无线电波的发源地——发射机③

（张晋纯 宋东生编译）前面我们介绍了有关调幅的基本知识。调幅波的特点是载波的频率始终不变，它的幅度随音频信号的强度而变化（图1a）。调幅是“调制”的一种方式，现在我们来介绍另一种调制方式称为调频。

调频波和调幅波相反，它的幅度始终保持不变，而频率却随着音频信号而变化（图1b)。调频通常用FM表示，它是Frequency Modul-ation的编写。

调频时，载波的频率随着音频信号而变化，频率变化的宽度称为频率偏移，简称频偏或频移，频偏的大小要着音频信号的幅度即其强弱而定，而与音频信号的频率无关。音频信号的频率只能影响载波频率变化的周期，即图1b中从一个最密点到下一个最密点之间的距离d是随音频调制信号的频率而变化，调制信号的频率越低，距离d就越大。

调频通信是通过频率偏移来传送信息的，所以一个调频电台所占用的频带宽度地调幅电台要宽得多，通常规定为200～250千赫，这个频宽是调幅电台所占频带宽度的数十倍。调频波的频带比较宽是一个很大的优点，因为调幅波受到颇宽的限制，音频信号的频率范围局限于30至5000赫，而调频电台可将音频信号的频率范围扩大到30至15000赫，再加上调频波的抗干扰能力较强，所以声音质量比调幅电台好得多。但是。正由于它占用频带较宽，不适用于中波和短波波段，因为中、短波的频带一共只能安排一百多个调频电台就占满了，因此通常只应用于超短波（VHF）以上的波段范围内。

通常实现调频的方法，有直接把信号电压加到振荡器上的“直接调频”和用振荡器产生出载波而在另一个回路中进行调制的“间接调频”两种，如图2所示。

1．直接调频法

大家知道，振荡器的谐振频率是由组成振荡回路的电感L和电容C的数值决定的。使振荡回路的电感量或电容量受调制信号控制，并随调制信号电压作线性变化，就能实现直接调频。可以受调制信号电压控制的元件有：电抗管、变容二极管以及导磁系数受信号电流控制的电感元件等。

对LC振荡器进行直接调频的优点是电路简单，可以获得较大的相对频偏，但频率稳定度较差。在某些对频率稳定度要求较高的场合，可以采用直接对石英晶体调频的方法，例如用变容二极管与石英晶体串联或并联来改变晶体的谐振频率，可以获得较高的频率稳定度，但相对频偏很小。

2．间接调频法

间接调频的特点是通过调相（相位调制）获得调频波，音频信号在调相器中对振荡器产生的载频进行调相，使载波相位随音频信号电压成正比变化。在调相器的输出端可以得到调频波。

间接调频的主要优点是可以采用石英晶体振荡器，而且调制不是在振荡器内直接进行，而是在振荡器的后级进行，比直接调频法有较高的频率稳定度，但是频偏不能太大，一般都和下面将讲到的倍频法一起使用。

除了先产生出所要求的载波频率，再对载波进行调制的方式外，还有先进行调制，然后再把已调波频率变换到所要求的频率的方式。

前面已经讲过，变换频率的方法有倍频法和混频法。对于先进行调制然后再变换频率的调频波，采用倍频法或混源法都是可以的。用混频法时，输出波形的频偏不变；而用倍频法时，频偏将扩展为原来的N倍（N为倍额的倍数），如图3所示。因此，在采用倍频法时，调制度可以减少到原来的N分之一。

而对调幅波来说，调幅波的波形失真将直接影响信号的波形失真。如果采用先进行调制然后再变换频率的方式，则只能用混额的方法来得到所需要的频率，因为如果采用倍频法，则将使信号波形失真也成倍增长，所以不采用倍频法（图4）。

发射机的第三部分是功率放大器。功率放大器是用来把经过调制、并已变换成所需频率的电信号放大到具有足够的功率，再利用天线以电磁波的形式发送出去。功率放大器的工作方式有下述两种。

1．线性放大

线性放大器是工作于甲类或甲乙类状态的放大器。它的特点是波形失真非常小，效率较低，输出功率较小，主要应用于要求波形失真小的单边带发射机或采用低电平调制（在功率放大级以前进行调制）的调幅发射机，图5。

在线性放大器中常使用自动电平控制电路（ALC回路），防止由于输入电平过高使放大器出现饱和，产生失真（图6）。

2．非线性放大

非线性放大器一般是工作于丙类状态的放大器（图7）。丙类放大器失真较大，但是电路简单，效率较高。所以它广泛应用于与波形失真无关的调频波功率放大和采用末级调制（即在功放级进行调制）方式的调幅波功率放大。