Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 82
Текст из файла (страница 82)
! 5) следует, что прн и < О достигается большая девиация частоты н уменьшаются нелинейные нскюкення; этому соответствует режим работы с а, < (л( (графнк,2 на рнс. 8.1б). " ', На рнс. 8. !7 в качестве прнмера йрнведена схема кварцевого генератора с ЧМ варнкапамн.
Автогенерйтор выполнен по схеме емкостной трех очки на элементах Сы С, ййтвн Уи, кварце УД, варнкапах*)г2)'„н катушке Е.„имеющей результирующее нндукт)шщуе,сопротивление. Для улучшения параметров н.характеристик ЧМ кварцевого автогенератора применены.дополнительные элементы; делитель Я, Я'„Р'2за осуществляет нелинейную предкоррекцию модулнрующего сигнала, ! г1с Рис, 8.16. Графическое определение значе- ния частоты колебаний, генерируемых кварцевым автогснератором.
при модуля- Пнн с помоШью варикапа при отсутствии ' ((! и наличии '(е) коррсктируюшей индук- тивности Наиболее благоприятным для ЧМ кварцевого генератора оказывается последовательное подключение к кварцевому резонатору Е,„. Прн использовании для ЧМ варнкапов можно легко образовать индуктивный элемент(рнс.8. 15 л), включив последовательно с варнкапом катушку Ь„, такой величины, чтобы Ы.„, > !ЙсС;; прнэтом эквивалентная индуктивность такой цепи Е,,а = Ь„р — !г(втС,(е) зависит от смещения на варнкапе. Условия возбуждения н определения частоты генерируемых колебаний ю, рассмотрены в 8 4.5, где показано, что ю„близка от( (точнее, а„> го,).
Подключение последовательно с кварцевым резонатором цепочки 2.„, С„эквивалентной нндуктнвностн Е, понижает а„, н прн определенных значениях Е„ор может оказаться, что генерируемая частота а„меньше частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора аг Анализ работы ЧМ кварцевого генератора приводит к следующим соотношениям для девиации частоты н коэффициента искажений: Рис.
8.17. Схема кварцевого транзисторного автогенератора с ЧМ при помощи варика- па в дополнительными стабилизирующими цепями снижает нелинейные искажения н уменьшает смешение центральной частоты под влиянием У (см. (8.8)]; цепь |„В„способствует лннеарнзацнн статической модуляцнонной'характернстнкн (см. $8.4); делитель Я Я гГз обеспечивает компенсацию влияния изменений температуры на емкость варнкапа, а следовательно, н на частоту йвтогенератора; встречное включение двух варн капов уменьшает влияние амплнтуды РЧ напряжения У„на среднюю частоту пэв; напряжение питания Е„стабнлнзнровано цепью я )г)э .
Назначеннеостальныхзлементовавтогенератора (см. гл.4) общензвестно. При ЧМ кварцевого генератора следует учитывать, что кварцевые резонаторы обладают большим числом резонансных частот, не только кратных основной (т. е. ее гармоникам), но и расположенных вблизи основного резон(еса. Это вызвано тем, что вместе с основным колебанием, и щщом деформаций кварцевой пцытнны неизбежно возникают друпее виды лсформацни н соответствующие мм резонансы по некоторым размерам пластины, что обугдовдиваст так называемую нсмоночаеготность кварца.
На рис. 8.18,и прияедеи результат яспытания типичного резонатора, где четко видно, что вместе с основпым фсэ(энвнсом иа частоте! 8 5 м Гц имеют место побочные резонансы на частотах 1852; 18 54 П 18 хо М Гц, причем послещгий ммест амплмгуду, приблизительно равную 40 'А основной.
Рюрабвтчики и изгоговитюти кварцевых резонаторов принимают различные меры для снижения уровня параэитных резонансов и отделения их от основного колебания, но устранить этот недостаток принципиально невозможно. При Ч М некоторые составляющие спектра могут совпадать с частотами побочных резонансов. Это вьпываст увеличение девиации, т. е. приводит к неравномерности динамической частотно-модуляционном характеристики 4)(ге). При этом резко возрастают нелинейные искажения, как показано иа рис.8.18,6 (40).
