книги из ГПНТБ / Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет

индуктивный характер импеданса колебательной системы, соот­ ветствующий частотам со, 2со и Na, распространяется также на частоты (1 -f- 1/2)со и (N — 1/2)со, то возможно возникновение па­ раметрических колебаний [21]. Параметрические колебания помимо засорения спектра обусловливают участки с отрицательным соп­ ротивлением на динамической характеристике I0(U0), что может вызвать автоколебательные процессы в цепи смещения. При при­ нудительном изменении напряжения £У0 или частоты внешнего воздействия со в этом случае может обнаружиться несколько обла­ стей автомодуляции с гистерезисными явлениями. Например, в процессе экспериментального исследования [78] при изменении частоты выявлено две взаимопересекающиеся зоны автомодуля­ ции, первая из которых, соответствующая основному резонансу, располагалась в области более низких частот со по сравнению со второй, обязанной, по-видимому, параметрическому возбуждению субгармоники.

Узкополосность колебательных цепей не исключает полностью паразитные эффекты в умножителях частоты. Весьма распростране­ но скачкообразное изменение амплитуды высокочастотных коле­ баний при медленном изменении какого-либо из параметров схемы [22], а также возникновение в спектре выходного сигнала допол­ нительных составляющих, обусловленных низкочастотной авто­

характеристике / 0 (с70 ). Динамическая характеристика / 0 (с70) формируется под влиянием высокочастотных колебаний и, как по­

участков, наиболее опасных с точки зрения возникновения пара­

Следует отметить, что при использовании в умножителях ча­ стоты варакторов, обладающих малым изменением дифференциаль­ ной емкости закрытого р-п перехода, усредненная емкость, вноси­

мая варактором в колебательную систему, хорошо стабилизируется при полностью автоматическом смещении. При этом удается полу­ чить линейные амплитудные характеристики [14, 15], необходимые для обеспечения малых искажений при умножении частоты сигна­ лов с модулированной амплитудой. Для иллюстрации целесооб­ разно сравнить экспериментальные амплитудные характеристики умножителей частоты с варакторами, имеющими степень нели­ нейности v = 1/5 [14, 15] и v = 1/3 [62]. В последнем случае зави­ симость выходной мощности от входной заметно нелинейна.

Достаточная узкополосность колебательных цепей и опти­ мальные способы смещения, к сожалению, не исключают полностью паразитные эффекты. Исследование, проведенное Драгоне [23, 24],

показало, что при выполнении условий достаточной узкополосности и оптимального смещения устойчивость стационарного режима умножителя частоты может быть гарантирована, если полосы про­ пускания Д/// колебательных контуров, входящих в состав умно­ жителя частоты, не уменьшаются при переходе от возбудителя и нагрузке. Это означает, что добротность нагруженного входного контура умножителя частоты должна быть не меньше добротности нагруженного выходного контура. Кроме того, эквивалентная добротность ненагруженного контура, настроенного на 2-ю гармонику, должна быть не больше добротности нагруженного входного контура и не меньше добротности нагруженного выход­ ного контура. Эквивалентная добротность ненагруженного конту­

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1. L u e t t g e n a u G., D і г n b а с h Р. Н., D u f f і n M. V.

20 W o o d Н. В . , H i l l D. R . , K n i g h t V. Н., B a r o n R . C . High-power varactor frequency-doubler choins. Electrical Com­ munication, 1966, v. 41, № 3, p. 320—340.

21.X а я с и Т. Вынужденные колебания в нелинейных системах. Пер. с англ., под ред. А. И. Лурье. Изд-во иностранной лите­ ратуры, 1957.

23Д р а г о н е. Свойства умножения без потерь с N = 2" по от­ ношению к составляющим AM и ФМ, выраженные через па­ раметры рассеяния. ТИИЭР, 1966, № 12, стр. 361—362.

27.П е т р о в Б. Е. Вопросы использования варикапов в кас­ кадах умножения частоты радиопередатчиков. Канд. диссер­ тация. МЭИС, 1965.

28.П е т р о в Б. Е. Умножение частоты с использованием р-п переходов в режиме частичного отпирания, ч. I. В сб. «Полу­ проводниковые приборы в технике электросвязи», под ред.

p.69—78.

39.S t a 1 e у L . К Design at a high performance S-band varactor

48.М о м о т Е. Г. Генератор с шунтирующим диодом и его при­ менение. Госэнергоиздат, 1959.

67. Л е й б о в и ч. Варакторная схема для генерации третьей и четвертой гармоник с высоким к. п. д. ТИИЭР, 1963, № 7, стр. 1045—1046.

76.Ш e ф ф H e p. Новый взгляд на коаксиальные резонаторы для

варакторных умножителей. «Электроника», 1965, № 10. стр. 3—14.

