调频

  	      	      	    	    	      	    
调频(Frequency Modulation) 
 
目录
 
 
1 什么是调频[1]
 
2 调频电路[2]
 
3 调频原理与方法[3]
 
4 参考文献
 
 
 
什么是调频[1]
 
　　调频是指根据数字信号的变化改变载波信号的频率。“1”时频率高，“0”时频率低，载波信号的幅度和相位均未改变。 
 
调频电路[2]
 　　能够完成调频功能的电路称为调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法，也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。图1给出了它的大体框图，图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化，使载波振荡器的频率发生变化。 
调频原理与方法[3]
 　　调频就是用调制信号x去控制高频载波信号的频率。常用的是线性调频，即让调频信号的频率按调制信号x的线性函数变化。调频信号us的一般表达式可写为us = Umcos(ωc + mx)t 
式中：ωc是载波信号的角频率；Um是调频信号中载波信号的幅值；m为调制度。 
 　　图2绘出了这种调频信号的波形。图(a)为调制信号x的波形，可按任意规律变化；图(b)为调频信号的波形，其频率随x变化。若x = XmcosΩt，则调频信号频率可在ωc±mXm范围内变化。为避免发生频率混叠现象，并便于解调，要求ωc>>mXm。 
　　与调幅情况一样，为了提高测量信号的抗干扰能力，常要求从信号形成起就已经是已调信号，因此常常在传感器中进行调制。信号的调频也可以用电路来实现，只要能用调制信号去控制产生载波信号的振荡器频率，就可以实现调频。载波信号可以用LC、RC或多谐振荡器产生，只要让决定其频率的某个参数随调制信号变化，就可实现调频。 
 　　图3是通过改变多谐振荡器中的电容实现调频的例子。靠稳压管Vs将输出电压uo稳定在±Ur。若输出电压为Ur,则其通过R+Rp，向电容C充电，当电容C上充电电压uc>FUr时(其中F=R4／(R3 + R4))，N的状态翻转，使uo =  − Ur。 − Ur通过R+Rp对电容C反向充电，当电容C上充电电压uc<-FUr时，N再次翻转，使uc=-Ur。这样就构成一个在±Ur间来回振荡的多谐振荡器，其振荡频率f=1／T0，由充电回路的时间常数(R+Rp)C决定。可以用一个电容传感器的电容作为图中的C，这样就可使振荡器的频率得到调制。Rp用来调整调频信号的中心频率。也可用一个电阻式传感器的电阻作尺，振荡器的频率随被测量的变化得到调制。 
　　除了通过改变C、R、L使振荡器的频率得到调制外，还可以通过电压的变化控制振荡器的频率。例如，可以利用变容二极管将电压的变化转换为电容的变化，实现振荡器的频率调制。也可以用电压去改变一个晶体管的等效内阻，使振荡器的频率发生变化，实现调制。这种频率随外加电压变化的振荡器常称为压控振荡器。 
 
参考文献
 
 
↑ 汪志锋主编.可编程序控制器原理与应用.西安电子科技大学出版社,2004年02月第1版.
 
↑ 王建中等著.金属熔体电脉冲处理理论及应用.科学出版社,2011.08.
 
↑ 吕俊芳 钱政 袁梅编著.传感器接口与检测仪器电路.国防工业出版社,2009.02.