Схемы частотных и фазовых модуляторов

КОУ, Л,29, стр.4

Угловые модуляторы строят по схемам прямой и косвенной модуляции. Косвенная ФМ может быть получена с применением ЧМ по схеме рис.29.1а. Косвенная ЧМ может быть получена по схеме рис.29.1б с применением фазового модулятора.

Косвенная угловая модуляция методом превращения АМ в ФМ (рис.29.2).

а)

б)

КОУ, Л,29, стр.5

Рис. 29.2. Косвенный метод превращения АМ в ФМ. Структурная схема (б) и

векторные диаграммы, поясняющие работу схемы (а)

После БМ: C*Cos( )t+C*Cos( )t (29.11)

этот сигнал, сдвинутый на угол 90 градусов относительно сигнала несущей частоты, поступает на сумматор (рис.29.2а). Суммирование БМ и несущего сигналов дает вектор АВ, амплитуда которого зависит от амплитуд боковых составляющих БМ сигнала: АВ = 2С. При АМ меняются амплитуды боковых частот.

Следовательно, меняется и угол (t) = arg tg 2c/U (29.12)

U = ( ) * Cos{ ω t + (t)} (29.13)

Недостатком косвенной фазовой модуляции с преобразованием АМ в ФМ является ее нелинейность при углах больших 0,2 – 0,3 радиана (180 = π радиан), связанная с нелинейностью функции arg tg . Для практических целей в ФМ, необходимо изменять фазу до нескольких радиан. Для увеличения девиации фазы после такого ФМ необходимо ставить умножитель частоты.

Прямая частотная модуляцияреализуется с помощью параметрических реактивных элементов. В настоящее время в качестве параметрического элемента наибольшее применение получил варикап – полупроводниковый диод, емкость которого изменяется под действием обратно приложенного к p-n переходу напряжения. Схема прямого ЧМ с варикапом приведена на рис.29.3.

КОУ, Л,29, стр.6

Рис. 29.3. Схема прямого частотного модулятора

В данной схеме на транзисторе VT , включенном с ОБ, собран автогенератор. По переменному току параллельно колебательному контуру LC через конденсаторы С2, С3 и Сбл, включен варикап VD3. Рабочая точка варикапа устанавливается посередине его вольт-фарадной характеристики резисторами R4 и R5. Через индуктивность Lдр на варикап подается модулирующее напряжение, при этом меняется емкость колебательного контура, а следовательно, и частота автогенератора. Для ослабления паразитной амплитудной модуляции. В схеме применен двухсторонний ограничитель на диодах VD1 и VD2. Недостатком прямой ЧМ является снижение стабильности работы ЗГ, который подвергается перестройке под воздействием модулирующего сигнала.

Прямой ФМ показан на рис.29.4.

а)

б)

Рис.29.4. Структурная схема прямого ФМ (а) и ФЧХ контура (б)

ФМ собран на резонансном усилителе. Колебательный контур LC настроен на частоту, подаваемого на вход от задающего генератора, сигнала. При поступлении модулирующего напряжения U (t), изменяется емкость варикапа. Колебательный контур расстраивается относительно резонансной

КОУ, Л,29, стр.7

частоты, при этом, согласно ФЧХ контура (рис. 29.4 б), сдвигается фаза выходного сигнала.

Итоги занятия: