Корректировка φк реактивной лампой до 90°

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

На практике уменьшить паразитную А.М. можно используя следующие схемы Р.Л., т.е. к рассмотренной уже нами схеме добавляется параллельно активному сопротивлению R индуктивность L,что позволяет сделать фазу между U_a и U_д любой, т.е. больше или меньше 90°, а так же точно равным 90°.

3.4. Частотные модуляции с помощью ёмкости р- n перехода.

Для управления частой автогенератора в последнее время используется свойство n — р перехода, емкость которого зависит от величины запирающего напряжения по нелинейному закону, представленному на рис.3.4

Рис.3.4 Прямой метод получения частотной модуляции в автогенераторе основан на изменении подключенной к его контуру ёмкости запертого р-n перехода. При этом всегда возникают нелинейные искажения и нелинейные смещения центральной частоты. Нелинейные искажения вызываются тем, что частота колебаний является функцией реактивностей, а величина управляемой реактивности нелинейно зависит от управляющего сигнала. Причиной нелинейного смещения центральной частоты является изменение значения

0 Е₀ Е_см

Рис.3.5.

средней эквивалентной реактивности модулятора от изменения амплитуд управляющего сигнала и высокочастотных колебании.

При частотной модуляции транзисторного автогенератора нелинейные смещения центральной частоты и модуляционные характеристики могут быть найдены только при совместном исследовании автогенератора и модулятора (электронно-управляемая реактивность, т.е. ёмкость p-n перехода). Принципиальные схемы приведены на рис.3.6.

Рис.3.6.

В частотно-модулированных автогенераторах при больших индексах модуляции относительное смещение средней частоты, вызванное нелинейными эффектами, может достигать до 10^-3. Дифференциальное включение двух частотно- модулированных возбудителей позволяют существенно уменьшить нелинейное смещение средней частоты сигнала, уменьшить нелинейные искажения и повысить индекс модуляции.

Блок-схема дифференциальной частотной модуляции приведена на рис.3.7.

Рис.3.7.

1 и 2 возбудители ч.м. колебаний;

3-автогенератор несущей частоты;

4 и 5-преобразователи частоты.

Cхемы возбудителей частотно-.модулированных колебаний одинаковые.. Они управляются от одного источника сигналов, но в противофазе.

Если выбрать частоту возбудителя 1 равной по частоте возбудителя 2, т.е. , то коэффициент нелинейных искажений К_н.и. определяется :

,

а относительная величина девиации на первой гармонике ровна:

,

здесь меньше единицы .

Таким образом для расчёта дифференциальной схемы достаточно знать модуляционную характеристику одного Ч.М. возбудителя.

В дифференциальной схеме возбудители Ч.М. колебании 1 и 2 (рис.3.7 ) модулируются в противофазе от одного источника сигнала с изменяющейся частотой от 1 до . Наиболее удачной является схема сбалансированного моста (рис.3.8.)

Рис. 3.8.

- элементы задающего контура возбудителя Ч.М. колебаний 1.

–элементы задающего контура Ч.М. возбудителя Ч.М. колебаний 2.

Для сбалансированного моста .

Величина сопротивлений должна выбираться из условия, чтобы разница амплитуд управляющих сигналов ( ) не превышала 10%, т.е.

Напряжение источника смещения U₀ выбирается из условия .

3.5. Частично – модулированный генератор, использующий в качестве управляемой реактивности нелинейную ёмкость p - n переходов.

Применение запертых p-n переходов в качестве электронно-управляемой реактивности в частотных модуляторах обладает рядом преимуществ перед реактивными лампами. Основными достоинствами таких модуляторов являются: экономичность, надёжность, малые габариты , вес и простота.

Схемы Ч.М. автогенераторов с p - n переходами имеют вид, представленный на рис.3.9

Рис. 3.9.

служит для того чтобы не замкнуть на землю источник смещения для p-n перехода.

Величина его должна выбираться из условия

В этой схеме за счёт существенной зависимости ёмкости p-n перехода от амплитуды ВЧ колебаний, форма колебаний существенно отличается от гармонической и появляется большее число гармонических составляющих. Кроме того, у схем с нелинейными ёмкостями паразитная АМ модуляция меньше, чем в схемах с линейными ёмкостями.

Если в качестве управляемой реактивности используется эквивалентная ёмкость встречно последовательное соединение (ВПС) p-n переходов, то схема имеет вид (рис.3.10.).

Рис 3.10.

Для этих схем ЧМ генераторов нелинейные искажения передаваемого сигнала оказываются одного порядка – что и в АГ с реактивной лампой. Однако, ёмкость p-n перехода позволяет получить значительно большую девиацию частоты, чем реактивная лампа, при этом линейность модуляционной характеристики сохраняется в широких пределах (до 10 -15 %).

