振蕩和調製電路詳解2

2020-11-28 電子產品世界

RC 振蕩器

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/185629.htm

RC 振蕩器的選頻網絡是 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 RC 網絡同時起到選頻和正反饋的作用。從圖 4 ( b )的交流等效電路看到：因為是單級共發射極放大電路，電晶體 VT 的輸出電壓 U o 與輸出電壓 U i 在相位上是相差 180° 。當輸出電壓經過 RC 網絡後，變成反饋電壓 U f 又送到輸入端時，由於 RC 網絡只對某個特定頻率 f 0 的電壓產生 180° 的相移，所以只有頻率為 f 0 的信號電壓才是正反饋而使電路起振。可見 RC 網絡既是選頻網絡，又是正反饋電路的一部分。

RC 相移振蕩電路的特點是：電路簡單、經濟，但穩定性不高，而且調節不方便。一般都用作固定頻率振蕩器和要求不太高的場合。它的振蕩頻率是：當 3 節 RC

網絡的參數相同時： 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。圖中左側的 R1C1 和 R2C2 串並聯電路就是它的選頻網絡。這個選頻網絡又是正反饋電路的一部分。這個選頻網絡對某個特定頻率為 f 0 的信號電壓沒有相移(相移為 0° )，其它頻率的電壓都有大小不等的相移。由於放大器有 2 級，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 級相移 360°=0° )。因此反饋電壓經選頻網絡送回到 VT1 的輸入端時，只有某個特定頻率為 f 0 的電壓才能滿足相位平衡條件而起振。可見 RC 串並聯電路同時起到了選頻和正反饋的作用。

實際上為了提高振蕩器的工作質量，電路中還加有由 R t 和 R E1 組成的串聯電壓負反饋電路。其中 R t 是一個有負溫度係數的熱敏電阻，它對電路能起到穩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，這個振蕩電路是一個橋形電路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分別是電橋的 4 個臂，放大器的輸入和輸出分別接在電橋的兩個對角線上，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。它的穩定性高、非線性失真小，頻率調節方便。它的振蕩頻率是：當 R1=R2=R 、 C1=C2=C 時 f 0 = 1 2πRC 。它的頻率範圍從 1 赫～ 1 兆赫。

調幅和檢波電路

廣播和無線電通信是利用調製技術把低頻聲音信號加到高頻信號上發射出去的。在接收機中還原的過程叫解調。其中低頻信號叫做調製信號，高頻信號則叫載波。常見的連續波調製方法有調幅和調頻兩種，對應的解調方法就叫檢波和鑑頻。

下面我們先介紹調幅和檢波電路。

( 1 )調幅電路

調幅是使載波信號的幅度隨著調製信號的幅度變化，載波的頻率和相應不變。能夠完成調幅功能的電路就叫調幅電路或調幅器。

調幅是一個非線性頻率變換過程，所以它的關鍵是必須使用二極體、三極體等非線性器件。根據調製過程在哪個迴路裡進行可以把三極體調幅電路分成集電極調幅、基極調幅和發射極調幅 3 種。下面舉集電極調幅電路為例。

圖 6 是集電極調幅電路，由高頻載波振蕩器產生的等幅載波經 T1 加到電晶體基極。低頻調製信號則通過 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 並聯迴路諧振在載波頻率上。如果把三極體的靜態工作點選在特性曲線的彎曲部分，三極體就是一個非線性器件。因為電晶體的集電極電流是隨著調製電壓變化的，所以集電極中的 2 個信號就因非線性作用而實現了調幅。由於 LC 諧振迴路是調諧在載波的基頻上，因此在 T2 的次級就可得到調幅波輸出。

( 2 )檢波電路

檢波電路或檢波器的作用是從調幅波中取出低頻信號。它的工作過程正好和調幅相反。檢波過程也是一個頻率變換過程，也要使用非線性元器件。常用的有二極體和三極體。另外為了取出低頻有用信號，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。下面舉二極體檢波器為例說明它的工作。

圖 7 是一個二極體檢波電路。 VD 是檢波元件， C 和 R 是低通濾波器。當輸入的已調波信號較大時，二極體 VD 是斷續工作的。正半周時，二極體導通，對 C 充電;負半周和輸入電壓較小時，二極體截止， C 對 R 放電。在 R 兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經過電容 C 濾除了高頻部分，再經過隔直流電容 C 0 的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號。

調頻和鑑頻電路

調頻是使載波頻率隨調製信號的幅度變化，而振幅則保持不變。鑑頻則是從調頻波中解調出原來的低頻信號，它的過程和調頻正好相反。

( 1 )調頻電路

能夠完成調頻功能的電路就叫調頻器或調頻電路。常用的調頻方法是直接調頻法，也就是用調製信號直接改變載波振蕩器頻率的方法。圖 8 畫出了它的大意，圖中用一個可變電抗元件並聯在諧振迴路上。用低頻調製信號控制可變電抗元件參數的變化，使載波振蕩器的頻率發生變化。

( 2 )鑑頻電路

能夠完成鑑頻功能的電路叫鑑頻器或鑑頻電路，有時也叫頻率檢波器。鑑頻的方法通常分二步，第一步先將等幅的調頻波變成幅度隨頻率變化的調頻 — 調幅波，第二步再用一般的檢波器檢出幅度變化，還原成低頻信號。常用的鑑頻器有相位鑑頻器、比例鑑頻器等。

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