Нарисуйте временную и спектральную диаграммы сигнала чм при гармонической модуляции.
Нарисуйте принципиальную схему частотного модулятора и поясните назначение ее элементов.
+Vcc
│
L1 ├┬─ RFC (RF-choke) – подаёт питание и блокирует RF
││
│└─> коллектор/анод транзистора
│
модулирующее │
напряжение -----┤
u_Ω(t) │ Q1 (генераторный транзистор)
├──┬─>
│ │
C1 │ – блокировочный конденсатор (DC-cut)
│ │
│ ├─> варикап D1
│ │ │
│ │ C2 – резонансный конденсатор
│ │ │
│ └─> L2 – резонансная индуктивность
│ │
│ GND (общий)
│
R1 – резистор смещения варикапа
│
+U0 (смещение) ---┤
│
R2 – эмиттерный резистор стабилизации
│
GND
Q1 – генераторный транзистор; создаёт высокочастотные колебания в колебательном контуре L2-C2.
D1 (варикап) – варикап-диод; его ёмкость Cj зависит от обратного напряжения, тем самым меняет резонансную частоту контура → частотная модуляция.
L2-C2 – резонансный контур; определяет несущую частоту f0 ≈ 1/(2π√(L2(C2+Cj))).
C1 – блокировочный конденсатор; не даёт DC-смещениям попасть на выход и не влияет на HF.
L1 (RFC) – дроссель RF-choke; подаёт коллекторное питание и представляет высокое сопротивление на частоте f0, чтобы RF не ушла в источник питания.
R1 – задаёт постоянное смещение варикапа U0, определяя начальную ёмкость и, следовательно, центральную частоту.
R2 – обеспечивает отрицательную обратную связь по постоянному току, стабилизирует рабочую точку.
u_Ω(t) – модулирующее напряжение; изменяя обратное напряжение на варикапе, оно плавно перестраивает ёмкость и, значит, мгновенную частоту генератора – формируется ЧМ-сигнал.
Что такое смх для частотного модулятора и как по ней выбирается рабочий режим?
СМХ (семейство статических характеристик) для частотного модулятора — это набор кривых «ток (или мощность) несущей частоты versus напряжение смещения», измеренных при разных фиксированных значениях модулирующего тока/напряжения.
По оси X откладывают обратное напряжение на варикапе (или ток смещения), по оси Y — частоту колебаний генератора (или ток несущей в нагрузке); параметр каждой кривой — амплитуда модулирующего сигнала UΩ.
Как выбрать рабочий режим:
• На графике СМХ находят участок с наибольшей линейной зависимостью частоты от напряжения смещения (обычно средняя часть характеристики).
• Устанавливают точку покоя (начальное смещение U₀) в центр этого участка — это обеспечивает симметричное частотное отклонение ±Δf и минимальные нелинейные искажения.
• Проверяют, чтобы максимальное отклонение ±Δf не выходило за пределы допустимой полосы и мощности транзистора/лампы, а наклон кривой (чувствительность, кГц/В) соответствовал требуемому индексу модуляции β = Δf ⁄ fm.