调频立体声广播原理(4)

图1-6 变容二极管符号及电容公式

加到变容管上的反向电压，包括直流偏压 V Q 和调制信号电压 V Ω (t)= V Ω cos Ωt ，如图1-7所示，即

V R (t)= V Q+ V Ω cos Ωt

此外假定调制信号为单音频信号，结电容在 V R (t) 的控制下随时间发生变化。

图1-7 用调制信号控制变容二极管结电容

把受到调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率亦受到调制信号的控制。适当选择变容二极管的特性和工作状态，可以使振荡频率的变化近似地与调制信号成线性关系，这样就实现了调频。

3. LC振荡电路工作原理

LC三点式振荡组成原理图如图1-8，其振荡频率f=

12?LC。当X1和X2为容性，X3

为感性时称为电容反馈振荡器，其中C=C1C2；当X1 和X2为感性，X3为容性时称为

C1?C2电感反馈振荡器，其中 L=L1+L2。当我们相应变化电容值时就能使频率作出相应的变化，以达到调频的目的。

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图1-8三点式振荡电路组成

3.1电容三端反馈振荡电路

图1-9电容三端反馈振荡电路交流电路

对于一个振荡器，当其负载阻抗及反馈系数F已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。

电容三端反馈振荡电路利用电容C3和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，即：

A0?F?1，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为：

fg?12?LC

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式中：C是振荡回路的总电容。

该电路与电感三端反馈振荡电路相比，输出波形较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对振荡频率的影响，从而提高电路的稳定度。

这种振荡电路的特点是振荡频率可做得较高，一般可达到100MHz以上，由于C3对高次谐波阻抗小，使反馈电压中的高次谐波成分较小，因而振荡波形较好。电路的缺点是频率调节不便，这是因为调节电容来改变频率时，（既使C1、C2 采用双连可变电容）C1与C2也难于按比例变化，从而引起电路工作性能的不稳定。因此，该电路只适宜产生固定频率的振荡。

3.2 电感三端反馈振荡电路

图1-10电感三端反馈振荡电路等效交流电路

由于L1与L2之间有互感的存在，所以容易起振。其次改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数。

它的输出振荡波形较差,这是由于反馈电压取自电感的两端,而电感对高次谐波的阻抗较大,不能将它短路,从而使Uf中含有较多的谐波分量,因此,输出波形中也就含有较多的高次谐波。工作频率愈高，分布参数的影响也愈严重，甚至可能使F减小到满不了起振条件。

电感三端反馈振荡电路利用电感L1和L2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，即：

A0?F?1，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为：

fg?式中：L=L1+L2+2M是振荡回路的总电容。

12?LC

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4.锁相稳频技术

---确对于变容二极管直接调频电路来说，由于调制器是由普通的LC自激振荡器和并联的变容二极管组成，所以有很多因素会引起振荡频率发生变化，这些因素包括变容二极管的非线性、电源电压的变动、负载的变化、温度等环境条件的变化、电路元器件老化、机械振动等。为了消除这些导致中心频率不稳定的因素，除了注意电路和结构的设计外，还应当采用自动相位控制电路使中心频率稳定在规定范围以内。

-班图1-11是典型的锁相稳频电路的结构框图。共包括五个部分：压控振荡器、鉴相器、低通滤波器、基准晶体振荡器和分频器。放大的调制信号加入压控振荡器，对其进行频率调制，经过调制的高频信号一路送至后面的放大电路，另一部分送入分频器进行分频。分频器输出的方波信号送入鉴相器中，与基准晶体振荡器经过分频后得到的基准信号进行比较，实现相位锁定。鉴相器的输出信号经过环路滤波器送入压控振荡器中，控制压控振荡器的振荡频率，从而达到稳定频率的目的。

调制信号压控振荡器调频信号低通滤波器分频器鉴相器分频器基准频率

图1-11锁相稳频电路框图

--- 部由于调频的结果使压控振荡器输出信号的瞬时频率总是偏离其基准值，而环路的功能就是要抑制这种频偏，这就产生了一个矛盾。为了解决这个矛盾，应该使调制信号的频谱处于环路通带之外，也就是需要在鉴相器和压控振荡器之间加一个低通滤波器，将其滤除。环路只对引起压控振荡器平均中心频率不稳定的那一部分起作用，也就是说，已调信号在中心频率附近很小的一个频偏范围内变化。

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二、立体声编码器

立体声编码器是激励器中功能独立的一个单元，最初因为体积较大，通常做成一个单独

的小盒，现在由于电路改进，元件小型化，整个编码器可做成手掌般大小，因此常作为激励器的可选件。

我国以及世界上绝大多数国家采用了调频－调幅导频制调频立体声广播制式，其中的调

幅就是指在立体声编码器中对左、右声道信号之差L－R采用调幅方式调制在38kHz的副载波上，简称为调频－调幅式，因为这种制式的另一特点是在复合信号中加入了导频，因此也称为导频制。如果将左、右声道之差L－R用调频方式调制在副载波上，就称为调频－调频制式，这是瑞典研制的方式，它的优点是左、右声道间的串音衰减可以做到60dB，因此立体声分离度极好，但这种制式电路结构较为复杂，接收机和发射机的造价较高。

在导频制的立体声编码器中，根据前面已得出的结论，即立体声复合信号的表达式如下：

u??t???L?R???L?R?sin?St?Psin?S2t式（1－9）

立体声编码器所实现的功能就是要把左、右声道的音频信号经过处理变成式（1－9）要

求的形式，如果根据电路功能细分，可分解成如下功能电路：

1． 15kHz低通滤波和预加重功能

一般都设计在左、右声道信号输入电路中，15kHz的低通滤波器要滤除15kHz以上的频率成分，而保证带内平坦。现在许多滤波器可以用厚膜集成电路来实现，比原始的电感电容组成的滤波器体积大大减小；预加重电路一般提供两种时间常数50 us和75 us ，中国选用50us而欧洲一般选用75 us。电路有无源与有源两种形式，在测试发射机频响时应关掉预加重功能。

2． 导频产生电路和导频相位/电平调节电路

立体声复合信号中的导频信号一般是从副载波频率分频取得，经过滤波成为单一正弦波，经过相位调节电路和电平调节电位器后用加法器混入主、副信号产生的调幅信号中，其

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