15.1 Методы формирования ом сигнала

1) Метод фильтрации.

Рисунок 15.1 – Структурная схема.

С помощью балансного (или кольцевого) модулятора БМ получают двухполосный сигнал с подавленной несущей. Далее полосовым фильтром ПФ выделяется требуемая боковая полоса частот.

Недостаток: т.к. частотный разнос между боковыми полосами раван 2F_min, то к ПФ предъявляются жесткие требования по полосе расфильтровке (применяются высокодобротные пьезокерамические и кварцевые фильтры).

2) Метод фазирования.

Рисунок 15.2 – Структурная схема.

Для перемножения сигналов используются балансные (или кольцевые) модуляторы БМ1 и БМ2. На БМ2 входные сигналы и подаются через фазовращатели на 90⁰ ФВ1 и ФВ2. Если модулирующий сигнал имеет более сложный спектр, то ФВ1 должен обеспечить изменение фазы всех спектральных составляющих.

Для формирования нижней боковой полосы частот нужно просуммировать полученные произведения; верхней – следует использовать вычитание. Это можно доказать, воспользовавшись тригонометрическими формулами:

,

.

49. Формирование частотно-модулированных сигналов. Принципиальная электрическая схема частотного модулятора с непосредственным управлением частотой автогенератора. Принцип действия. Временные диаграммы.

Представляет собой параметрическое управление частотой колебаний автогенератора АГ. С этой целью в колебательный контур АГ вводят дополнительную емкость или индуктивность (управляющее устройство УУ), изменяющуюся по закону модулирующего сигнала.

Недостаток: снижение стабильности средней частоты автоколебаний , т.к частота АГ должна изменяться в широких пределах.

Наиболее часто применяется частотный модулятор на основе варикапа.

Параллельно контуру LC-генератора с индуктивной обратной связью подключен варикап – полупроводниковый диод, емкость которого зависит от напряжения, приложенного в направлении запирания p-n перехода. Конденсатор C2 соединяет по высокой частоте варикап с емкостью контура С1 и подбирается так, чтобы его сопротивление было мало на высокой генерируемой частоте и велико на частоте модулирующего сигнала. Разделительный дроссель L3 необходим для предотвращения замыкания высокой генерируемой частоты через источники напряжений: постоянного запирающего и модулирующего .

Модулирующее напряжение изменяет запирающее напряжение на варикапе, вследствие чего меняется емкость варикапа и соответственно генерируемая частота.

50. Формирование частотно-модулированных и фазомодулированных сигналов. Прямые и косвенные методы. Структурные схемы модуляторов. Принцип действия.

Существуют прямые и косвенные методы получения ЧМ и ФМ сигналов.

Прямой метод чм

Представляет собой параметрическое управление частотой колебаний автогенератора АГ. С этой целью в колебательный контур АГ вводят дополнительную емкость или индуктивность (управляющее устройство УУ), изменяющуюся по закону модулирующего сигнала.

Рисунок 16.1 – Структурная схема прямого метода ЧМ.

Недостаток: снижение стабильности средней частоты автоколебаний , т.к частота АГ должна изменяться в широких пределах.

Наиболее часто применяется частотный модулятор на основе варикапа.

Рисунок 16.2 – Принципиальная схема частотного модулятора с варикапом.

Параллельно контуру LC-генератора с индуктивной обратной связью подключен варикап – полупроводниковый диод, емкость которого зависит от напряжения, приложенного в направлении запирания p-n перехода. Конденсатор C2 соединяет по высокой частоте варикап с емкостью контура С1 и подбирается так, чтобы его сопротивление было мало на высокой генерируемой частоте и велико на частоте модулирующего сигнала. Разделительный дроссель L3 необходим для предотвращения замыкания высокой генерируемой частоты через источники напряжений: постоянного запирающего и модулирующего .

Модулирующее напряжение изменяет запирающее напряжение на варикапе, вследствие чего меняется емкость варикапа и соответственно генерируемая частота.

Рисунок 16.3 – Вольт-фарадная характеристика варикапа.

Тогда частота автоколебаний:

,

где - средняя частота автоколебаний;

- индуктивность контура;

- емкость контура;

- средняя емкость контура;

- начальная емкость варикапа. Определяется напряжением ;

- изменение емкости контура;

- соответствующее ему изменение частоты.

При незначительном изменении емкости контура мгновенная частота контура будет изменяться в соответствии с законом изменения управляющего напряжения:

.

Знак «минус» в выражении означает, что при увеличении емкости генерируемая частота уменьшается.