1.4. Радиопередающие устройства.
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 .
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.
|