)榫w管的集電極電流是隨著調(diào)制電壓變化的，所以集電極中的 2 個(gè)信號(hào)就因非線性作用而實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。由于 LC 諧振回路是調(diào)諧在載波的基頻上，因此在 T2 的次級(jí)就可得到調(diào)幅波輸出。

( 2 )檢波電路

檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號(hào)。它的工作過程正好和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個(gè)頻率變換過程，也要使用非線性元器件。常用的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號(hào)，還必須使用濾波器濾除高頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作。

圖 7 是一個(gè)二極管檢波電路。 VD 是檢波元件， C 和 R 是低通濾波器。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號(hào)較大時(shí)，二極管 VD 是斷續(xù)工作的。正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，對(duì) C 充電;負(fù)半周和輸入電壓較小時(shí)，二極管截止， C 對(duì) R 放電。在 R 兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經(jīng)過電容 C 濾除了高頻部分，再經(jīng)過隔直流電容 C 0 的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號(hào)。

調(diào)頻和鑒頻電路

調(diào)頻是使載波頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅度變化，而振幅則保持不變。鑒頻則是從調(diào)頻波中解調(diào)出原來的低頻信號(hào)，它的過程和調(diào)頻正好相反。

( 1 )調(diào)頻電路

能夠完成調(diào)頻功能的電路就叫調(diào)頻器或調(diào)頻電路。常用的調(diào)頻方法是直接調(diào)頻法，也就是用調(diào)制信號(hào)直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖 8 畫出了它的大意，圖中用一個(gè)可變電抗元件并聯(lián)在諧振回路上。用低頻調(diào)制信號(hào)控制可變電抗元件參數(shù)的變化，使載波振蕩器的頻率發(fā)生變化。

( 2 )鑒頻電路

能夠完成鑒頻功能的電路叫鑒頻器或鑒頻電路，有時(shí)也叫頻率檢波器。鑒頻的方法通常分二步，第一步先將等幅的調(diào)頻波變成幅度隨頻率變化的調(diào)頻 — 調(diào)幅波，第二步再用一般的檢波器檢出幅度變化，還原成低頻信號(hào)。常用的鑒頻器有相位鑒頻器、比例鑒頻器等。