Лекция 12. Частотная модуляция в автогенераторе

Частотная модуляция в автогенераторе.

В автогенераторах, работающих на частотах не выше нескольких десятков МГц, широко используются методы угловой модуляции, основанные на прямом изменении резонансной частоты колебательной цепи генератора изменением ёмкости или индуктивности контура.

Существует ряд способов управления резонансной частотой колебательной цепи: электронные, электромагнитные и др.

Выбор того или иного способа зависит от основных параметров модуляции: относительного изменения частоты и скорости изменения частоты. Скорость изменения частоты характеризуется спектром модулирующего сигнала. При медленной модуляции (низкие частоты) широко применяются такие способы, как изменение индуктивности катушки. Изменением тока, подмагничивающего сердечник катушки и т.д. Если спектр сообщения содержит относительно высокие частоты, то используют безинерционные способы управления ёмкостью или индуктивностью контура.

Ширко распространённым способом электронного управления резонансной частотой колебательного контура является подключение к контуру варикапа – п/п диода (p-n) ёмкость которого зависит от напряжения приложенного в направлении запирания перехода.

Раздел. - преграждает путь в контур постоянному току от источника , используемого для установления рабочей точки на ВАХ варикапа. Конденсатор устраняет короткое замыкание источника модулирующего сигнала на относительно небольшую индуктивность контура. Блокировочный дросель преграждает путь ВЧ току от автогенератора в источник .

Рассмотрим два случая

а) , где - начальная ёмкость варикапа (1)

б) (2)

где - начальная ёмкость контура

Найдём взаимосвязь между и

(3)

Разделим числитель и знаменатель на

(4)

Относительное приращение ёмкости нелинейно связано с приращением частоты. Однако это соотношение (4) используется лишь при очень глубокой частотной модуляции. В ряде применений ЧМ относительное изменение частоты весьма невелико. При передаче речи и музыки на УКВ величин . Выражение (4) можно упростить близка к линейной частоте. (5)

При малых относительных изменениях частоты и связаны линейным соотношением и для получения линейной ЧМ ёмкость нужно изменять по закону модулирующего сигнала.

Недостатки. Варикапа как частотного модулятора является зависимость сопротивления перехода от амплитуды внешнего воздействия. При относительно глубокой ЧМ эта зависимость приводит к существенному изменению вносимого в контур автогенератора затухания, что является причиной паразитной АМ. Необходим ограничитель.