- •34. Формирование радиосигналов в синтезаторах частоты с фап.
- •35. Формирование радиосигналов в синтезаторах частоты прям циф синтез dds.
- •36. Формирование и передача сигналов с амплитудной модуляцией.
- •37. Формирование и передача сигналов с частотной модуляцией.
- •38. Формирование и передача сигналов с одной боковой полосой.
- •39. Формирование и передача сигналов с дискретной фазовой модуляцией.
- •40. Формирование и передача сигналов амплитудной телеграфии.
37. Формирование и передача сигналов с частотной модуляцией.
Существуют прямые и косвенные методы получения ЧМ колебаний. При прямых методах модулирующее колебание непосредственно воздействует на необходимый для данной модуляции параметр: частоту ω (ри:.8.5,а) РЧ колебания.
В этом случае частотный модулятор представляет собой автогенератор, в контур которого включен реактивный элемент, управляемый модулирующим сигналом (рис.8,5,в).
Косвенные методы предполагают получение ЧМ осуществлением ФМ и соответствующим преобразованием сигнала. Так как частота и фаза гармонического колебания взаимосвязаны (ω=dφ/dt) ЧМ колебание можно получить, осуществляя модуляцию по фазе, но при этом необходимо устранить зависимость девиации частоты ∆ω от частоты модуляции Ω, присущую ФМ (рис. 8.5,д). Это нетрудно выполнить, пропустив модулирующий сигнал через интегрирующую цепь с коэффициентом передачи 1/Ω (рис. 8.5,д). Девиация частоты при этом ∆ω = kUΩ будет зависеть только от амплитуды UΩ, что характерно для ЧМ.
Наиболее широко применяется первый способ (прямой метод).
Ч астота колебаний в автогенераторе определяется, как известно, резонансом колебательной системы. Если некоторым образом воздействовать на резонансную частоту, то синхронно с этим воздействием будет изменяться и генерируемая частота.
Наиболее просто можно получить ЧМ-колебания, если в колебательную систему включить нелинейную емкость. Практически данный способ модуляции осуществляется путем включения в резонатор варикапа. Для уменьшения нелинейных искажений в частотных модуляторах используется нелинейность барьерной емкости варикапа. На рис. 5.24 изображена вольт-фарадная характеристика варикапа и показано изменение во времени средней его емкости при подведении к варикапу гармонического модулирующего напряжения.
Изменение резонансной частоты колебательной системы автогенератора при изменении емкости варикапа можно рассчитать, воспользовавшись соотношением
, -средняя от времени емкость варикапа, -ее отклонение от среднего значения под действием высокочастотного напряжения
, - коэффициент вклада варикапа в суммарную емкость контура , - коэффициент включения варикапа в контур.
Прямая частотная модуляция
Прямая ЧМ обычно выполняется в генераторах управляемых напряжением. В качестве управляемого элемента можно использовать вариометр (катушку с доп. подмагничиванием), варикап или входную емкость активного элемента (дифуззионную составляющую).
Одна из возможных схем имеет след. вид:
В процессе работы на варикапе действует сумма 3х напряжений:
Н аличие ВЧ компоненты приводит к быстрым изменением емкости и в конечном итоге к ухудшению линейности модуляционной характеристикики.
Для уменьшения влияния ВЧ напряжения можно использовать 2 технических решения:
уменьшение коэф-та включения варикапа в резонансный контур – однако это приводит к уменьшению девиации частоты
и спользование 2 варикапов включенных встречно последовательно по переменному ВЧ току и параллельно по постоянному и НЧ токам.
Н иже представлена структурная схема передатчика с угловой модуляцией. Схема (рис. 8.25,а) использует прямую частотную модуляцию варикапом в кварцевом автогенераторе. Модулирующий сигнал UΩ усиливается в УНЧ и подвергается частотной предкоррекции, затем производится ограничение его амплитуд (или сжатие динамического диапазона) в ограничителе. Фильтр нижних частот ограничивает спектр модулирующего сигнала. В кварцевом автогенераторе осуществляется прямая частотная модуляция, затем производится умножение частоты для увеличения глубины модуляции и повышения частоты до рабочего диапазона системы радиосвязи. Полосовой фильтр ослабляет нежелательные спектральные составляющие (в том числе и субгармоники), возникающие при умножении частоты. Усилитель мощности РЧ обеспечивает необходимый уровень выходной мощности передатчика, режим усиления для данного вида модуляции может выбираться любым. Увеличение девиации частоты:1.умножение частоты – сопровождается фильтрацией, сглаживаются фазовые скачки; 2.ЧМ осуществляется на более высокой частоте с последующей перестройкой вниз; 3.удвоение девиации на основе парафазного управления модулируемыми генераторами – но возможны проблемы из-за неидентичности первичных ГУНов. Методы 1 и 2 позволяют получить широкополосный ЧМ сигнал.