Величина ёмкости конденсатора n-p перехода определяется по формуле вида:

, где

Использование ёмкостей p-n переходов позволяет построить ЧМ автогенераторы на транзисторах и туннельных диодах

Схема ЧМ генератора на туннельном диоде имеет вид (рис.3.11.).

Рис. 3.11.

3.6. Получение частотной модуляции в генераторах на туннельном диоде изменением рабочей точки.

Частотную модуляцию можно осуществить, применяя туннельный диод, который выполняет функцию автогенератора и частотного модулятора.

ЧМ в АГ на ТД возможна, благодаря сильной зависимости реактивной составляющей проводимости ТД от модулирующего напряжения , в пределах отрицательного участка вольт-амперной характеристики.

На падающем участке в-а характеристики эквивалентная схема ТД представляется в виде:

-барьерная ёмкость p-n перехода.

-активное сопротивление ТД, которое изменяется при изменении рабочей точки. Суммарное комплексное сопротивление равно:

Активная проводимость ;

Реактивная проводимость ;

Если ТД подключить к колебательному контуру, то резонансная частота системы будет отличаться от резонансной частоты контура.

Проводимость контура, когда подключён ТД, при малых расстройках колебательного контура, имеет вид:

,

где – реактивная составляющая проводимости контура.

( обобщающая расстройка)

Частоту автоколебаний при наличии туннельного диода определим из условия равенства нулю реактивной проводимости схемы:

( отсюда )

Из этого выражения видно, что изменяя и возможно изменять частоту генератора.

Схема имеет вид (рис.3.12.).

Рис. 3.12.

.

Однако, активная составляющая проводимости будет так же сильно зависеть от модулирующего напряжения, что приведёт к значительной паразитной амплитудной модуляции.

3.7 Стабилизация несущей частоты при частотной модуляции

Поскольку при прямом методе ЧМ к контуру автогенератора подключается частотный модулятор, то это приводит к снижению стабильности частоты автоколебаний. Для нейтрализации этого явления используют три способа:

- модуляцию осуществляют в кварцевом автогенераторе;

- применяют косвенный метод модуляции, т.е. преобразование ФМ в ЧМ;

- стабилизируют частоту автогенератора, к которому подключен
частотный модулятор, с помощью системы АПЧ.

Два первых способа обеспечивают получение сравнительно малой девиации частоты, и поэтому они применяются в основном для получения узкополосной ЧМ, когда девиация частоты не превышает нескольких килогерц. Пример схемы кварцевого автогенератора с частотным модулятором на

варикапе, приведен на рис. 3.13. В ней Δω_дев=(2 З) кГц при частоте несущей (10...20) МГц.

Рис. 3.13.

Этот метод позволяет обеспечить малую нестабильность частоты, требуемую, в том числе обеспечивается большое значение девиации частоты. В схеме частотный модулятор подключен к стабилизируемому автогенератору. Быстродействие системы авторегулирования следует установить такое, чтобы она реагировала на относительно медленные изменения частоты автогенератора под действием дестабилизирующих факторов (например, изменения температуры) и не откликалась бы на относительно быстрые изменения частоты под действием модулирующего сигнала. Для реализации данного условия АЧХ замкнутого кольца АПЧ должна иметь вид согласно рис, 3.14, на котором Ω_{1 2} спектр частот модулирующего сигнала.

Рис. 3.14.

3.8. Частотная манипуляция.

Амплитуда тока в антенне остается неизменной, изменяется только частота. Одна частота f ₁ - соответствует нажатию ключа, другая f ₂ - отжатию. Такие сигналы можно рассматривать как колебания с частной манипуляцией.

Средняя частота которых равна ƒ₀ =0,5(ƒ₁ + ƒ₂ ), а девиация разности частоты Δƒ= 0,5(ƒ₁-ƒ₂).

С увеличением разности частот увеличивается помехозащищенность канала связи. Амплитуды составляющих спектра определяются:

Амплитуды спектральных составляющих с увеличением n убывают быстрее чем при ам­плитудной модуляции, т.е. полоса частот уже.

При Δƒ=500Гц и скорости передачи 200 бод n =5 при уровне спектральных составляю­щих 0,01 от максимальной амплитуды полоса частот ΔF=3600Гц.

Т.е переход от амплитудной модуляции к частотной манипуляции приводит к сокраще­нию полосы частот и увеличению помехоустойчивости, которая эквивалентна вы­игрышу в мощности в 4-9 раз. При дальних радиосвязях частотная манипуляция является основным видом телеграфной работы.