调频波的产生原理及应用介绍

在检测技术中常用的调频方法有谐振和电压－频率转换的方法。

1.振荡器谐振电路

图14.2-2所示电路中电感L和电容C配合放大器组成一个并联谐振振荡器电路。其振荡频率可由下式计算

图14.2-1　测量信号的调频波形

（a）连续波的调频波形；（b）脉冲波的调频波形

式中 C0——传感器的电容；

　　 C1——谐振电路中的固定电容；

　　 Cc——电缆分布电容；

　　 ΔC——由被测量引起的电容变化量。

当传感器没工作时，ΔC＝0，振荡器的频率为谐振回路的中心振荡频率，表示为

图14.2-2　LC并联振荡器(www.xing528.com)

当传感器工作时，谐振频率将随电容增量ΔC变化，式（14.2-3）被写成

可见，电参数ΔC控制着频率Δω在中心频率ω0附近变化，便得到了幅值不变，频率受控的调频波，实用电路如图14.2-3。若取C1≫C、C2≫C，则振荡器的频率为或f＝。

图14.2-3　电参数调频电路

图14.2-4　基极受控的多谐振荡器

图14.2-5　实用的电压调频电路

2.压控振荡电路

图14.2-4是一多谐振荡电路，其方波的频率与基极偏置电压有关，如果用测量信号去控制偏压，则振荡电路的输出就是一受控的调频方波。

实用电路见图14.2-5，读者可自行分析其工作原理。

3.电压-频率转换电路（U/f转换）

将来自传感器的直流电压信号放大到适当的范围（通常为0～5V），再经过专用的电压－频率转换电路（称为U/f转换电路）把直流电压变成相应频率的方波输出，也是常用的调频方法。这一部分知识在单片机原理及接口技术有较详细的介绍，本书不再叙述。