Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 76
Текст из файла (страница 76)
(22 )3) Здесь р = С»/ (С, + Сте) — коэффпциенг включения управи~еля Тогда коэффициенты ряда х (Е) аьи = р, а«« = — р (! — р) Заметим, что в этой схеме ноэффициент р влияет на крутизну СМХ Схема на рис 22 3, а представляет комбинацию двух рассмотренных ранее схем Относительное изменение емкости Су, равной параллельно соединенным емкостям С» и Су, определяем на (22 ! !) ьг — АСу'Суэ=рг ь где С'„=. С» г С!а рг =Суа/(С,,+Суа).
Емкость Су =- Суе т йСу играет роль управителя для контура С»Са, поэтому для определения коэффициентов ряда х (Ег) воспользуемся (22 )3/ х (Вг) = Р«эг Рг (! — Ра) Э'г где рг —.. С'/(С'+С,'в) =С,',/(С,',+С,',—,Суа) ° Подстав чая ряд «„(и) в ряд х (эг)„получаем выражения для коэффициентов а,г —— Р, Р„пг« .=- — Р;Рг (! — Р«) (22 )4! здесь, подбиран емкостгг с», с» и с, т е коэффицнен ы р, и рг, можно влиять на ьринизну СМХ 22.4. УПРАВИТЕЛИ ЧАСТОТЫ Существует много приборов и устройств, обладающих реактивной пвоводпмгос!ью, )правляемой напряжением или током емкость закрытого Р— п-перехода, )правители на ферритах, реактивные лампы и гринзисторы, вариконды, ключевые диоды и т.
д Выбор определенного вида управителя зависит от требований, предъявляемых к управляемому по частоте генератору: максимальной девиации частоты, уровню нелинейных искажений, доп)стимой ПАМ, стабильности среднеи частоты и т. д Рассыогриа! наиболее распространенные виды управителе частоты (УЧ) В настоящее время в качестве УЧ широко применяют варикапы— полупроводниковые диоды, барьерная емкость закрытого р — и-перехода !«оторых зависит от приложенного к нему напряжения Простота схе»ы, малые габ,гоитные размеры, ничтожная мощность источ- ника управляющего напряжения— я основные достоинс!ва этого вида УЧ.
1 г гррр Эквивалентная схема р — и-перехода полупроводникового диода (рнс. 22 4) состоит из параллельно соединенных барьерной Сб,р и дифм р — и пера то.га гголупро. фузионной С„емкостей, шунтированво гни.оного диода иых дифференциальным сопротивле- зза 'Рерритссе>й диту,и«п >рерритсее и лснтур лсрнпгни ршснптср ге«тра- «иринин тсрп рис 225 Эквивалентная схема контура (а) и генератора СВЧ (б) с Ферритовым управителем частоты пнем )с = ЖI„, )61, и сопротивления потерь е, В режиме открытого перехода (д„р ~0) К> мало и сильно шунтирует емкость перехода, которая в осйовном определяется диффузионной емкостью Сго пропорциональной току, Это затрудняет использование варикапа для управления частотой при (Усев )О. В режиме закрытого р — п-перехода ((>'„,р( 0)обратный ток У очень мал,сопротивление )с велико и почти не влияет на характеристики варикапа Емкостью варнкапа пвляетгя барьерная емкость Сб,р, зависящая от напряжения на переходе и.,„ Свар Сбав а ~ ) ч> — Опер где (>'„,р — запирающее напряжение на переходе; Š— произвольное напряжение начального смещенпя,;о 0,5  — контактная разность ПОтЕНцИаЛОВ, Сб,р,— ЕМКОСТЬ ВарИКаПа Прн (Упер = Е, т ж 1/3 дпя перехода плавного, гп 1/2 резкого и т ж 1 сверхрезкого, Основной недостаток управителя на варикапе — большой уровень нелинейных искажений В качестве УЧ можно также испольэовать внрикопды — кондечсаторы с сегнетодиэлектпикоч, проницаемость ко араго является Функпией напряженности электрического поля УЧ на варикондах по сравнению с варикапзчи имеют более линейную модуляционную характеристику, слабее рсаг >руют на иаменения температуры Их недостзток — необходичость большов амплитуды управляюшего напряжения и возрастание диэлектрических потерь с чвеличением частоты.
В управителях частоты на ферри«ах используют зависимость магнитной проницаемости Феррита от постоянного подмагничиваюшего поля Такая УЧ представляет собой катушку индуктивности 5и с ферритовым сердечником, вклю. ченную в контур автогенератора (рис 22 5, а) Магнитное поле создает катчшка подмагничиваиия, изменение тока в которой Лет мен >ет магнитную проницаемость ферритового сердечиииа р, а следовательно, и кидз ктивность 5и= Ь» 0>) В последнее время управители частоты иа ферритах типа железойттриевого граната (УКИГ) используются в диапазоне СВЧ для частотной модуляции колебаний генераторов на ЛПД и диодах Ганна Хорошая линейность модуляционной характеристики, п>врокий диапазон перестройки по частоте, малый ТКЧ делают этот вид управителей удобным для ЧМ в радиоизмерительной технике.
