Формирование ЧМ сигналов в ЧМАГ
Классическим формирователем ЧМ сигналов являются автогенератор с частотной модуляцией – ЧМАГ, один из вариантов которого приведен на рис. 3.12.
Схема (рис. 3.12) – емкостная трехточка, аналогичная рис. 2.5, а. Делитель R1, R2 используют для создания обратного смещения на варикапе, Lбл – блокировочная индуктивность по радиочастоте.
Рис. 3.12. Схема ЧМАГ
Эквивалентный контур, определяющий частоту автоколебаний, представлен на рис. 3.13, вольтфарадная характеристика варикапа – на рис. 3.14.
Рис. 3.13. Эквивалентная схема Рис. 3.14. Вольтфарадная
контура ЧМАГ характеристика варикапа
|
(3.25)
причем Eд – напряжение смещения на варикапе, чаще составляет – 4…– 6 В; – амплитуда напряжения радиочастоты, как правило, меньше 1 В.
Для нормальной работы ЧМАГ варикап должен быть обратно смещенным, т.е. uд < 0.
Характеристику зарядной емкости диода (рис. 3.13) определяет зависимость:
(3.26)
где – зарядная емкость варикапа при нулевом смещении (Uд = 0), n = 1/2 – для варикапов в резким переходом, n = 1 и выше – для варикапов со сверхрезким переходом.
Подставим (3.25) в (3.26):
Если , при исследовании процесса модуляции можно ввести усредненное за период радиочастоты эквивалентное смещение на варикапе
, так что
(3.26')
При
.
Введя получим
(3.27)
Обозначая определяем частоту ЧМАГ
Центральная частота ЧМАГ в отсутствие модуляции, когда m = 0:
|

Введя коэффициент включения варикапа в схему
и заменяя разложением в ряд Тейлора
,
, получаем
|


Относительная девиация частоты ЧМАГ
|

Пример. Выбрать параметры схемы модуляции (p, n, m) ЧМАГ, если девиация частоты на частоте
. Относительная девиация частоты
.
Выберем варикап с резким переходом n = 0,5, тогда
|

Величина , иначе шумы из-за нестабильности источника питания будут сопоставимы с модулирующим сигналом.
Напряжение смещения на варикапе обязательно стабилизируют, так что оказывается величиной порядка
. Возьмем
. При
и j = 0,7 В,
, тогда
Коэффициент включения варикапа в схему
|

Для реализации столь малого коэффициента включения целесообразно при проектировании ЧМАГ включить параллельно варикапу дополнительный конденсатор.
Очевидно, что выбирать варикап со сверхрезким переходом в данной задаче не имеет смысла, так как при этом коэффициент включения p будет еще меньше.
Дата добавления: 2016-01-07; просмотров: 1134;