变容二极管直接调频电路的仿真分析

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摘 要:用Multisim软件对变容二极管直接调频电路.进行了仿真分析,通过观察调频波的波形,证实了理论的正确性。

关键词:Multisim;仿真;变容二极管;调频电路

变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路。它是利用变容二极管反时所呈现的可变电容特性实现调频的,具有工作频率高,固有损耗小等特点。

一、变容二极管直接调频电路的仿真分析

(一)变容二极管

变容二极管是一种特殊的二极管,其结电容随外加反向电压的变化而变化。变容二极管两端对外呈现的电容量与变容二极管两端的反向电压的关系曲线如下:

(二)变容二极管调频原理

直接调频就是用调制信号去控制振荡器的工作状态,改变其振荡频率,以产生调频信号。例如,被控电路是LC振荡器,那么LC振荡器的振荡频率主要LC振荡回路的电感L与电容C的数值决定。若在LC振荡回路中加入可变电抗,用低频调制信号去控制可变电抗的参数,即可产生振荡频率随调制信号变化的调频波。变容二极管调频就是用调制信号控制变容二极管的电容,变容二极管通常接在LC振荡器的电路中作为随调制信号变化的可变电容,从而使振荡器的频率随调制信号的变化而变化,达到调频的目的。

(三)仿真分析

变容二极管是一种电压控制的可变可控电抗元件。利用它的结电容随反向电压而变化这一特性,可以很好地实现调频。变容二极管调频电路在移动通信和自动频率微调系统中广泛应用,其优点是工作频率高,固有损耗小且线路简单,能获得较大地频偏,其缺点是中心频率稳定度较低。图二给出了变容二极管直接调频实现电路。图中V1为变容二极管直接调频电路直流电源;V2为调制信号;V4为变容二极管的直流偏置电源。D1为变容二极管。

通过理论的分析,可以得到输出的调频波。实际电路输出波形通过Multisim10软件提供的示波器,如图三所示。

调频波的瞬时频率的变化也可显示出来。同样,其他的调频或鉴频电路也可仿真实现。

二、结束语

变容二极管直接调频电路的仿真分析验证了理论的正确性。通过对电路输出调频波的观察,不仅可以加深初学者对变容二极管调频电路的理解,而且也提高了对调频电路的设计效率。