Modulatory częstotliwości

FM

Bezpośrednia modulacja FM

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

bezpośrednie obliczenie pojemności wypadkowej dla skrajnych wartości Cx daje

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

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

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…

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

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

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 10 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

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

?? porównanie charakterystyki diody z krzywą kwadratową

Inne sposoby przestrajania obwodu rezonansowego

Symulacja zmiennej reaktancji w celu uzyskania FM tranzystor lub lampa reaktancyjna

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

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

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

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

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…

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

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

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

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

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 !

Modulowane generatory RC

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

Multiwibrator o sprzężeniu emiterowym wrażliwość na zmiany temperatury

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

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

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