Передатчик с амплитудной модуляцией. Схемы ламповых передатчиков с амплитудной модуляцией. Генераторы с фильтрами на ПАВ. Передатчик с импульсной модуляцией, страница 5

Структурная схема комбинированного метода изображена на рис. 11.2.3.

Рис.11.2.3.

11.5. Характеристики устройств с ЧМ

Для оценки качества работы передатчиков с ЧМ применяются характеристики:

1. статические модуляционные характеристики (зависимость частоты w от медленно меняющегося управляющего напряжения Еу)

2. динамические модуляционные характеристики (зависимость частоты w от быстроизменяющегося управляющего напряжения Еу)

3. амплитудные характеристики (зависимость индекса модуляции m от амплитуды модулирующего сигнала  на заданной частоте Ω)

4. частотные характеристики (зависимость индекса модуляции m от частоты сигнала w при постоянной амплитуде модулирующего сигнала )

5. паразитная AM (зависимость амплитуды колебаний напряжения от управляющего напряжения Еу).

11.4. Управители частоты

Широко применяется в качестве управителей частоты полупроводниковый диод-варикап, у которого барьерная ёмкость закрытого р-n перехода зависит от приложенного к нему напряжения.

Достоинства: простота конструкции, малые габариты , малая мощность управляющего напряжения.

Эквивалентная схема варикапа изображена на рис.11.4.1.

Рис.11.4.1.

В режиме открытого перехода Rдиф мало и шунтирует ёмкости (Сдиф>>Сбар). В режиме закрытого р-n перехода обратный ток очень мал, Rдиф велико, Сбар>>Сдиф и сильно влияет на общую ёмкость.

где φ - контактная разность потенциалов;

γ = 1/3 для плавного перехода;

γ = 1/2 для резкого перехода;

γ = 1  для сверхрезкого перехода;

Ео - рабочая точка.

11.5. Управители на Ферритах

В них используется зависимость магнитной проницаемости феррита от постоянного подмагничивающего поля. Магнитное поле создаёт катушка подмагничивания, изменение тока которой Δiупр меняет магнитную проницаемость ферритового сердечника и, следовательно , будет меняться Lк , а значит изменяется резонансная частота (рис.11.5.1).

Рис.11.5.1.

Рассмотрим управители на ферритах железоитриевого граната. Они используются на СВЧ, для ЧМ генераторов на диоде Ганна. Но в них большая мощность требуется от источника управляющего напряжения. Используется полное и неполное включение, параллельное и последовательное включение управителей частоты (рис. 11. 5. 2).

Рис.11.5.2.

11.6. Схема автогенератора, управляемого по частоте

Проектирование автогенератора, управляемого по частоте, кроме параметров контура,сводится к выбору управителя и схемы его подключения к контуру - с целью получения линейной статический модуляционной характеристики, требуемой девиации частоты, минимального уровня нелинейных искажений и минимального уровня паразитной амплитудной модуляцию.

Схема Кланна изображена на рис.11.6.1.

Рис.11.6.1.

Мгновенное напряжение на переходе диода можно записать в виде:

Постоянное напряжение Ео, как видно из схемы, имеет вид :

Отсюда, можно выбрать среднюю ёмкость варикапа Со. Обычно ее выбирают по середине вольтфарадной  характеристики, где модуль Ео обычно выбирается:

где Uперехода.max - максимальное напряжение на переходе, превышение которого вызывает лавинное нарастание тока.

Наличие ВЧ составляющей с частотой w на варикапе приведёт к тому, что напряжение на варикапе отличается от гармонического, однако, если энергия, накопленная варикапом мала по сравнению с энергией накопленной в ёмкостях контура, то этим отличием можно пренебречь, т.е. напряжение гармоническое.

Зависимость ёмкости Сбар от амплитуды (рис.11.6.2)  приводит к нестабильности средней частоты. При повышенных требованиях к w/wcp = w/wo обычно включают последовательно пару варикапов.

Мгновенное напряжение на переходе может меняться в пределах:

Это условие выполняется если:

а также, если выполнимо:

Т.е. пределы изменения управляющего напряжения симметричны относительно Ео. Величина модулирующего напряжения  выбирается из условия:

Рис.11.6.2.

1.7. Эквивалентная схема и нелинейные искажения при ЧМ

C1, C2, С3, L - элементы контура; С4 – развязывающая ёмкость по питанию, однако от С4 тоже зависит частота, её необходимо учитывать.

Рис.11.7.1.

Будем считать, что изменение ёмкости на варикапе происходит не очень быстро, т.е. ВЧ колебание успевает установиться. Зависимость частоты колебаний от  описывается системой уравнений:

(4)