Поэтому в настоящее времв слслует считать, что Ч М в квас!Эцлвпм генераторе возможна, но при этои ОтНОСнтспьнаа девиация составляет 10 .,10 при.целинсйиых искажениях нс более 5...10 г' и в полосе модулирующих частот до 3::.5 кГц, а на качество модуляции могут оказать существенное негативное влияние паразитные резонансы кварцевого резонатора.
Меры снижения нелинейных искажений, основанные иа пощолочснни частотно-зависимых цепей к кварцевому резона- 4!О ягр я) лр яр 7,з лр Х 2Р 2,Ю У(Е гав Уйл лр яр л . „«гч 47 2р тору н управнтнно чаетоты — варикапу, не окаиевакп поломнтельного возлеяетвия на накаленна, вызванные парезитнымн резонанеамл кварца. В кварцевых генераторах с возбуждением на гармониках кварца возможности управпения частотой ухудшаются, так как сокращается относительная полоса частот наяду резонансами(8.17), потому что Се ге сопя( на гармонике и иа основной частоте, а Сзз(л)ггСе ы (1/л...1гл'), где в — номер гармоники. Производство кварцевых резонаторов непрерывно и существенно совершенствуется (721. Для использования в автогенераторах с ЧМ выпускаются специальные резонаторы с увеличенным разносом между резонансными частотами вг и «)е.
8А. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЛИНЕЙНОСТИ, ШИРОКОПОЛОСНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ПРИ УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИИ Повьииеиие лине(цюсти и ннзроиозкми(снести. Требования к качеству передаваемых сигналов и объемы передаваемой информации в системах радиосвязи и вещания постоянно возрастают. В свою очередь, это повышает требования к линейности и широкополосности частотных и фазовых модуляторов. Особенно остро эта проблеиа ощущается в передатчиках УКВ ЧМ вещания с введением стереофонии (а в дальнейшем — и квадрофонии) и передатчиках РРЛ (наземных и космических).
Решение указанной проблемы осуществляется в нескольких направлениях. 1. Можно добиться уменьшения нелинейных искажений рациональным выбором режима работы варнкапа, его параметров, схемы включения в контур автогенератора. Целесообразно применять варикапы со сверхрезким переходом (у = 1). Можно улучшить линейность ЧМ, применяя несколько варикапов с различными у 1591. 411 Рн«8.18. Экеперннентальньм чаетотньм зврнггериепцчг квзрцевого резонатора (и) н лн- намнчеекне чаетотные зарактернстмки кварцевого автогенератора при ЧМ (б) Из-за нелинейности С,(е) напрюкение У„, действующее на варикапе так же, как и У„, вызывает сдвиг средней частоты Ь . Если У„~ сопзц то и Ь отр = сопац и этот сдвиг можно скомпенсировать, но при наличии паразитной АМ она преобразуется в ЧМ, и нелинейные искажения возрастают.
Существенно уменьшить зти нежелательные явления по РЧ можно, применяя встречно-последовательное (см. рис. 8.17) или встречно-параллельное включение варикапов. 2. Для повышения линейности целесообразно применять нелинейные предыскажения мбдулирующего сигнала. Цоскольку отклонения емкости варикапа (а следовательно, и частоты) в положительный полупериод модуляции превышают те же величины в отрицательный полупериод (см. Рис.8.13), то модулирукнцнй сигнал целесообразно подвергнуть предыскажению в амплитудном корректоре (рис.8.19ну).
В этой схеме по мере увеличения входного напряженн» последовательно отпираются обратносмещениыедиоды 1т(р, — Щ и Коэффициент передачи У, !У сннжаетая. Амплитуднаа характеристщеа корректора и формы входного и выхсщного напряжений приведены на рис.8. 19,6 и а. Расчеты параметров подобных корректоров даны в 16 Ц. ' 3. Коррекция модуляционной характеристики ЧМ генератора может быть осуществлена подключением к варикапу нли включением в состав контура автогенератора В2.С-цепей с определенным характером Я(оз), Цензу из Ях,с-элементов являются линейными для переменных токов и напрвжений на фиксированной частоте, но для,ЧМ колебания зги цепи нелинейны, так как их сопротивлениа зависят от частоты.
