FM角度調(diào)制電路工作原理

產(chǎn)生FM信號(hào)的常用方法有：直接FM和間接FM法。直接FM法的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單易于獲得較大的頻偏。缺點(diǎn)是中心頻率不易穩(wěn)定：間接FM法的優(yōu)點(diǎn)是易于保持中心頻率的穩(wěn)定，缺點(diǎn)是不易獲得大的頻偏，要使頻偏滿足要求，通常在調(diào)制后要加以多次倍頻，因而使發(fā)射線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。所以間接FM法，通常使用于固定頻率的廣播電臺(tái)中。對(duì)于波段工作的中小功率移動(dòng)電臺(tái)。通常采用直接FM法。在無線電技術(shù)領(lǐng)域中，目前應(yīng)用較多的是直接FM。產(chǎn)生FM信號(hào)的電路叫高頻器，對(duì)它的主要要求有：已調(diào)波的中心頻率具有一定的穩(wěn)定度；調(diào)制靈敏度（每單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的頻偏）更高；無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。

1）直接FM電路

直接FM的基本原理是用調(diào)制信號(hào)直接線性地改變載波振蕩的瞬時(shí)頻率。因此，凡是能直接影響載波振蕩的瞬時(shí)頻率的元件或參數(shù)，只要能用調(diào)制信號(hào)去控制它們，都可完成直接FM任務(wù)。變?nèi)荻O管、電容式話筒以及具有鐵氧體磁芯的電感線圈等都可以等效為可控電容或可控電感，如果將它們作為L(zhǎng)C載波振蕩器振蕩回路中的一個(gè)元件，即可實(shí)現(xiàn)直接FM。

變?nèi)荻O管是一種壓控的可變電容元件，用它實(shí)現(xiàn)直接FM，由于電路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，已成為目前應(yīng)用最廣泛的FM電路。

圖5.5-19A是變?nèi)荻O管FM實(shí)用電路，圖中載波頻率為90MHZ的振蕩器，實(shí)際上可等效地看成為電容三點(diǎn)式振蕩電路。變?nèi)荻O管的直流偏壓由-9V的電源分壓得2.5V左右。調(diào)制信號(hào)經(jīng)47UH的高頻扼流圈接入，以免高頻振蕩被調(diào)制信號(hào)源短路。0.001UF的高頻旁路電容CO數(shù)值不能太大，否則會(huì)引起調(diào)制信號(hào)的高頻失真。

變?nèi)荻O管的結(jié)電容

式中U1為外加反向電壓；UD為接觸電位差；C10為UY=0時(shí)的結(jié)電容；Y為稱電容變化系數(shù)。

電路中，C1是部分接入的，這樣有利于提高中心頻率的穩(wěn)定度和改善輸出波形。但產(chǎn)生的頻偏小，經(jīng)分析，對(duì)小頻偏情況，選擇R=1的變?nèi)荻O管即可近似地實(shí)現(xiàn)線性FM。對(duì)于大頻偏情況（變?nèi)荻O管與振蕩回路之間耦合緊如將C1代替回路中的電容），選擇R=2的變?nèi)荻O管，可實(shí)現(xiàn)沒有非線性失真的FM。該種電路的中心頻率穩(wěn)定度低，一般低于2*10的負(fù)4次方。

圖5.5-19B是晶體振蕩器FM電路。圖中R4、R5分別用于阻隔調(diào)制頻率的振蕩頻率。C2、C3、L1晶體（17.5MHZ）、變?nèi)荻O管的C1和晶體三極管V構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器，V的負(fù)載回路調(diào)諧在三次諧波上，因而中心頻率可達(dá)52.5MHZ。輸出電容C1很小，并從L2抽頭引出，以減小下級(jí)對(duì)振蕩器的影響。C4、C7、C8均為旁路電容，L3為高頻扼流圈，用來防止C3被R3旁路。該種電路是常用的中心頻率穩(wěn)定度較高的調(diào)制電路，一般做到1*10的負(fù)6次方是不困難的。通常用于要求頻率穩(wěn)定度較高，頻偏不太大的場(chǎng)合。

圖5.5-19C是使用電容式話筒調(diào)頻的小功率發(fā)射機(jī)電路。當(dāng)L、C2及電容式話筒的電容C1組成的振蕩回路，在其工作頻率上呈現(xiàn)感性（相當(dāng)于電感L1）時(shí)，V1、C1、CB。（發(fā)身結(jié)電容和L1組成電容三點(diǎn)式振蕩器。在聲波的作用下，則C1變化，引起L1變化，從而實(shí)現(xiàn)直接FM。V2是二倍頻放大器，F(xiàn)M信號(hào)經(jīng)放大后由天線發(fā)射出去。這種電路簡(jiǎn)單，但由于話筒變化量△C1僅為C1的萬分之幾，所以頻偏△WF較小。

2）間接FM電路

間接FM是借助PM來實(shí)現(xiàn)FM的。它是提高中心頻率穩(wěn)定度的一種簡(jiǎn)便而有效的方法。其原理方框如圖5.5-20A所示。這樣，若采用頻率穩(wěn)定度很高的載波振蕩器（如石英晶體振蕩器）最后得到的FM波中心頻率穩(wěn)定度就等于載波振蕩器的頻率穩(wěn)定度。調(diào)相是間接FM的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)調(diào)相的方法很多，如采用圖5.5-21和圖5.5-22所示的調(diào)相電路等。圖5.5-20B是RC積分電路，用UCO去PM器，PM器的輸出實(shí)際上就是用UΩ（T）作為調(diào)制信號(hào)的FM波。