4.3. Расчет частотного модулятора

Выбираем ЧМ-модулятор, модуляция в котором осуществляется с помощью варикапа (рис. 6).

Частотный модулятор на варикапе

Рис. 6

Согласно ТЗ, рабочая частота f_РАБ=45 МГц , девиация частоты f=6 кГц , выходная амплитуда напряжения ВЧ-колебаний на контуре U_2.56 B. Емкость контура автогенератора С=117пФ, добротность контура Q=100.

Глубина допустимой паразитной АМ меньше 1%, коэффициент нелинейных искажений меньше 10%.

Напряжение источника питания 9 В.

1. Выбираем варикап КВ102 со следующими парамеирами:

С_Н=22...32 пФ; n=1/2; C_MAX/C_МПН=3; _K=0.8 B; добротность Q_B>200, допустимое напряжение смещения Е_СМAX=45 B.

Относительная девиация частоты f/f₀ = 6/45=0.133·10^-3.

2. Необходимое изменение емкости контура для получения заданной девиации частоты

C=2·f·C/f₀=117·2·0.133·10^-12=0.03 пФ.

3. Выбираем напряжение смещения на варикапе Е_СМ=6В, при этом емкость варикапа С₀=25 пФ.

4. Сопротивление делителя напряжения при токе делителя

I_ДЕЛ=(100...1000)I_ОБР=1 мА.

R₁+R₂=E/I_ДЕЛ=9/1·10^-3=9 кОм.

Выбираем R₂=6.2 кОм. Тогда R₁=9кОм-6.2кОм=2.8кОм

5. Для ослабления факторов, дестабилизирующих частоту генерации, выбираем наименьший коэффициент включения варикапа в контур:

р²С₀/C=10^-2, отсюда р=0.22

6. Постоянная составляющая емкости, вносимой варикапом

С=p²C₀=0.22² ·25 пФ=1.2пФ.

7. Необходимое изменение емкости варикапа в процессе модуляции

C'=C/p²=0.03 10^-12/(0.22)²=0.72 пФ.

8. Емкость конденсатора связи

С_св=С₀р/(1-p)=1.2 пФ.

9. Амплитуда модулирующего напряжения на варикапе при крутизне характеристики варикапа в выбранном режиме

S=C'/U=при Е_СМ=6В=6 пФ/B.

U_B=C'/S=0.72 /6=0.12 B.

10. Амплитуда напряжения высокой частоты на варикапе

U_B=p²U_=0.22 ²·2.56=0.12мВ.

11. Проверка режима работы варикапа

U_B+U_B=(0.12+0.12)=0.24В <6 B.

12. Коэффициент паразитной амплитудной модуляции m_AM

13. Нормированная амплитуда модулирующего сигнала

14. Коэффициент нелинейных искажений

где

М₂=6·10^-3;

М₃=4.1·10^-5;

М₄=9.6 ·10^-6;

k_=6·10^-3=0.6 %<<10%.

5. Заключение

В результате проделанной работы был спроектирован УКВ-ЧМ передатчик служебной связи. Все требования технического задания обеспечены. Структурная и электрическая принципиальная схемы представлены в приложении.

Схемное решение передатчика может быть усовершенствована путем замены функциональных узлов микросхемами и внедрением новых высокочастотных транзисторов с большими К_Р и КПД.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. М.С. Шумилин, Б. В. Козырев, В.А. Власов «Проектирование транзисторных каскадов передатчиков». Учебн. Пособие для техникумов. М. Радио и связь. 1987. 320 с.

2. «Радиопередающие устройства» Учебник для ВУЗов /под ред. Шахгильдяна/, 2 изд., М. Радио и связь, 1990 г., 432 с.

3. Терещук Р.М. и др. «Полупроводниковые устройства: справочник радиолюбителя», Киев: Наук. Думка, 1988 г., 800 с.

2