3.3 Схемы генераторов с частотными модуляциями.

Реактивная лампа помимо реактивного сопротивления вносит в колебательный контур и активное сопротивление и тем самым изменяется R_oe, а это вызывает нежелательную амплитудную модуляцию, которая называется паразитной. Фазовый угол между напряжением U_a и током Ia₁, не равен 90^о.

Объясняется это рядом причин:

1. Фазовращающие цепочки не могут обеспечить сдвиг по фазе между U_д и U_a точно на 90^о.

2. Нами не учитывается ток, протекающий в фазовращающей цепочке. Под сопротивлением схемы с Р.Л. понималось отношение U_a/I_a1, в действительности это сопротивление равно U_a/(I_a1 + I_ф)

3. Нами не учитывалось влияние анодного напряжения на анодный ток Р.Л.

За счет всех этих причин в контур автогенератора будет вноситься активное сопротивление, величина которого изменятся при модуляции, что будет приводить к изменению R_oe контура АГ и соответственно к появлению паразитной амплитудной модуляции.

Для предотвращения появления паразитной А.М., нельзя допускать изменение R_oe больше чем на 25%. В любом случае, когда в контур вносится активное сопротивление вместе с реактивным φ_крл <±90^о.

Если этот фазовый угол сделать 90° и сохранить постоянным при модуляции, то можно будет предотвратить паразитную амплитудную модуляции.

Корректировка φк реактивной лампой до 90°

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 .