Колебательная система автогенерзтора СВЧ состоит из двух связанных конту. ров (рис 22 5, б) Одним из них является ферритовый резонатор Собственная частота его зависит от тока подмагничивания ет и влияет на частоты связи системы, па одной из которы«возбуждаются ко«ебапия К недостаткам ферритовых УЧ следует отнести большие мошности, потребляемые от источника чправляюшего сигнала 22.3. УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ АВТОГЕНЕРАТОРА Проектирование АГ, управляемых по частоте, кром.
Рчгчетз энергетического режима и параметров контура, сводится к выбору управителя и схемы его подключения к контуру, чтобы полученная СМХ удовлетворяла требованиям к максимальной девиации, уровню нелинейных искажений и допустимой ПАМ. Ограничимся рассмотрением АГ с варикапом. Для транзисторного АГ по схеме Клаппа (рис. 22.6) зависимость емкости варикапа С„,р от напряжения на переходе (/,р определяется формулой (22.15) (рис.
22.7). Мгновенное напряжение на переходе с/яер состоит из суммы Г/„а = Е, + (/а соз РГ + (/ соз юд (22.1б) Постоянное напряжение Еэ = Е„рйа/(Ра + /са) позволяет выбрать среднгою емкость варикапа С, = С, в центре рабочего участка характеристики: 1Ез1 = 0,51(/яеп пш,1, (22.17) где (/я,р „„ — максимальное напряжение на переходе, превышение которого вызывает лавинное нарастание тока через диод. Управляюгций сигнал АЕ = 1/о соз ЙГ задается в виде гармонического колебания звуковой частоты. К варикапу прилоэкено такэке высокочастотное напряжение с частотой ы, подаваемое на него с контура через элементы связи.
Напряжение на контуре с нелинейной емкостью отличается от гармонического. Но если энергия, иакоп. ленная в варгкапе, мала по сравнению с энергией в емкостях контура, этим отличием можно пренебречь и считать высокочастотное напряжение гармонячес. кпм У соа ю/ Усредненная за период высокой частоты емкость варнкапа прн У ть 0 несколько больше емкости Сп,а при У = О. Эта разница пропсрциональ. на У' и прн Ушах = 051 У ев шзх1 не йревышзет! 0%х При расчете СМХ ее можно не учитывать, но следует отметить, что зависимость емкости от амплитуды вносит вклад в нестабильность средней частоты генератора бю/юа При повышенных требованиях к /гю/ые используют два варикапа, включенных последовательно навстречу друг другу [ГЕ). Рис.
22.б. Схема транзисторного автогенератора с управителем частоты на ва рякапе 332 На рис. 22.7 отмечены границы, в которых может меняться нвпрямсенне на переходе: 1(/пер мах) ) 1(уаеп) й- О.) (22. 18) Условие (22.18) выполняется, если Ьгриаз са Пределы изменения управляющего напряжения симметричны относительно Е, и находятся из (22.!9): (/и = ЛЕ„„=' — ОЛ1(/пер азах) (22.20) Составим выражения для расчета СМХ. Полагая в . (22.!й) Е = Ео, (/иеп = Еа+ АЕ, найдем зависимость относительного приращения емкости варикапа й = (Сп„р — Се)/Се от нормированного управляющего напряжениен а = ЛЕ/ (ср — Е,); (22,21) Разлагая в рид вида (22.7), получим при гл = О,б дли резкого перехода й = е/2+ Зза/8+ (22. 22) т. е.
козффициенты ряда равны пас = 1/2, ааа — — 3/8. Чтобы воспользоваться изложенной в $ 22.2, 22.3 методнкой расчета СМХ, установим соответствие между параметрами контура АГ с варикапом на рис. 22 б и обобщенной схемой колебательной системы с управляемой емкостью па рпс. 22.3: ЛСт —— ЛСа,, С а — — Се, Сх = Сз, 1/С, = 1/Ст+ 1/Са+ 1/Сз. В атом случае козффицйейты СМХ (22.2) о учетом найдеяных значений аат, азз (22.22), пм, а„(22 14) и асн а„(22.9) следуют из (22.10): 5з = — рзра/4; 5а = 5з 13/4 рт (1 — рз/4)/21 (22.23) Максимальный диапазон перестройки дли схемы на рис.
22 б ззатсдем прн следующих лои)шениях. Хривизиу характеристики СЯХ не учитываем, пола- гая (22, 24) р = Ьы/юа = Ь!а. Амплитуда непризнания Сн на контуре АГ в процессе управления частотой не меияезск Режим ЛГ и его средняя частота ыа при изменении коэффициента включения ра варикапа в контур остаются постоянными. Дли выполнении последнего ЗЗЗ 1Еа) — (/с» — (/ ) О; )Е,)+ (/и+ (/~ )(/.„„,„). (22.19) Рис 22.7.
Изменение емкости вари- капа прн действии на переходе по. стоинного модулирующего н высо. кочастотного напряжений Рис. 22 8 Статическая модуляцнонная характеристика автогенератора с варикадом ври розлнчных козффициеитах включения варнкапа в контур н при Согск= =1,2, Ук/Укор ох.=0,5, гр,"Укор мох=0,1 Условна следУет емности С,, С,, Са, а следовательно, в обцгУю емкость нонтУРа Сд счнтать постоянными Ск (Ск+Со) где Рг с Со1(Ск+ Со).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
