Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 124
Текст из файла (страница 124)
Это обеспечивают корошим использованием прибора по току и слабой связью с нагрузкои, принимая 1кн > 50. Помеха определена в основном изменениями напряжения источника смещения Е и связанных с ними вариаций положения рабочей точки на вольт-фарадной характеристике варикапа. Электронная стабилизация этого напряжения обязательна, тогда относительные изменения напряжения ЬЕ' = ЬЕнт/Ент составляют (0,1...1,0) 10 Квазипиковая амплитуда модулирующего сигнала бггн, должна превышать ЬЕ (10ннзк""). Для достижения нормы на защищенность Анн от помехи следует выполнить условие Хн„> (ЬЕ /Е )(100 ОБА ) (8.14) В модуляторе наряду с паразитной угловои возникает АМ.
Ее причинои служит нестабильность нагрузочного сопротивления активного элемента, порождаемая воздействием на контур АГ изменений входного сопротивления усилительного каскада и зависимостью добротности варикапа от напряжения запирания. Ориентировочно уровень ПАМ оценивают соотношением где Ян — добротность нагруженного контура автогенератора. Выделим еще один фактор, ухудшающий параметры модулятора, — нелинейный сдвиг центральной частоты Ь/ну, обусловленный протеканием по варикапу токов радиочастоты. Эффективным средством его уменьшения является встречное по высокой частоте и параллельное по модулирующей включение варикапов. Имеет значение и температурно- режимная нестабильность частоты, вызываемая, кроме прочего, воздеиствием изменяющихся параметров варикапа.
В схемах с автоматической подстроикой эти сдвиги средней частоты легко компенсируют, и при проектировании их не учитывают. Проектирование модулятора. Целью проектирования является выбор типа варикапа и определение элементов колебательного контура автогенератора, обеспечивающих заданные номинальную девиацию частоты и линейность СМХ при выполнении нормы на уровень интегральной помехи. По выбранному режиму варикапа — приложенным ,к нему напряжениям постоянному Е, модулирующему Бр и радиочастотному 177 — находят допустимые контурный ток и напряжения на элементах контура.
Это позволяет сформулировать исходные данные к выбору режима автогенератора. Исходнь/е данные. Спроектируем модулятор (рис, 8,9), работающий в режиме молчания (телефонном) на частоте /ыт = 50 МГц. Номинальную девиацию частоты примем стандартной: /3/в,ы = 50 кГц. Руководствуясь сказанным выше, выберем допустимое отклонение напряжения смещения на варикапе (/хдЕ т/Е )до„— 1 10 4. Меньшие значения реализовать трудно. Уже в этом случае требуется электронная стабилизация напряжения Евн Нормированные параметры модулятора. 'К ним причислены относительная номинальная девиация частоты /з/в „, коэффициент гармоник Кап, нормированная квазипиковая амплитуда модулирующего сигнала Хвои и коэффициент управления частотой рэ Девиация Ь/в = /3/в //01т хх 50 10 з/50.
10 е = 10 Коэффициент управления частотой АГ рг — — 4Ь/'/Хвои = 4 х х10 з/0,1 = 0,04. Коэффициент гармоник Кзг0 — ЗХво /16 = 3 0;1/16 = 0,019 (около 2 %). Это вдвое превышает допустимое значение уровня гармоник модулирующей частоты. Меры, обеспечивающие снижение искажений, рассмотрены ниже.
Ныбор оарикапа и его реэюима. Рассмотрим модулятор, показанный на рис. 8.9. Зададимся значением характеристического сопротивления Уп = 50...100 Ом. Это обеспечит слабое влияние изменений режима АГ на его частоту. Последнее обусловлено действием межэлектродных емкостей транзистора, которые являются частью контурных. Пусть Хс = 100 Ом.
