變容二極管是利用pN結反偏時結電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。反偏電壓增大時結電容減小、反之結電容增大，變容二極管的電容量一般較小，其最大值為幾十皮法到幾百皮法，最大區容與最小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動調諧、調頻、調相等、例如在電視接收機的調諧回路中作可變電容。

變容二極管屬于反偏壓二極管，改變其PN結上的反向偏壓，即可改變PN結電容。反向偏壓越高，結電容則越小。

變容二極管主要應用于高頻調諧電路中，如收音機、電視機的選臺調諧等。

一、實驗目的

1、掌握變容二極管調頻電路的原理。

2、了解調頻調制特性及測量方法。

3、觀察寄生調幅現象，了解其產生及消除的方法。

二、實驗內容

1、測試變容二極管的靜態調制特性。

2、觀察調頻波波形。

3、觀察調制信號振幅時對頻偏的影響。

4、觀察寄生調幅現象。

三、實驗儀器

1、信號源模塊1塊

2、頻率計模塊1塊

3、3號板1塊

4、雙蹤示波器1臺

5、萬用表1塊

6、頻偏儀（選用）1臺

四、實驗原理及電路

1、變容二極管工作原理

調頻即為載波的瞬時頻率受調制信號的控制。其頻率的變化量與調制信號成線性關系。常用變容二極管實現調頻。

變容二極管調頻電路如圖12-1所示。從P3處加入調制信號，使變容二極管的瞬時反向

偏置電壓在靜態反向偏置電壓的基礎上按調制信號的規律變化，從而使振蕩頻率也隨調制電壓的規律變化，此時從P2處輸出為調頻波（FM）。C15為變容二級管的高頻通路，L2為音頻信號提供低頻通路，L2可阻止外部的高頻信號進入振蕩回路。本電路中使用的是飛利浦公司的BB910型變容二極管，其電壓-容值特性曲線見圖12-4，從圖中可以看出，在1到10V的區間內，變容二極管的容值可由35P到8P左右的變化。電壓和容值成反比，也就是TP6的電平越高，振蕩頻率越高。

圖12-2示出了當變容二極管在低頻簡諧波調制信號作用情況下，電容和振蕩頻率的變化示意圖。在（a）中，U0是加到二極管的直流電壓，當u＝U0時，電容值為C0。uΩ是調制電壓，當uΩ為正半周時，變容二極管負極電位升高，即反向偏壓增大；變容二極管的電容減小；當uΩ為負半周時，變容二極管負極電位降低，即反向偏壓減小，變容二極管的電容增大。在圖（b）中，對應于靜止狀態，變容二極管的電容為C0，此時振蕩頻率為f0。因為f=1/2pi?，所以電容小時，振蕩頻率高，而電容大時，振蕩頻率低。從圖（a）

中可以看到，由于C-u曲線的非線性，雖然調制電壓是一個簡諧波，但電容隨時間的變化是非簡諧波形，但是由于LCf2?1?，f和C的關系也是非線性。不難看出，C-u和f-C的非線性關系起著抵消作用，即得到f-u的關系趨于線性（見圖（c））。

2、變容二極管調頻器獲得線性調制的條件

3、調頻靈敏度

調頻靈敏度fS定義為每單位調制電壓所產生的頻偏。

設變容二極管在調制電壓為零時的直流電壓為U0，相應的回路電容量為C0，振蕩頻率為

上式表明，在n＝2的條件下，調制靈敏度與調制電壓無關（這就是線性調制的條件），而與中心振蕩頻率成正比，與變容二極管的直流偏壓成反比。后者給我們一個啟示，為了提高調制靈敏度，在不影響線性的條件下，直流偏壓應該盡可能低些，當某一變容二極管能使總電容C-u特性曲線的n＝2的直線段愈靠近偏壓小的區域時，那么，采用該變容二極管所能得到的調制靈敏度就愈高。當我們采用串和并聯固定電容以及控制高頻振蕩電壓等方法來獲得C-u特性n＝2的線性段時，如果能使該線性段盡可能移向電壓低的區域，那么對提高調制靈敏度是有利的。

五、實驗數據

靜態調制特性測量

六、實驗記錄