J. 1 X

к генератору

Рис. 11.14. Схема (модулятора с а1Втотрансформаторной связью с контуром автогенератора

Рис. 11.15. Схема модулятора с емкоспной связью с конту-ро.м а.втогенератора

•связью обладает меньшей широкополосностью, так как эквивалентная емкость модулятора в ней значительно больше, чем во второй схеме, поскольку разделительная емкость Ср гораздо больше

емкости связи Сев. По сравнению

Рис. 11.16. Схема модуляции диапазонного автогенератора

СО схемой с автотрансформаторной связью в схеме рис. П. 15 получаются меньшие нелинейные искажения. При частотной модуляции диапазонного автогенератора важным требованием является сохранение постоянства крутизны модуляционной характеристики 5м в диапазоне рабочих частот. Если диапазон автогенератора не слишком широкий (Лд =

=/макс мин) 1,3), вполне удовлетворитсльную равномерность крутизны 5м обеспечивает схема рис. 11.16, где варикап включается в •контур последовательно. Постоянство 5м поддерживается за счет того, что при изменении Ск меняется и величина связи с варикапом.

Широкое распростране-

«ие, особенно в ОВЧ диапазоне, получила схема, представленная на рис. 11.17, где варикап также включен последовательно IB контур ав-тоганерлтора. С помощью Ci изменяется коэффициент включения варикапа в контур, а величины емкостей Сг и Сз определяет коэффици-

ент подключения контура к p. цлт. Схема частотной модуляции с транзистору рк- Как и в схе- последовательным включением -варикапа ме рис. 11.16, изменением

общей емкости делителя С2С3 регулируется связь контура с транзистором, что очень существенно для реализации малых эквивалентных сопротивлений нагрузки R-

Построение ЧМ генераторов с большой относительной девиацией частоты и малым коэффициентом нелинейных искажений рассмотрено в гл. 14. Отметим также, что в ряде случаев для уменьшения уровня нелинейных искажений применяются схемы с диодными и транзисторными компенсаторами [11.7].

Обратимся к расчету схем частотных модуляторов с емкостной, связью (рис. 11.15, 11.16). При проектировании модуляторов в качестве исходных данных используются следующие:

1. Диапазон частот автогенератора /мин-i/мано-

2. Диапазон модулирующих частот Рмин-Рмакс-

3. Девиация частоты Д/макс-

4. Допустимый коэффициент нелинейных искажений сигнала.

5. Допустимый уход (нестабильность) центральной частоты автогенератора Aifo-

6. Глубина паразитной амплитудной модуляции.

Для расчета также должны быть заданы амплитуда колебательного напряжения на контуре и величина эквивалентного сопротивления нагрузки, полученные из расчета режима электронного прибора. Проведем расчет схем рис. 11.15, 11.16 на основе соотношений, приведенных в {11.7].

Для схемы 11.15 р = Ссв1(Ссв + Си), а полная емкость контура Сэ=Ск+рСи, где р - коэффициент включения варикапа. Для схемы рис. 11.16

Р = Ск/(Ск + С„ + Сд), а Сз = р (С„ Н- Сд), Сд = ССЦС, + С,).

Для обеих схем динамическая составляющая емкости контура при подаче на варикап модулирующего напряжения АСэрАСш-

1 ак как --- ---- -- , то

5„==«--, ,-. (11.28)

" 2Е,

1 С„

\ Р РСо J

Здесь мо - смещение на варикапе; Смо -емкость варикапа при смещении Емо; у --1/2 или -1/3 - коэффициент, учитывающий характер перехода варикапа.

Исходным соотношением для расчета модулятора является выражение для коэффициента нелинейных искажений выходного сигнала Kzf, (по второй гармонике).

При р<1 и Ссв<С„

2. = --"(l + -). (11.29)

Более общее выражение Kzf в практически важном случае, когда -- 1, имеет вид:

sh = *-t-r-. (и.зо)

где - числовой коэффициент.

Величина коэффициента определяется с номощыо следую-•щих выражений:

для схемы рис. 11.15 (при Ссв<ССмо)гз2«0,5;

для схемы рис. 11.16 г52 « 0,5 [l---

Величины Смо и Сд не могут быть разных порядков; на практике они не отличаются более чем в три раза.

Если условие Ссв<§ССмо не удовлетворяется, то для схемы рис. 11.15

для схемы рис. 11.16

1+Ссв/Смо

При заданном Kzif расчет начинается с определения необходимого отношения рСмо/Ск из выражения (11.30):

]. -РЬи > iM«L (11.31)

С, /о

Существенный расчетный запас величины pCuoICk неприемлем, поскольку при этом увеличиваются фон и шум передатчика и ухудшается стабильность частоты. Действительно, нелинейный сдвиг центральной частоты, обусловленный асимметрией модуляционной характеристики [11.7],

hu =1], /iMgHg) gg (11.32)

h fa I PC„o

не должен превышать допустимой нестабильности частоты автогенератора. Обычно в спроектированных оптимальным образом модуляторах величина рСмо/С„ лежит в пределах 0,01-0,2. При этом удается свести к минимуму дополнительные нелинейные искажения и паразитный сдвиг центральной частоты из-за изменения ВЧ напряжения на варикапе 0 , а также из-за низкой температурной стабильности варикапа [11.7].

2. Выбираем варикап и величины Смо. р, Ёмо- Предпочтительнее выбирать большую величину Смо и меньшее значение р, так как при этом улучшается стабильность параметров схемы. Однако максимальная величина емкости Смо ограничивается требованиями к частотной характеристике модулятора.

3. Рассчитываем крутизну 5„ с помощью (11.28) и определяем амплитуду напряжения Uq . Следует проверить, удовлетворяется ли неравенство

и+а+Еш<0. (11.33)

На практике часто встречаются следующие соотношения. £„0 = 5 10 В; и = 2-7 В; и<1-2 В.