① 调频电路是什么电路
一般来说是结合电路说的,现在没有就简单说说,因为震荡频率f=1/(2*pi*L*C),所以通过改变加在变容二极管上的电压使电容量C随之改变,这样f也相应改变,达到调频的目的。
② 调频器的基本分类
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。 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。
③ 调频式测量电路
电容传感器的基本测量电路有很多,比如电桥电路、运算放大器电路等,调频电路回的测量原理应答该是:当电容改变时电容c与电感l并联所产生的振荡频率即发生变化,此变化经振荡器后产生变化的震荡电压δu及变化的震荡频率δf,再经限幅放大器过滤掉电压,输出变化的频率δf,最后经鉴频器输出相应的变化电压值δu。
④ 调频式测量转换电路,是将探头线圈的()与微调电容构成LC震荡电路,以振荡器的()
电容式传感器的转换电路,主要有:
1、电桥电路。将电容传感器接入交流电桥的一个臂或两个相邻臂,另两臂可以是电阻或电容或电感,也可以是变压器的两个次级线圈。测量时被测量变化导致传感器电容变化引起电桥失衡,电桥输出电压变化。
2、差动脉冲调宽电路。又叫差动脉宽调制电路,利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随电容传感器容量变化而变化,通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号。
3、调频电路。将传感器电容接入振荡器LC谐振回路中,作为回路的一部分,将电容容量的变化转换为电路振荡频率的变化,从而可以通过测量频率来得到被测量的变化。
4、运放式测量电路。将传感器电容接入运放中,作为运放的反馈元件,然后在运放输入端输入恒定的交流信号,于是输出信号电压受反馈电容控制。由于这种接法输出信号与传感器电容是反比关系,特别适合变极距型电容传感器。
以上4种是最常用的,另外还有一些不常用的转换电路,总之利用电容式传感器电容变化的特点,设计出一个把电容变化转换为其它便于检测的物理量就可以了。