Тогда емкость контура в режиме молчания Схт = 1/2/г/нт2'с = 1/(6,28 50 10 100) = 32 пФ. Определим тип варикапа, имея в виду следующее. Диоды с высоким обратным напряжением е ор„, позволяют построить более мощные АГ. Добротность Я решающего значения не имеет. Высокий уровень паразитнои АМ, обусловленный низкои добротностью варикапа, можно ослабить введением в структуру ограничителя амплитуды. Ориентировочно максимальную емкость варикапа выбирают с помощью неравенства С ывх = (4...20)рэСхт. Нам нужен варикап с максимальной емкостью Свывх (4...20) 0,04 32 пФ 5...25 пФ.
Воспользуемся табл. 8.1 и выберем варикап КВ1!ОБ. Его максимальная емкость составляет 14...21 пФ. Диод имеет достаточно большое обратное напряжение (еворв0вх — 45 В) и высокую добротность (Ов = 300). Если в результате расчета нас не удовлетворит допустимая мощность модулятора, то для ее увеличения можно применить варикап КВ106А. Примем минимальное значение запирающего напряжения на вари- капе ев,„= Ев = 4 В.
Найдем наибольшее запирающее напряже- ние, используя максимальное значение параметра Кд, тогда е „, = (Кг — 1)Ев хх (2,5 — 1) 4 = 21 В < напРЯжениЯ еоэр„,вх — — 45 В. Электрическая прочность по напряжению обеспечена. Напряжение на варикапе в режиме молчания Евт = (евтвх + +евыхв)/2 = (21+ 4)/2 = 12,5 В. На практике используют меньшие напряжения, принимая Евт ( 2Ев.
Мы же оценим предельные пара- метры модулятора. Емкость Свт = Свгпвх/ъ/Евт/Ев = 17/у 1205/4,0 915 пФ. Допустимая нестабильность напряжения /ЗЕвтдво=(вхЕвт/Ев,)довх хЕ„= 1 10 " 12,5 = 1,25 мВ. Квазипиковая амплитуда модулирующего напряжения 17п0в ХвомЕвт = 011 ' 1215 = 1125 В. Допустимая амплитуда радиочастотного напряжения с7увдра ( ~ (Евт — Евт — Г/пгпвх = 1215 — 4 — 1 5 = 7 В. Расчет элементов контура. Емкость контура в режиме молчания наидена выше: С„т = 32 пФ. Примем коэффициент включения контура рх хе 0,2. Тогда емкость делителя (последовательного соединения С4 и С5) Сд,в — — С„/рх = 32/0,2 = 160 пФ.
Емкость включенных параллельно конденсатора СЗ и варикапа в режиме молчания Свт: Схо = (Скт Со)/[1 (Схт — Со)/След) = (32 — 2)/[1 — (32 — 2)/160) = 37 пФ. Включение управляющей емкости последовательно с Сд, ослабля- ет ее влияние на частоту автогенератора. Расчетное значение девиа- ции частоты в |рвет — — Ь/х' /(1 — рх). Вычисляем девиацию /".0/рвев— = 10 э/(1 — р„) = 10 з/(1 — 0,20) = 1,25 10 з. Расчетная крутизна '1Н[рвех = /~З/рвач/Хввм = (1125 ' 10 )/О 1 = 1 25 ' 10 Расчетный коэффициент ргрвех х— е рэ/(1 — р ) = 0,04/(1 — 0,2) = 0,05. К.
ВВ.,-.... „... -,....,. = 0/Х„, О„/О., = — 0 0,00 01/0,0 0,01. Емкость связи варикапа с контуром (С2): Сов = Сз = рвСвт/(1— — р ) = 0,41 915/(1 — 0,41) = 6,6 пФ. Это приемлемая величина, но при желании можно увеличить Сгп включив параллельно варикапу конденсатор емкостью Сд „В этом слу- чае величина коэффициента включения варикапа остается прежней, но значение емкости определяют по формуле рв = Сев/(Сев+ Свт+ Сдо„). Задавшись новым значением Соы большим, чем рассчитанное вы- ше, найдем величину Сд о.
Емкость контурного конденсатора Сз = Схо-СевСвт/(Сев — Свт) = = 37 — 6,6 9,5/(6,6+ 9,5) = 33 пФ. Контурная индуктивность 1./ — — Яс/2э/ых = 100/(6,28 50 10е) м /ы 0,31 мкГн. Реэ/сом элементов конгаура Л Г. Напряжение на конденсаторе свя- зи Уса~„< Нг д Ст/С = 7.9,5/6,6=8,8 В, 662 663 Напряжение на контурном конденсатора (СЗ) ??сздпп = с?упдэп + +Г?садок = 7+ 8,8 = 15,8 В. Напряжение на контурной индуктивности ??аппп = Г?сздпп/(1— -рк) = 15,8/(1 — 0,2) = 20 В. Напряжение на емкостном делителе (Г?кэ): ??кэех = ркГ?ъдпп = 0,2 20 = 4,0 В ( ??„,д,„.
Контурный ток Ек„= ??хд„„/Хс — — 20/100 = 0,20 А. Исходные данные к расчету режима АД Примем добротность нагруженного контура автогенератора Яп эп 50. Это обеспечит слабое влияние изменении нагрузки АГ на его режим. Эквивалентное сопротивление 7?, контура АГ равно Иэ = УсЯ„= 100 50 = 5 кОм. Сопротивление нагрузки в цепи коллектор — эмиттер 1?эк = ркйэ. Откуда г следует Л „= (0,2) 5 10 = 200 Ом. Максимально допустимая мощность АГ составляет Р кт ( ~ (??кэ /2Иэк = 4 4/(2 200) = 40 мВт.
Найденные выше значения Р дг, й, и выбранный угол отсечки О коллекторного тока АГ в стационарном режиме являются исходными данными к его расчету. Прибор выбирают по допустимой постояннои составляющеи коллекторного тока 2Р дг/И ээхуг(О) ( ?кадэп 4Р дг/Ик„ху,(О). В нашем примере при угле О = 70', когда 7(О) = = 1,73, ток 7 а,„( 20 мА. Прибор должен удовлетворять условию Г?кэдэп Э ??кэкх. Допустимо принять Рк = ??кэсх и рассчитать АГ по заданным напряжению Ик, мощности Р дг и углу отсечки О. Сопугасглаующад АМсоставит Мам = 4Ь/р „Сг„/Яэ, = 4 0,014х х50/300 = 0,009 (около 1 %) Это больше допуска.
Необходимо включить в структуру модулятора ограничитель амплитуды. Расчет модулятора закончен. Средства улучшения параметров модуляторов. Простеишее проектное решение модулятора — ЧМАГ. На рис. 8.10 он показан во взаимодеиствии с внешними по отношению к нему устройствами— усилителями модулирующих (1) и модулированных (3) колебаний. Данное решение редко удовлетворяет всем требованиям технического задания. Тогда в состав модулятора (МЧ) вводят функциональные элементы, улучшающие его параметры. Вопросы стабилизации средней частоты, в частности, обсуждались выше.
Методы линеаризации модуляционных характеристик разнообразны. Они включают применение предкорректора в тракте модулирующей частоты (рис, 8.11,а), корректора в радиочастотном тракте (рис. 8 11,б) Амплитудная характеристика предкорректора подбирается такой, чтобы по возможности скомпенсировать нели- Д г гзе нейность статическои модуляционной характеристики ЧМАГ. На радиоча(> 1'э стоте должным образом корректируют 1 г 7 фазовую характеристику тракта усиления ЧМ сигнала или усложняют колеРис. 4.10 бательную систему автогенератора.
Д Ы == с а) Рис. в.ы Радикальным средством снижения величины нелинейных искаже-. ний с невысоким их начальным уровнем является введение отрицательной обратной связи по огибающей. Структурная схема модулятора с цепью обратной связи дана на рис. 8.11.,в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