79.Н і n е s М. Е. Microwave power sources using varactor har­ monic generation. Microwave J . , 1963, № 4, p. 74—79.

81.М а к д е й д. Отрицательное сопротивление плоскостных дио­ дов на высокой частоте. ТИРИ, 1961, № 5, стр. 1117.

82.М а к д е й д. Объяснение одного типа отрицательного сопро­ тивления в плоскостных диодах на высокой частоте. ТИРИ, 1962, № 1, стр. 112—113.

6.АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

6.1. ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время амплитудная модуляция (AM) как вид управления колебаниями высокой частоты распростра­ нена довольно широко. Транзисторные передатчики с AM используются как в диапазонах гектометровых и декаметровых волн (например, для связи на море, / = 1,5-^-25 МГц [1]), так и в диапазоне метровых волн (самолетные тран­

чения связи в походных условиях (/ = 50 МГц [3,4]) и в по­ движных радиостанциях самого различного назначения у = 804-106 МГц [5]).

Транзисторные передатчики с AM, как правило, исполь­ зуются в тех системах связи, где главными являются тре­ бования простоты и надежности конструкции и не столь важным оказывается высокое качество передачи. При AM более простыми, чем при частотной модуляции (ЧМ), полу­ чаются приемные устройства. При наличии многих абонен­ тов приема это кроме увеличения надежности работы ведет также к существенному выигрышу в стоимости всей систе­ мы [6].

Из всех способов осуществления амплитудной модуляции [7] в транзисторных передатчиках применяется в основном модуляция на коллектор и усиление модулированных ко­ лебаний. Положительным качеством первого способа являет­ ся высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.) высо­ кочастотных каскадов. К достоинству второго способа от­ носится его универсальность по отношению к усилению как AM колебаний, так и колебаний ЧМ и однополосного сиг­ нала, что позволяет один и тот же передатчик использовать при различных режимах работы.

и тем самым линеаризует модуляционную характеристику и облегчает тепловой режим предоконечного каскада [12]. Это особенно важно при работе на высоких частотах, когда коэффициент усиления по мощности (Кр) выходного каскада невелик.

Надо отметить, что на высоких частотах, как правило, не только оконечный, но и предоконечный каскад работает в режиме максимального значения Кр. В этом случае его

ПреВоконечньнІ Оконечный

I . J

Модулятор

Рис. 6.1. Схема выходных каскадов передатчика при коллекторной

модуляции.

выходная мощность слабо зависит от сопротивления на­ грузки, и поэтому мощность, поступающую в оконечный каскад, можно считать примерно постоянной. Кроме того, при сильной связи предоконечного каскада с оконечным промежуточный контур должен иметь высокий к. п. д., чтобы Кр оставался максимальным.

Предположим теперь, что модулирующее напряжение подается на базу оконечного каскада. В процессе модуля­ ции изменяется его входное сопротивление, что свидетель­ ствует (при постоянстве входной мощности) об изменении амплитуды напряжения или тока входного сигнала. Это снижает эффективность базовой модуляции на высоких ча­ стотах. К тому же, существование у ВЧ транзисторов ве­ личины допустимого пробивного напряжения по эмиттер-

ному переходу накладывает дополнительные ограничения на применение базовой модуляции.

По названным причинам базовую модуляцию можно рекомендовать лишь для низкочастотных транзисторных передатчиков (/ < 10 МГц), у которых коэффициент уси­ ления по мощности Кг велик и промежуточные контуры могут работать с низким к. п. д.

При дальнейшем изложении материала будем рассмат­ ривать только коллекторную модуляцию и модуляцию из­ менением связи.

6.3.РЕЖИМ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА ПЕРЕДАТЧИКА

6.3.1. Коллекторная модуляция

Режим высокочастотного генератора при амплитудной модуляции рассчитывается в основном так же, как и при отсутствии модуляции, и при расчете можно пользоваться материалами гл. 1. Здесь же остановимся только на неко­ торых особенностях расчета.

При модуляции важным показателем качества передачи является линейность модуляционной характеристики. Под

зования ключевого или близкого к нему режима [15J. Имен­ но этот режим будем считать целесообразным для обеспе­ чения возможно большей линейности модуляционной харак­ теристики. Емкость коллекторного контура в этом случае определяется из соотношения (1.85). Если режим не клю­ чевой, линейность модуляционной характеристики обеспе­ чивается при минимальной емкости С к (см. рис. 6.1). При отсутствии дополнительной емкости, включенной парал­ лельно выходу транзистора, во временной зависимости кол­ лекторного напряжения в области малых напряжений наблюдается некоторое уплощение [16, 17], что благо­ приятствует эффекту линеаризации модуляционных ха­ рактеристик.