1.4.1. Задающие генераторы и частотные модуляторы.

Схемы построения задающих генераторов.

В аналоговой радиотелефонии применяется узкополосная частотная модуляция (2.5...3 кГц) с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора РПДУ.

Схемы построения задающих генераторов (возбудителей) весьма разнообразны и различаются по способам включения транзисторов (ОЭ, ОК, ОБ), точкам подключения кварцевого резонатора (коллектор-база, база-земля), нагрузкам каскада (активная, индуктивная, резонансный контур, настроенный на первую или третью механическую гармонику кварцевого резонатора).

Чаще всего в РПДУ РТ применяется наиболее простая и хорошо зарекомендовавшая себя схема задающего генератора, называемая емкостной трехточкой (рис. 1.16). Эта схема обладает достаточно высокой стабильностью частоты генерации, менее других склонна к возникновению паразитных колебаний, технологична (может быть собрана без катушек индуктивности), легко регулируется изменением емкости конденсаторов ОС и работоспособна при низких напряжениях питания.

Изменение частоты резонанса кварцевого генератора.

Частоту резонанса кварцевого генератора можно изменять в относительно небольших пределах (единицы килогерц при частоте кварца порядка десятков мегагерц) с помощью конденсатора малой емкости, включенного последовательно с резонатором. По этой причине, целесообразно использовать возбуждение на третьей или пятой механической гармонике резонатора и/или умножение частоты модулированного сигнала для получения необходимой глубины модуляции. Если емкость конденсатора, последовательно включенного и цепь резонатора, будет изменяться под действием НЧ модулирующего напряжения, то и средняя частота ВЧ генератора будет варьироваться соответствующим образом.

В качестве управляемой емкости может быть использован любой полупроводниковый прибор (диод, транзистор и т.д.) с р-п-переходом, смещенным и обратном направлении, т.е. запертым. Запертый p-n-переход можно представить в виде диэлектрика между двумя проводящими областями, что эквивалентно структуре конденсатора. Так как толщина (ширина) диэлектрической области запертого р-п-перехода зависит от величины приложенного запирающего напряжения, ясно, что, изменения приложенного к переходу напряжения, изменяют величину его проходной емкости.

Элементная база задающих генераторов.

Несмотря на то, что в указанном качестве могут применяться обычные маломощные кремниевые ВЧ диоды, чаще используются специальные ПП приборы — варикапы, имеющие лучшие параметры для работы и качестве частотных модуляторов (большую протяженность линейного участка вольт-фарадной характеристики).

Схемы частотных модуляторов (ЧМ) не отличаются разнообразием. Наибольшее распространение в одноканальных РПДУ получила схема, в которой кварцевый резонатор включен последовательно с базой транзистора и варикапом. Между кварцем и варикапом включается катушка индуктивности, компенсирующая начальную емкость варикапа и облегчающая возбуждение резонатора вблизи частоты последовательного резонанса (кварцевый резонатор возбуждается на третьей механическом гармонике).

Компенсирующая катушка шунтируется резистором, чтобы избе­жать нежелательных здесь резонансных явлений. Во всех схемах на рис. 1.16 напряжение 34 подается на ЧМ через ФНЧ (R64, С45 — рис. 1.16.а) для ограничения полосы модулирующих частот, что уменьшает спектр излучения передатчика. Частота среза ФНЧ выбирается порядка 3 кГц, так как в телефонии принята полоса частот 300...3400 Гц.

Резисторы R51, R52 образуют делитель для подачи на варикап напряжения смещения, a R50 снижает шунтирующее влияние выходного сопротивления источника модулирующего сигнала на ЧМ.

Вызывное переменное напряжение через цепочку С47, R53 прикладывается к аноду варикапа.

Нагрузкой транзистора Q5 служит колебательный контур Т7, настроенный на третью гармонику кварца — несущую частоту РПДУ.

На оконечную ступень передатчика сигнал ВЧ подается через катушку связи Т7, что обеспечивает согласование каскадов.

В возбудителе на рис. 1.16.6 (схема с ОК) транзистор работает на эмиттерную нагрузку — резистор R65, а умножение модулированной частоты осуществляется в предоконечном каскаде — усилителе-утроителе.

На рис. 1.16.в показан вариант схемы ЧМ также с последовательным управлением частотой кварцевого резонатора, но иным расположением элементов.

Рис. 1.16. Схемы возбудителей и модуляторов РПДУ РТ

В этой схеме напряжение смещения транзистора, полученное на делителе R47, R48, служит одновременно для задания рабочей точки варикапа {для транзистора это напряжение отпирающее, а для варикапа — запирающее).

Модулирующее напряжение 34 подается через ФНЧ (RI9, С41) и компенсирующую катушку L6 на анод варикапа CR7, изменяя его емкость и, тем самым, частоту последовательного резонанса кварца Y4.

Схема возбудителя управляемого синтезатором частоты, приведена на рис. 1.21.