В последнее время появилось много работ по компенсации нелинейных искажений при ЧМ с помощью пассивных корректирующих цепей. Так, в 16Ц рассматривается кбррекцня нелинейное)(е ЧМ за счет подключения ПОСОЕдпаатЕЛЬНСя(О КОНтура.(рнет8.20МЗ) ПараЛЛЕЛЬНО ВарИКалу. КОМ- пейсация достигается прн частоте резонанса корректирующей цепи «зя н, т (1,06...1,3)а1, и ее дцбрцтност)е Я м ха 1 1 .1,3.. В [601 коррекция т т 4м Рне. 8.
! 9. Преднернтедьнек ампднтуднеа коррекция модуднруктнтего непрнненне; и — схема: Š— а мпхмтудмаа хараатермстааа; а — вормс амхоааото ма орехом ма 412 с, 42 д) рис. 8. Лу. Варианты схем целая для лнневриэацнн'модуляционное характеристики авто. генератора с Ч М при помонгн варнквлв нелинейности производится подключением к контуру ЧМ генератора цепи (рис.8.20,б)'и приведены соотношения и графики для расчета се' параметров.
Коррекция возможна также включением последовательно в контур цепи (рис:8.20,д). 4. Рассмотренные выше схем ычастотиых модуляторовс одним авто- генератором могут быть условно названы пднопюлпгными. Они применяются прн относительно небольших девиациях- частоты, обычно при Ф7А < 0,01. Модуляторы с большей девиацией при необходимости получения малых искажений строятся по схеме, которая получила название двухлюллглой. Двухтактный частотный модулятор состоит из двух однотактных модуляторов ЧМГ, и ЧМГ, (рис.8.2!) и преобразователя, частоты ПрЧ. Модуляторы работают на частотах у; ну;. Навыходепреобразователя выделяется сигнал промежуточной разностной частоты Гпч = =,У, -/2. На входы обоих модуляторов подается один и тот же модулирующийснгнал: Однако, когда модулирующий сигнал в одном из модуляторов вызывает повышение частоты, в другом благодаря прдтивофазному включению варикапов происходит понижение частоты.
Таким обРазом, частота на выходеУп1г и У'; + 411'- 92-211) -»У; — У';+ 2АУ', девиации ЧМГ, н ЧМГ складываются, а за счет двухтаятности схемы нелинейные искажения четных порядков частично компенсируются. Компенсация искажений третьего порядка производится.с помощью корректирукущих цепей (см. рис. 8. 20). Достоинства двухтактной схемы состоят в следующем: если выбрать частотьг у, и у' высокими, то уменьшается относительная девиация час- иуб ЛГг" Рис. 8. 2Х Структурная схема двухтактного частотного модулятора 413 тоты в каждом модуляторе н вследствие этого происходит уменьшение искажений всех порядков; вдвое снижается максимальная требуемая девиация частоты в каждом модуляторе; это также уменьшает нскаження всех порядков; благодаря применению двухтактной схемы значительно компенсируются искажения второго порядка.
5, Двухтактный модулятор с двойным преобразованием частоты позволяет осуществить широкополосную ЧМ прн кварцевой стабнлнзацнн средней частоты. В схеме на рнс. 8.2! генераторы ЧМГ, н Чй(Г2 работают на разных частотах, отлнчающнхся на частоту.Гпч, н имеют различные параметры элемент(зв контуров; поэтому поддействнем одннаковых факторов (нзменення температуры, питающих напряженнй н др.) абсолютные уходы частот генераторов будут различны, н зто прямо сказывается на отклоненне средней частоты выходного ЧМ колебання. Схема модулятора, прнведенная на рнс.
8.22, свободна от этого недостатка. Здесь оба ЧМ генератора Г, н Г; работают на цкннаковой частоте~, все деталн н параметры нх совершенно ндентнчны, поэтому различия в отклонениях нх частот знаЧительно меньше, чем в предыдущем варианте. Назначение остальных элементов ясно нз рнсунка. Средняя частота выходных ЧМ колебаний стабилизирована кварцем, а поскольку генераторы модулнруются протнвофазно н прн дву» преобразованнях''частоты выделяется суммарная н разностная частоты, девнацнн на выходе складываются н пронсходнт компенсация нелинейных искажений четных порядков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
