Modulatory częstotliwości

Prezentacja na temat: "Modulatory częstotliwości"— Zapis prezentacji:

1 Modulatory częstotliwości

2 FM

3 Bezpośrednia modulacja FM

4 Element przestrajający zwykle nie stanowi jedynej pojemności obwodu
napięcie przemienne na elemencie przestrajającym może być istotnie zmniejszone przykład…

5 bezpośrednie obliczenie pojemności
wypadkowej dla skrajnych wartości Cx daje

6 Ile razy mniejsza jest pojemność wypadkowa C w porównaniu do Cx,
tyle razy zmniejszają się względne zmiany tej pojemności w stosunku do względnych zmian pojemności Cx

7 Obecnie w modulatorach FM prawie wyłącznie diody pojemnościowe
Przykładowa charakterystyka diody pojemnościowej VHF Logarytmiczna skala napięcia!

8 Dioda pojemnościowa jest elementem parametrycznym…
…niestety, jest też elementem nieliniowym… Chwilowe przemienne napięcie na diodzie powoduje modulację jej pojemności, czyli pojemność diody zależy od napięcia (w.cz.) prowadzi to do…

9 rezonans warunki na rysunku są przesadne,
ale nawet niewielka nieliniowość powoduje generację harmonicznych w napięciu na obwodzie rezonans

10 Poprawa liniowości  uniezależnienie pojemności od
napięcia przemiennego na diodach, ale pojemność diod musi zależeć od napięcia przestrajającego! konieczność analogia do dwóch kondensatorów zmiennych przestrajanych przeciwnie wypadkowa pojemność jest w dużej mierze stała

11 charakterystyki przestrajania
2 diody BB105G 10 pF 10 pF 5,0 pF 11 pF 9 pF 4,95 pF 12 pF 8 pF 4,80 pF 13 pF 7 pF 4,55 pF 10 pF pF 5,0 pF 10,8 pF 9,1 pF 4,93 pF 11,7 pF 8,8 pF 5,02 pF 16 pF 6,7 pF 4,72 pF jest jeszcze lepiej z powodu nieliniowej charakterystyki przestrajania

12 jeżeli   2 charakterystyka przestrajania mogłaby być liniowa…
Charakterystyka przestrajania obwodu rezonansowego z diodą pojemnościową jeżeli   2 charakterystyka przestrajania mogłaby być liniowa… ale są jeszcze inne pojemności w obwodzie

13 ?? porównanie charakterystyki diody z krzywą kwadratową

14 Inne sposoby przestrajania obwodu rezonansowego

15 Symulacja zmiennej reaktancji w celu uzyskania FM
tranzystor lub lampa reaktancyjna

16 Schematy praktyczne gm jest proporcjonalne do prądu drenu x(t)+Ugso
przykładowa charakterystyka tranzystora JFET gm jest proporcjonalne do prądu drenu

17 transkonduktancja bardzo dobrze reguluje się we wzmacniaczu różnicowym
x(t)+Ubo Można symulować duże pojemności (zmienne!)

18 Modulator FM ze sprzężeniem zwrotnym
linearyzacja charakterystyki przestrajania konieczna liniowość demodulatora!

19

20 modulator ze sprzężeniem zwrotnym dla składowej stałej
stabilizacja częstotliwości spoczynkowej stabilność „zera” demodulatora decyduje o stabilności Fo

21 do stabilizacji częstotliwości nośnej, ale…
Pośrednia modulacja FM czegoś takiego nie da się zrobić! Pozornie atrakcyjne rozwiązanie, bo można zastosować generator kwarcowy do stabilizacji częstotliwości nośnej, ale…

22 Jeżeli chcielibyśmy uzyskać dewiację 75 kHz…
nie ma takich modulatorów fazy ! wymagane byłoby połączenie kaskadowe setek lub tysięcy modulatorów !

23 Modulator Armstronga PM/FM
to jest zmienne uzyskuje się modulację PM z pasożytniczą modulacją AM dobra stabilność częstotliwości spoczynkowej

24 można dać ogranicznik…
y  x(t)·Ao  Ao y zmiany amplitudy – można dać ogranicznik… albo zastosować korekcyjną modulację amplitudy ~ liniowa dewiacja fazy < 45° - niedużo

25 Modulator fazy (teoretyczny…) niestety - znaczna nieliniowość
warikapy niestety - znaczna nieliniowość charakterystyki w funkcji C lub R nieliniowość charakterystyki warikapów powoduje pewną poprawę liniowości w zależności od napięcia przestrajającego

26 Modulator fazy na obwodzie rezonansowym
zasilanie stałą częstotliwością nośną źródło prądowe Modulacja fazy z pasożytniczą modulacją amplitudy - i to dość znaczną. Jeżeli chcemy uzyskać zmiany fazy +/- 45 stopni, to amplituda spadnie o 3dB !

27 Modulowane generatory RC

28 U1 U2 U2 uc(t) uc(t) U1

29 Multiwibrator o sprzężeniu emiterowym
wrażliwość na zmiany temperatury

30 Multiwibrator o sprzężeniu emiterowym
układ praktyczny po co? dodatkowy wpływ temperatury kompensacja temperaturowa?

31 Modulatory FSK – łatwiejsze; przy ustalonej amplitudzie sygnałów cyfrowych nie trzeba uwzględniać nieliniowości przestrajania generatora VCO FSK z nieciągłą fazą FSK z fazą ciągłą

32 Ogólny sposób otrzymywania wielowartościowej modulacji PSK (lub QAM)
PSK, QAM - faza zawsze nieciągła przesuwnik fazowy 90